Hawkings Kosmos einfach erklaert

Überlagerung („Superposition“) von Quantenzuständen ist, unddass alle physikalischen Möglichkeiten ständig und quasi auch gleichzeitig realisiert sind. Davon lässt sich im Alltag nichts bemerken, aber für Weltmodelle der Quantenkosmologie ist das eine wichtige Annahme (siehe hier , hier und hier ). Denn eine Quantentheorie, die nur Aussagen über Beobachter und ihre Messungen macht, wie in vielen orthodoxen Interpretationen, ist für das Universum als Ganzes, das keinen „äußeren Beobachter“ hat, ziemlich nutzlos.
    Bizarre Quantenwelt: Im Doppelspalt-Experiment (links) scheint ein einzelnes Teilchen beide Wege zu nehmen – das ist, als würde ein Skifahrer mit einem Bein links und mit einem Bein rechts an einem Baum vorbeisausen. Warum ist das in der Alltagswelt nie zu beobachten?
› Die erste Millionstel Sekunde
    Der Ursprung der Welt ist im 20. Jahrhundert von einem Thema der Mythen, Religionen und Philosophien zu einem Gegenstand der exakten Naturwissenschaft geworden. Über die Vorgänge in den ersten Sekundenbruchteilen des Universums – ab etwa einer Milliardstel Sekunde nach dem Urknall – und die späteren Entwicklungen wissen die Kosmologen inzwischen schon sehr gut Bescheid (Tabelle Aus dem Tagebuch des Universums ). Was noch früher geschah, ist spekulativ, wird aber in den nächsten Jahren durch immer leistungsfähigere Teleskope und Teilchenbeschleuniger nach und nach erforscht werden können.
    Aus dem Tagebuch des Universums: Eine Billionstel (10 -12 ) Sekunde nach dem Urknall sind bereits recht verlässliche Aussagen zur Entwicklung unseres Universums möglich. Über die Zeit davor kann im Augenblick nur spekuliert werden, weil noch keine gut fundierten und durch Beobachtungen bestätigten physikalischen Theorien existieren. Auch variieren einige der frühen Zeitangaben in verschiedenen Modellen.
    Die Geschichte des Universums: Die meisten grundlegenden Ereignisse erfolgten bereits in der ersten Sekunde. Die zeitlichen und räumlichen Verhältnisse sind hier im logarithmischen Maßstab komprimiert veranschaulicht.
    Allerdings ist dies nur teilweise physikalischen Experimenten zugänglich: Die höchstenergetischen Bedingungen ganz am Anfang des Universums werden in irdischen Labors niemals nachgeahmt werden können. Sie lassen sich allenfalls aus indirekten Indizien und astronomischen Beobachtungen erschließen. Doch auch der theoretische Rahmen ist noch unzureichend, so lange keine vereinheitlichte Theorie von Raum, Zeit, Energie, Materie und den Naturkräften existiert.
    Im ersten Moment unseres Universums gab es nur eine einzige Superkraft; und alle Teilchen waren ununterscheidbar und masselos. Mit der Ausdehnung und Abkühlung des Weltraums spaltete sich diese Urkraft bereits in der ersten Millionstel Sekunde zu den heute vier bekannten fundamentalen Naturkräften auf: die Schwerkraft und elektromagnetische Wechselwirkung mit jeweils unendlicher Reichweite sowie die starke und schwache Wechselwirkung, die sich nur im Bereich der Atome bemerkbar machen.
    Zugleich entstanden aus exotischen Vorstufen die heute noch existierenden Elementarteilchen: Quarks, Elektronen und Neutrinos. Die Quarks schlossen sich später zu Neutronen und Protonen zusammen – die Bausteine der Atomkerne.
    Zu all diesen Teilchen gab es auch Antiteilchen mit denselben Massen, aber ansonsten entgegengesetzten Eigenschaften (wie Ladung oder Drehimpuls). Bei hohen Temperaturen stehen Erzeugung und Vernichtung von Materie und Antimaterie im Gleichgewicht. Wird es kühler, zerstrahlen die Teilchen und Antiteilchen paarweise zu Photonen. Dies geschah in der ersten Sekunde des Universums fast vollständig. Dass der Weltraum heute nicht „wüst und leer“ ist, sondern noch immer Materie enthält, aber fast keine Antimaterie mehr, das ist wohl einer geringfügigen, aber noch nicht verstandenen Asymmetrie zu verdanken: Auf etwa eine Milliarde Antiteilchen kamen eine Milliarde und ein Teilchen. Dieser winzige Überschuss an Materie überlebte die Vernichtungsorgie. Daraus ist noch heute das gesamte sichtbare All aufgebaut.
› Wie das Universum groß wurde
    Auch wenn die Standardtheorie vom Urknall inzwischen exzellent bestätigt ist und der Urknall insofern als eine Tatsache bezeichnet werden kann, lässt sie doch viele Fragen und Probleme offen. So bleibt unklar, was den Urknall überhaupt