Ein Universum aus Nichts - ... und warum da trotzdem etwas ist

für diesen Namen ist simpler. An einem Ballon für große Höhen war ein Mikrowellen-Radiometer befestigt, wie in der folgenden Abbildung zu sehen:

    Der Ballon umrundete dann die Erde, was in Antarktika kein Problem darstellt. Rund um den Südpol ist das wirklich einfach durchzuführen, da man ihn einfach im Kreis herumtreiben lassen kann. Von der McMurdo-Station aus benötigte das Gerät für seine Rundreise um den Kontinent etwa zwei Wochen, bis es wieder an seinen Ausgangspunkt zurückkehrte – daher der Name Bumerang.

    Die Ballonfahrt diente einem einfachen Zweck. Um einen Blick auf die Mikrowellen-Hintergrundstrahlung mit ihrer Temperatur von drei Kelvin werfen zu können, ohne dass sie durch das weit wärmere Material auf Erden beeinträchtigt wird, 18 wollen wir so weit wie möglich über dem Boden und sogar oberhalb des größten Teils der Erdatmosphäre messen. Dazu nutzen wir im Idealfall Satelliten, doch Höhenballons können einen erheblichen Anteil der Aufgabe für viel weniger Geld erledigen.
    Auf jeden Fall lieferte BOOMERanG nach zwei Wochen das Bild eines kleinen Ausschnitts aus dem Mikrowellen-Himmel. Es zeigte heiße und kalte Zonen im Strahlungsmuster, die von der letzten streuenden Oberfläche stammten. Unten ist ein Bild des Gebiets zu sehen, das im BOOMERanG -Experiment beobachtet wurde (die »heißen« bzw. »kalten« Zonen sind dunkel bzw. hell wiedergegeben). Es wurde überlagert mit dem Originalbild vom Start des Versuchs:

    Für mich erfüllt das Bild einen doppelten Zweck. Erstens zeigt es die tatsächliche Größenordnung der heißen und kalten Zonen, wie BOOMERanG sie am Himmel gesehen hat – der Vordergrund dient zum Größenvergleich. Zweitens illustriert es aber auch einen weiteren wichtigen Aspekt dessen, was man nur als unsere kosmische Kurzsichtigkeit bezeichnen kann. Wenn wir an einem sonnigen Tag nach oben schauen, sehen wir einen blauen Himmel wie auf dem Foto des Ballons weiter oben. Das liegt jedoch daran, dass wir durch die Evolution daran angepasst sind, das sichtbare Licht wahrzunehmen. Das ist zweifellos darauf zurückzuführen, dass die Sonne im sichtbaren Bereich Spitzenwerte abstrahlt, sowie auch darauf, dass viele weitere Wellenlängen des Lichts in der Atmosphäre absorbiert werden, weshalb sie uns auf der Erdoberfläche gar nicht erreichen. 19 Hätte unser Auge sich stattdessen so entwickelt, dass wir Mikrowellenstrahlung »sehen« könnten, würde uns das wahrgenommene Bild des Himmels bei Tag und bei Nacht, solange wir nicht unmittelbar in die Sonne schauen, direkt zu einem Abbild der letzten streuenden Oberfläche führen, die mehr als 13 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Das ist das »Bild«, das der Detektor von BOOMERanG zurückgebracht hat.
    Die erste Fahrt von BOOMERanG , der dieses Bild zu verdanken ist, verlief bemerkenswert glücklich. Die Antarktis ist eine feindselige, unberechenbare Umgebung. Bei einer späteren Fahrt im Jahr 2003 ging wegen einer Fehlfunktion des Ballons und eines anschließenden Sturms beinahe das ganze Equipment verloren. Erst in letzter Minute wurde beschlossen, die Instrumente vom Ballon zu trennen, ehe alles an einen unerreichbaren Ort verweht wurde. Damit nahm der Tag noch ein gutes Ende; eine Suchmission ortete die Nutzlast auf der antarktischen Ebene und barg den Druckbehälter mit den wissenschaftlichen Daten.
    Ehe ich das Bild von BOOMERanG interpretiere, möchte ich noch einmal betonen, dass die tatsächliche Größe der im Bild festgehaltenen heißen und kalten Zonen durch einfache Physik in Verbindung mit der letzten streuenden Oberfläche festgelegt ist, während die gemessenen Größen der heißen und kalten Zonen auf dem Bild sich aus der Geometrie des Universums ableiten. Eine einfache zweidimensionale Analogie kann vielleicht dazu beitragen, das Ergebnis genauer zu erklären: In zwei Dimensionen ähnelt eine geschlossene Geometrie der Oberfläche einer Kugel, während eine offene Geometrie der Oberfläche eines Sattels ähnelt. Zeichnen wir ein Dreieck auf diese Oberfläche, beobachten wir den geschilderten Effekt: Auf einer Kugel laufen Gerade zusammen, auf einem Sattel laufen sie auseinander, und auf einer Ebene bleiben sie selbstverständlich gerade.

    Die Eine-Million-Dollar-Frage lautet nun also: Wie groß sind die heißen und kalten Zonen auf dem