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

Konfiguration der darin enthaltenen Felder eine Periode der Inflation erzeugt, dann kann sogar ein anfangs winziges geschlossenes Universum sich rasch exponentiell ausdehnen. Dadurch nähert es sich während dieser Periode immer mehr einem unendlich großen, flachen Universum an. Nach ungefähr 100 Verdoppelungen einer solchen Aufblähung wird das Universum so flach geworden sein, dass es problemlos weit über die Lebenszeit unseres Universums hinaus erhalten bleiben könnte, ohne zu kollabieren.
    Es gibt noch eine weitere Möglichkeit – sie versetzt mir immer einen nostalgischen (und neidischen) Stich, weil sie für mich eine wichtige Lehre darstellt. Als ich in Harvard als frischer Postdoktorand anfing, spielte ich mit der möglichen Quantenmechanik von Gravitationsfeldern herum und erfuhr von einem Ergebnis, das Ian Affleck, ein guter Freund aus der Graduiertenzeit, erzielt hatte. Dieser Kanadier, der während meiner Zeit am MIT seinen Abschluss in Harvard machte, kam einige Jahre vor mir zur Society of Fellows. Mithilfe der mathematischen Theorie Feynmans, die wir inzwischen dazu nutzen, mit Elementarteilchen und Feldern umzugehen (die sogenannte Quantenfeldtheorie), hatte er ausgerechnet, wie Teilchen und Antiteilchen in einem starken Magnetfeld erzeugt werden könnten.
    Mir wurde klar, dass die von Affleck geschilderte Form der Lösung – etwas namens »Instanton« – sehr stark einem sich inflationär ausdehnenden Universum ähnelte, wenn man seine Formel auf den Fall der Gravitation anwandte. Allerdings sah es aus wie ein sich aufblähendes Universum, das aus dem Nichts begann! Ehe ich dieses Resultat für eine eventuelle Veröffentlichung niederschrieb, wollte ich in meiner Verwirrung für mich die Frage klären, welcher Physik eine solche mathematische Lösung wohl entsprechen könne. Schon bald erfuhr ich aber, dass, während ich noch darüber nachdachte, der sehr kreative, schon erwähnte Kosmologe Alexander Vilenkin (mit dem ich seitdem befreundet bin) einen Aufsatz verfasst hatte, in dem er darstellte, wie die Quantengravitation tatsächlich ein inflationär expandierendes Universum direkt aus dem Nichts hervorbringen könnte. Er war mir zuvorgekommen, doch ich konnte nicht sehr verärgert sein, weil ich (a) ehrlich gesagt gar nicht in allen Einzelheiten verstand, was ich da machte, und (b) Vilenkin kühn genug war, etwas vorzuschlagen, wozu ich damals nicht den Mut hatte. Seitdem habe ich begriffen, dass man nicht alle Implikationen seiner Arbeit verstehen muss, wenn man sie veröffentlichen will. Tatsächlich gibt es unter meinen eigenen Arbeiten einige, die ich erst viel später richtig verstand.
    Wie dem auch sei: Während Stephen Hawking und sein Mitarbeiter Jim Hartle ein sehr unterschiedliches Modell vorgeschlagen haben, um die »Randbedingungen« für Universen festzulegen, die aus dem absoluten Nichts entstehen, sind hier die ausschlaggebenden Fakten aufgeführt:
In der Quantengravitation können Universen spontan aus dem Nichts auftauchen, und das werden sie tatsächlich immer tun. Solche Universen müssen nicht zwangsläufig leer sein, sondern können Materie und Strahlung enthalten, solange die Gesamtenergie einschließlich der mit Gravitation zusammenhängenden negativen Energie gleich null ist.
Damit geschlossene Universen, die durch solche Abläufe hervorgebracht werden könnten, länger als für mikroskopisch kurze Zeiten erhalten bleiben, ist so etwas wie Inflation erforderlich. Daraus folgt, dass das einzig langlebige Universum, dessen Existenz man in einem solchen Szenario erwarten sollte, heute als flach erscheinen müsste – genau wie das Universum, in dem wir leben.
    Die Lektion ist eindeutig: Die Quantengravitation scheint nicht nur zuzulassen, dass Universen aus dem Nichts hervorgehen – was hier, wie ich betone, als Abwesenheit von Raum und Zeit zu verstehen ist –, sie könnte dies sogar erfordern. Das »Nichts« – in diesem Fall kein Raum, keine Zeit, kein gar nichts! – ist tatsächlich instabil.
    Falls ein solches Universum lange existiert, sollte man hinsichtlich seiner allgemeinen Eigenschaften zudem erwarten, dass sie denen entsprechen, die wir in unserem Universum heute beobachten.
    Beweist das, dass unser Universum aus dem Nichts entstanden ist? Natürlich nicht. Aber es bringt uns der Plausibilität eines solchen