Hawkings Kosmos einfach erklaert

unvermeidlich ist.
    Evgeny Lifshitz und Isaak Khalatnikov kamen daraufhin in eine schwierige Situation. Ihre Arbeit von 1963, mit der sie die Singularität zu umgehen glaubten, hielt den Hawking-Penrose-Theoremen nicht stand. „Gegen die mathematischen Theoreme, die wir bewiesen hatten, konnten sie schlecht etwas einwenden, andererseits durften sie aber unter dem sowjetischen System auch nicht zugeben, dass sie sich geirrt und westliche Wissenschaftler Recht hatten“, erinnert sich Hawking. „Doch sie retteten die Situation, indem sie eine allgemeinere Familie von Lösungen mit einer Singularität fanden, die nicht so speziell waren wie ihre vorherigen Lösungen. Damit waren sie in der Lage, Singularitäten – den Anfang oder das Ende der Zeit – als sowjetische Entdeckung zu reklamieren.“
› Anfang der Zeit und Ende der Erklärungen
    â€žDie Zeit hat einen Anfang“, fasst Stephen Hawking das wichtigste Ergebnis seiner Singularitätsbeweise im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie zusammen. „Wenn die klassische Allgemeine Relativitätstheorie richtig ist, dann muss in der Vergangenheit tatsächlich eine Singularität existiert haben, die der Beginn der Zeit war. Alles, was vielleicht vor der Singularität existiert hatte, konnte demzufolge nicht als Teil des Universums betrachtet werden.“ Das sind Erkenntnisse mit großer Tragweite, die Hawking und Penrose in Fachkreisen – und bald auch darüber hinaus – weltweit große Anerkennung eintrugen. 1988 erhielten sie sogar den Wolf-Preis. Er ist die wohl angesehenste Auszeichnung für einen Physiker nach dem Nobelpreis – und oft dessen Vorstufe.
    Die Stärke der Singularitätstheoreme ist, dass sie auf drei sehr generellen und plausiblen Bedingungen beruhen, die weitgehend unabhängig von der Relativitätstheorie sind. Darüber hinaus zeigte Hawking sogar: „Man kann eine Bedingung abschwächen, wenn man sich dafür bei den beiden anderen für eine stärkere Version entscheidet.“ Diese drei Grundannahmen lassen sich ohne mathematisch-physikalische Vorkenntnisse nicht verstehen, daher hier nur ein paar Andeutungen:
    â€º   Gravitation: Sie wird im Sinn der Relativitätstheorie geometrisch interpretiert, also als Krümmung der Raumzeit. Sie muss so stark sein können, dass aus einem begrenzten Gebiet nichts mehr entweichen kann (ähnlich wie bei einem Schwarzen Loch). Dann brechen an Singularitäten die Weltlinien von Strahlung und Materie ab.
    â€º   Kausalitätsprinzip: Seine Gültigkeit wird vorausgesetzt. Eine Ursache kommt also zeitlich immer vor ihrer Wirkung. Es gibt keine Zeitschleifen.
    â€º   Energiebedingungen: Diese grundlegenden physikalischen Zusammenhänge (mathematisch als Ungleichungen ausgedrückt, die die Masse- und Energie-Verteilung in der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreiben) dürfen nicht „verletzt“ sein. So kann die Masse oder Energiedichte nicht negativ werden oder die Schallgeschwindigkeit an einem Ort höher sein als die Lichtgeschwindigkeit dort.
    Im Umkehrschluss heißt dies: Krümmungssingularitäten müssen nicht auftreten, wenn mindestens eine der Voraussetzungen der Hawking-Penrose-Theoreme nicht erfüllt ist beziehungsweise ausgehebelt wird. Mit anderen Worten: Eine Vermeidung der Urknall-Singularität in der physikalischen Kosmologie erfordert erstens eine Erklärung des Urknalls mithilfe einer Theorie, die mindestens eine der drei Annahmen von Hawkings Beweisgang zurückweist. Und sie sollte zweitens verständlich machen, warum diese Annahme nicht gültig ist – am besten mithilfe einer strengen Ableitung aus den Prinzipien einer solchen Theorie.
› Krise und Aufbruch
    â€žZum Zeitpunkt einer Singularität, die wir als Urknall bezeichnen, müssten die Dichte des Universums und die Krümmung der Raumzeit unendlich gewesen sein“, fasst Hawking seinen gleichermaßen bahnbrechenden wie schockierenden Beweis zusammen. „Unter solchen Bedingungen würden alle bekannten Naturgesetze ihre Gültigkeit verlieren. Das wäre eine Katastrophe für die Wissenschaft, denn es würde bedeuten, dass die Wissenschaft allein keine Aussage über den Anfang des Universums machen könnte. Sie könnte nur feststellen: Das Universum ist, wie es jetzt ist, weil es war, wie es damals war. Aber sie könnte nicht erklären,