Ein Universum aus Nichts

Erklärung für die Homogenität wie auch für die Flachheit des Universums. Sie beruht auf möglichen fundamentalen und berechenbaren mikroskopischen Theorien der Teilchen und ihrer Wechselwirkungen. Doch darüber hinaus wird durch die Inflation eine weitere, vielleicht noch bemerkenswertere Voraussage möglich. Wie schon angesprochen, implizieren die Gesetze der Quantenmechanik auf sehr kleinen Skalen für sehr kurze Zeitabschnitte, dass der leere Raum als ein siedendes, blubberndes Gebräu virtueller Teilchen und Felder erscheinen kann, dessen Größe heftig fluktuiert. Diese »Quantenfluktuationen« sind möglicherweise wichtig, wenn die Natur von Protonen und Atomen bestimmt werden soll, aber auf größeren Skalen sind sie gewöhnlich unsichtbar. Das ist einer der Gründe, weshalb sie uns so unnatürlich vorkommen.
    Während der Inflation können diese Quantenfluktuationen jedoch festlegen, wann ansonsten unterschiedliche kleine Raumregionen ihre Periode der exponentiellen Expansion beenden. Wenn verschiedene Regionen zu (mikroskopisch) geringfügig unterschiedlichen Zeitpunkten aufhören, sich inflationär auszudehnen, ergibt sich in jeder dieser verschiedenen Zonen eine geringfügig andere Dichte von Materie und Strahlung, sobald die Energie des falschen Vakuums als Wärmeenergie freigesetzt wird.
    Es zeigt sich, dass das Muster der nach der Inflation erscheinenden Dichtefluktuationen – die, wie ich betonen sollte, aus den Quantenfluktuationen im ansonsten leeren Raum hervorgehen – auf großen Skalen genau mit dem beobachteten Muster kalter und heißer Zonen in der Kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung übereinstimmt. Zwar ist Übereinstimmung selbstverständlich kein Beweis, doch unter Kosmologen wächst die Ansicht, dass etwas, das watschelt wie eine Ente, aussieht wie eine Ente und quakt wie eine Ente, wahrscheinlich auch eine Ente ist. Und wenn die Inflation tatsächlich verantwortlich ist für all die kleinen Fluktuationen in der Dichte von Materie und Strahlung, aus denen später der gravitative Kollaps der Materie zu Galaxien und Sternen und Planeten und Menschen hervorgeht, dann darf man mit Recht sagen, dass wir heute alle aufgrund von Quantenfluktuationen in einem Medium existieren, das seinem Wesen nach Nichts ist.
    Das ist so bemerkenswert, dass ich es noch einmal hervorheben möchte. Quantenfluktuationen, die ansonsten völlig unsichtbar geblieben wären, frieren aufgrund der Inflation ein und tauchen danach als Dichtefluktuationen auf, die alles hervorbringen, was wir sehen können! Wenn wir alle Sternenstaub sind, wie ich geschrieben habe, so trifft es auch zu, dass wir alle buchstäblich aus einem Quanten-Nichts hervorgegangen sind.
    Das widerspricht der Intuition so sehr, dass es einem fast wie Zauberei vorkommen mag. Doch unter all diesen geschickten Spielereien mit der Inflation gibt es zumindest eine, die als besonders beunruhigend erscheinen könnte. Wo kommt all diese Energie überhaupt her? Wie kann eine mikroskopisch kleine Region heute in einer Region vom Format eines Universums aufgehen, die so viel Materie und Strahlung enthält, dass damit alles für uns Sichtbare zu erklären ist?
    Allgemeiner lautet die Frage: Wie kann die Energiedichte in einem expandierenden Universum mit einer kosmologischen Konstante oder der Energie eines falschen Vakuums konstant bleiben? In einem solchen Universum dehnt sich der Raum schließlich exponentiell aus – wenn also die Energiedichte gleich bleibt, nimmt die Gesamtenergie in jeder Region mit dem Volumen dieser Region zu. Was passiert dabei mit der Energieerhaltung?
    Das ist ein Beispiel für etwas, für das Guth die Bezeichnung ultimative »Gratismahlzeit« geprägt hat. Bezieht man beim Nachdenken über das Universum die Effekte der Gravitation ein, ist es – erstaunlicherweise – zulässig, sowohl »negative« als auch »positive« Energie anzunehmen. Diese Facette der Gravitation erlaubt es, den Stoff mit positiver Energie (wie Materie und Strahlung) durch Konfigurationen negativer Energie zu ergänzen, die jene des entstandenen Stoffs mit positiver Energie genau aufwiegen. Somit kann die Gravitation mit einem leeren Universum beginnen – um schließlich in einem vollen Universum aufzugehen.
    Auch das hört sich wohl irgendwie verdächtig an – in Wahrheit ist es jedoch ein zentraler Bestandteil der echten Faszination, die ein flaches Universum auf viele von uns ausübt. Außerdem dürften viele damit vertraut sein – aus der