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

dass unser Universum in einem Big Bang begonnen haben muss, war unvermeidlich, beruhte jedoch auf einer Annahme, die für das beobachtbare Universum der fernen Zukunft nicht zutreffen wird. Ein mit Materie versehenes Universum, das sich gleichförmig in alle Richtungen erstreckt sowie isotrop und homogen ist, kann nicht statisch sein – aus den Gründen, die Lemaître und am Ende auch Einstein erkannten. Es gibt aber eine absolut richtige Lösung von Einsteins Gleichungen für ein einzelnes Masse enthaltendes System, das von einem ansonsten leeren statischen Raum umgeben ist. Denn wenn es eine solche Lösung nicht gäbe, könnte die Allgemeine Relativität isolierte Objekte wie Neutronensterne oder letztlich Schwarze Löcher nicht beschreiben.
    Große Massenverteilungen wie unsere Milchstraße sind instabil, sodass unsere (Meta-)Galaxie schließlich selbst in sich zusammenstürzen und zu einem massiven Schwarzen Loch werden wird. Beschrieben wird dieser Vorgang in einer statischen Lösung von Einsteins Gleichung, der sogenannten Schwarzschild-Lösung. Der Zeitrahmen, in dem unsere Galaxie zu einem massiven Schwarzen Loch kollabieren wird, ist jedoch weit größer als der Zeitrahmen, in dem das übrige Universum verschwinden wird. Folglich wird den Wissenschaftlern der Zukunft die Vorstellung selbstverständlich erscheinen, dass unsere Milchstraße für eine Billion Jahre im leeren Raum ohne einen bedeutenden Kollaps existiert haben könnte und ohne dass sie notwendigerweise von einem expandierenden Universum umgeben gewesen sein musste.
    Spekulationen über die Zukunft sind bekanntlich schwierig. Während ich dies schreibe, sitzen beim Weltwirtschaftsforum im schweizerischen Davos tatsächlich Horden von Wirtschaftswissenschaftlern, die unverdrossen das Verhalten künftiger Märkte vorhersagen und ihre Voraussagen revidieren, wenn sich herausstellt, dass sie schrecklich danebenlagen. Ganz allgemein kommen mir alle Vorhersagen für die ferne Zukunft und selbst für die nicht so ferne Zukunft von Wissenschaft und Technologie sogar noch unzulänglicher vor als jene der traurigen Wirtschaftswissenschaft. Wann immer ich beispielsweise gefragt werde, was die nahe Zukunft für die Naturwissenschaft bereithalte oder welcher große Durchbruch demnächst zu erwarten sei, erwidere ich stets, dass ich, wenn ich es wüsste, genau jetzt daran arbeiten würde!
    Deshalb möchte ich das in diesem Kapitel vorgestellte Bild lieber so sehen wie das Bild der Zukunft, das der dritte Geist in Dickens’ Eine Weihnachtsgeschichte präsentiert. Es ist die Zukunft, wie sie sein könnte . Schließlich haben wir keine Ahnung, was die den leeren Raum durchdringende Dunkle Energie ist. Folglich können wir uns auch nicht sicher sein, dass sie sich wie Einsteins kosmologische Konstante verhalten und konstant bleiben wird. Sollte das nicht der Fall sein, könnte die Zukunft des Universums ganz anders aussehen. Vielleicht beschleunigt sich die Expansion nicht ständig weiter, sondern verlangsamt sich im Lauf der Zeit wieder, sodass ferne Galaxien nicht verschwinden werden. Oder es tauchen vielleicht irgendwelche neue beobachtbare Größen auf, die wir jetzt noch nicht aufspüren können, während sie den Astronomen der Zukunft möglicherweise Belege liefern, dass ein Big Bang stattgefunden hat.
    Wie dem auch sei: Die von mir skizzierte Zukunft beruht auf allem, was wir heute über das Universum wissen; es ist die derzeit plausibelste Version. Es ist spannend, sich zu überlegen, ob künftige Wissenschaftler durch Logik, Vernunft und empirische Daten vielleicht immer noch dazu gebracht werden können, korrekt auf die zugrunde liegende Natur unseres Universums zu schließen, oder ob dies für immer hinter dem Horizont verborgen bleiben wird. Vielleicht entwickelt ein brillanter Wissenschaftler, der die fundamentale Natur von Kräften und Teilchen erforscht, ein theoretisches Modell, aus dem abzuleiten ist, dass die Inflation stattgefunden hat oder dass es im leeren Raum Energie geben muss. In der Folge würde das erklären, warum innerhalb des Sichthorizonts keine Galaxien vorhanden sind. Doch was das angeht, bin ich nicht gerade optimistisch.
    Schließlich ist Physik eine empirische Wissenschaft, die durch Experimente und Beobachtungen vorankommt. Hätten wir nicht aufgrund von Beobachtungen auf die Existenz Dunkler Energie