Hawkings Kosmos einfach erklaert

Doch hat die Ewigkeit überhaupt begonnen? Das ist eine Grundfrage der modernen Kosmologie.
    Das Szenario der Ewigen Inflation beschreibt nur eine „halbe Ewigkeit“ – eine, die sich in eine unendliche Zukunft erstreckt. Doch warum so halbherzig? Diese kritische Frage drängt sich auf: Weshalb sollte die Inflation nicht auch vergangenheitsewig sein?! Damit wäre das Anfangsproblem gelöst – es gäbe ganz einfach keinen ersten Moment, sondern eine unaufhörliche Zeit in beide Richtungen.
    Mit einer solchen Vorstellung vom Kosmos, der seit jeher inflationär expandiert, liebäugelt Andrei Linde, einer der Pioniere der Inflation-Modelle. Doch dagegen spricht ein spektakulärer Beweis, den die Kosmologen Alex Vilenkin, Alvin Borde und Alan Guth zwischen 1994 und 2003 ausgearbeitet haben. Auf der Basis sehr allgemeiner Annahmen müssen in einem zukunftsewig inflationierenden Multiversum alle Weltlinien einen Anfangspunkt besitzen, egal wie lange dieser zurückliegt. Somit muss der Kosmos einen Anfang haben, selbst wenn sich aufgrund der alles davonfegenden Inflation danach keinerlei Spuren mehr davon erhalten haben.
    â€žDas Universum kann nicht unendlich alt sein. Die Inflation löst nicht das Problem der Anfangssingularität und somit die Frage nach dem Ursprung des Universums“, ist Vilenkin überzeugt. „Die Inflation reicht für eine vollständige Beschreibung des Universums nicht aus, es ist eine neue Physik für den Anfang nötig“, schrieben er, Guth und Borde in ihrem Fachartikel. Sie betonen, dass ihre Beweisführung auch für viele andere kosmologische Modelle ohne Inflation gilt (etwa die String-Kosmologie mit ihren höherdimensionalen Räumen oder zyklisch expandierende und kontrahierende Universen).
    Zwar ist diese Art von „Vergangenheitsbewältigung“ noch nicht abgeschlossen. Denn es gibt Modelle, die den Beweis umgehen können. Doch sie widersprechen entweder den astronomischen Beobachtungen oder erfordern außerordentlich exotische Annahmen. Somit stärken die Berechnungen von Vilenkin, Guth und Borde die Vorstellung von einem absoluten Anfang der Welt, obwohl sie sogar unabhängig von den Singularitätstheoremen von Hawking und Penrose sind.
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    IM KONTEXT
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    â€º  Wenn man mit der Relativitätstheorie die Ausdehnung des Weltraums zeitlich zurückverfolgt, kommt man an eine sogenannte Singularität, wo Druck, Dichte, Temperatur, Energie und Krümmung unendlich werden und die Raumzeit verschwindet. Hier brechen die bekannten Naturgesetze zusammen.
    â€º  Diese Anfangssingularität, so konnte Hawking mit seinen Kollegen nachweisen, lässt sich nicht als bloß mathematisches Artefakt abtun und ignorieren. Vielmehr ist sie unter sehr allgemeinen, plausiblen Bedingungen unvermeidlich. Diese Einsicht gehört zu den größten wissenschaftlichen Leistungen Hawkings und ist in der Kosmologie generell akzeptiert.
    â€º  Wenn der Urknall eine Anfangssingularität wäre, könnte er prinzipiell nicht erklärt werden. Doch das wäre die falsche Schlussfolgerung. Vielmehr suchen Kosmologen nach Möglichkeiten, das Versagen der Relativitätstheorie in diesem Punkt mit einer besseren, umfassenderen Theorie zu kurieren. Eine solche Theorie der Quantengravitation zu finden, gehört zu den größten Aufgaben der Theoretischen Physik und würde wahrscheinlich verständlich machen, wie es zum Urknall kam.
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An der Grenze des Imaginären
    Um die ominöse Urknall-Singularität zu überwinden, haben Hawking & Co. eine gleichermaßen aufwendige wie raffinierte Quantenkosmologie entwickelt. Sie strapaziert das menschliche Vorstellungsvermögen gewaltig. Aber sie zeigt auch, dass eine Erklärung des Urknalls prinzipiell möglich ist. Damit ist Hawking über die von ihm selbst aufgestellte Schranke der Relativitätstheorie gesprungen.
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› Ohne Rand und Grenzen
    â€žDie Vorhersage von Singularitäten bedeutet, dass die klassische Allgemeine Relativitätstheorie keine vollständige Theorie ist. Da man die singulären Punkte aus der Raumzeit-Mannigfaltigkeit heraustrennen muss, kann man dort die Feldgleichungen nicht mehr definieren und nicht vorhersagen, was aus einer Singularität kommt“, hat Stephen Hawking immer wieder betont. „Bei der Singularität in der Vergangenheit scheint der einzige Weg, mit diesem Problem