Hawkings Kosmos einfach erklaert

als originelle Unterhaltung. „Die Verbindung zwischen Science Fiction und Wissenschaft führt in beide Richtungen. Die von der Science Fiction präsentierten Ideen gehen ab und zu in wissenschaftliche Theorien ein. Und manchmal bringt die Wissenschaft Konzepte hervor, die noch seltsamer sind als die exotischste Science Fiction“, beschreibt es Hawking.
    Dafür gibt es viele Beispiele. Und mit einigen von ihnen hat sich Hawking auch streng wissenschaftlich beschäftigt und in den einschlägigen Fachzeitschriften publiziert. Dabei steht nicht im Vordergrund, was realistisch oder gar machbar ist, sondern was im Rahmen der Naturgesetze möglich wäre. Denn das lotet das wissenschaftliche Wissen aus, klärt Begriffe und analysiert Schlussfolgerungen.
    Doch was ist möglich? Lässt sich die von Albert Einsteins Spezieller Relativitätstheorie aufgestellte „Lichtmauer“ durchbrechen, so dass überlichtschnelle Spritztouren durch den Weltraum locken? Gibt es sogar Schlupflöcher – Abkürzungen durch die Dimensionen und Pforten zu anderen Universen? Sind Zeitreisen machbar, Flüge in die fernste Zukunft oder Vergangenheit? Könnten Zeitarchitekten gar eine neue, bessere Zukunft erschaffen?
    Teleskope als Zeitmaschinen: Weil das Licht nicht unendlich schnell ist, bedeutet ein Blick hinaus in den Raum zugleich ein Blick in die Vergangenheit. Der 700 Lichtjahre ferne Helixnebel (NGC 7293) im Sternbild Wassermann, die abgesprengte Hülle eines sterbenden Sterns, erscheint uns daher jetzt in einem Zustand wie für einen Bewohner dort vor 700 Jahren.
    Physik ist – wie Philosophie – mehr als nur ein Katalog von Tatsachen und Naturgesetzen. Zumindest zur Grundlagenforschung zählen auch Neugierde, das freie Spiel der Ideen und eine Art Denken auf Vorrat. Viele bahnbrechende – und übrigens inzwischen teilweise auch wirtschaftlich extrem lukrative – Entdeckungen sind quasi am Schreibtisch gemacht worden, auf Spaziergängen oder in unzähligen Cafeteria-Gesprächen mit Berechnungen auf Papierservietten. So haben Wissenschaftler zum Beispiel Antimaterie und Supraleitung, Radiostrahlung und Gravitationswellen, Neutronensterne und Schwarze Löcher, Neutrinos und andere exotische Elementarteilchen sowie die Kosmische Hintergrundstrahlung vom Urknall und die ominöse Dunkle Energie ersonnen, lange bevor man sie nachweisen konnte – oder überhaupt erst auf die Idee kam, danach zu suchen. „So etwas geschieht oft in der Physik“, hat der Physik-Nobelpreisträger Steven Weinberg einmal geschrieben, „unser Fehler ist nicht, dass wir unsere Theorien zu ernst nehmen, sondern dass wir sie nicht ernst genug nehmen.“
› Wurmlöcher und Quantenschaum
    Raum und Zeit sind nicht kontinuierlich, glatt und beliebig unterteilbar, sondern müssen auf kleinsten Skalen gleichsam eine schaumartige oder körnige Struktur aufweisen – ähnlich wie ein Bild, das aus der Nähe betrachtet nicht mehr homogen ist, sondern aus einzelnen Rasterpunkten zusammengesetzt. Das gehört zu den wichtigsten Erkenntnissen der erst in Ansätzen entwickelten Quantengravitationstheorien, die die Relativitäts- und Quantentheorie und vielleicht sogar alle Naturkräfte miteinander vereinen. Auf der Planck-Skala bei Längen um 10 -33 Zentimeter und Zeiten um 10 -43 Sekunden ist das submikroskopische Vakuum kein einfacher leerer Raum mehr, sondern ein brodelndes Meer von geometrischen Möglichkeiten, das gleichsam Blasen wirft, vielleicht Baby-Universen abschnürt, von virtuellen Schwarzen Löchern durchsetzt ist und von winzigen Wurmlöchern geradezu wimmeln könnte. Sie entstehen und vergehen ständig auf dieser kleinsten Skala der Natur infolge quantenphysikalischer Ereignisse, meinen Hawking und andere Physiker.
    Urgrund allen Seins: Auf der kleinsten physikalisch möglichen Skala, der Planck-Skala, sind Raum und Zeit nicht mehr kontinuierlich und homogen, sondern fluktuieren in wilden Geometrien. Dieser Quantenschaum könnte submikroskopische Wurmlöcher enthalten. Vielleicht lassen sie sich „aufblasen“ und als Tunnel durch die Dimensionen nützen. Zu den Größenordnungen: Typische Galaxien haben einen Durchmesser von 10 21 Metern (100.000 Lichtjahre), Atome von 10 -9 Metern (ein Milliardstel Meter), und der Quantenschaum wird erst bei der kleinstmöglichen physikalischen Länge