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

wird die sich beschleunigende Expansion jedoch absolut nicht mehr beobachtbar sein. In diesem Sinne stellt die Energie des leeren Raums aus sich selbst heraus sicher, dass sie nur während einer endlichen Zeitspanne beobachtet werden kann, und es ist bemerkenswert, dass wir in diesem kosmologischen Augenblick leben.
    Wie steht es nun mit dem anderen Hauptpfeiler des Big Bang, dem Kosmischen Mikrowellen-Hintergrund ( CMB ), der ein unmittelbares Abbild des Universums kurz nach dessen Geburt liefert? Weil das Universum in der Zukunft immer schneller expandiert, wird die Temperatur des CMB zum einen weiter abnehmen. Sobald das derzeit beobachtbare Universum etwa 100-mal größer sein wird als jetzt, wird die Temperatur des CMB um den Faktor 100 gefallen sein, und ihre Intensität (also die darin gespeicherte Energie) wird um den Faktor 100 Millionen abgenommen haben, was es um den gleichen Faktor schwerer machen wird, sie nachzuweisen.
    Doch letztlich sind wir imstande gewesen, die Kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung inmitten des ganzen übrigen elektronischen Rauschens auf der Erde aufzuspüren. Wir können uns also vorstellen, dass Beobachter in ferner Zukunft 100 Millionen Mal schlauer sein werden als die, mit denen wir heute gesegnet sind, weshalb noch nicht jede Hoffnung dahin ist. Leider zeigt sich, dass selbst der klügste denkbare Beobachter mit dem empfindlichsten vorstellbaren Instrument in der fernen Zukunft letztlich kein Glück haben wird. Denn in unserer Milchstraße 33 findet sich zwischen den Sternen heißes Gas. Dieses Gas ist ionisiert; es enthält freie Elektronen und verhält sich demnach wie ein Plasma. Ein solches Plasma ist, wie schon angesprochen, für viele Strahlungsarten undurchsichtig.
    Es gibt die sogenannte Plasmafrequenz – unterhalb dieses Wertes kann Strahlung ein Plasma nicht ohne Absorption durchdringen. Anhand der aktuell beobachteten Dichte freier Elektronen in unserer Milchstraße können wir die Plasmafrequenz darin abschätzen. Diese Abschätzung ergibt, dass der größte Teil der Kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung zu einem Zeitpunkt, in dem das Universum etwa 50-mal älter sein wird als heute, auf so lange Wellenlängen gedehnt und damit auf so niedrige Frequenzen reduziert sein wird, dass sie unterhalb der Plasmafrequenz unserer künftigen (Meta-)Galaxie liegt. Danach wird die Strahlung einfach nicht mehr in unsere (Meta-)Galaxie gelangen; sie wird nicht mehr zu beobachten sein, wie hartnäckig der Beobachter auch sein mag. Auch der CMBR wird verschwunden sein.
    Also keine beobachtete Expansion mehr, kein verbliebenes Nachglühen des Big Bang. Aber was ist mit der Häufigkeit der leichten Elemente Wasserstoff, Helium und Lithium, die ebenfalls eine unmittelbare Signatur des Urknalls liefert?
    Wie in Kapitel 1 geschildert, zeige ich tatsächlich jedem, der nicht an den Big Bang glaubt, gern die folgende Abbildung, die ich für solche Fälle in meiner Brieftasche mit mir herumtrage. Dann sage ich: »Schauen Sie! Den Big Bang hat es wirklich gegeben!«

    Ich weiß, die Abbildung sieht sehr kompliziert aus, zeigt aber nur die relative vorhergesagte Häufigkeit von Helium, Deuterium, Helium-3 und Lithium im Vergleich zu Wasserstoff und beruht auf unserem aktuellen Verständnis des Big Bang. Die obere Kurve (sie verläuft nach rechts oben) zeigt die vorhergesagte Häufigkeit von Helium (dem zweithäufigsten Element im Universum) im Vergleich zu Wasserstoff (dem häufigsten Element), bezogen auf das Gewicht. Die nächsten beiden nach rechts unten verlaufenden Kurven stehen für die vorhergesagten Häufigkeiten von Deuterium bzw. Helium-3 im Vergleich zu Wasserstoff, hier nicht auf das Gewicht bezogen, sondern auf die Zahl der Atome. Die untere Kurve schließlich gibt die vorhergesagte Häufigkeit des nächstleichtesten Elements Lithium wieder, auch hier bezogen auf die Zahl der Atome.
    Die vorhergesagten Häufigkeiten sind als Funktion der angenommenen Dichte normaler Materie (aus Atomen) im heutigen Universum wiedergegeben. Würde durch Variation dieser Größe keine Kombination aller vorhergesagten Elementhäufigkeiten erzeugt, die auf unsere Beobachtungen passt, so wäre das ein starker Beleg dafür, dass sie nicht in einem heißen Big Bang entstanden sind. Anzumerken ist, dass die vorhergesagten Häufigkeiten dieser Elemente um fast zehn