Hawkings neues Universum

an Raum hilft auch nicht bei der Parkplatzsuche in überfüllten Innenstädten.)
    Um diese 1929 von Edwin Hubble erkannte kosmische Expansion zu veranschaulichen, benutzt Mario Livio seinen Luftballon. Die zweidimensionale Oberfläche der Gummihaut steht dabei für den dreidimensionalen Weltraum, und die aufgemalten Punkte sind die Galaxienhaufen. Verschmitzt bläst Livio Luft in den Ballon. Der beginnt sich auszudehnen. Die Punkte entfernen sich dabei immer weiter voneinander. Jeder Beobachter in einem solchen Punkt käme sich als Zentrum der Expansion vor. Doch dies ist eine optische Täuschung, denn die Ausdehnung erfolgt überall. „Es gibt keinen Mittelpunkt auf der Oberfläche des Ballons“, sagt Livio. „Die Oberfläche hat auch keinen Rand. Wenn wir zweidimensionale Lebewesen wären, die auf ihr lebten, würden wir doch nie an ein Ende kommen.“ Analog verhält es sich auch mit unserem Weltraum.
    Allerdings hinkt dieser Vergleich: Der Weltraum hat keinen Mittelpunkt „außerhalb“ von sich wie die Ballonhülle. Und er dehnt sich auch nicht in einen anderen Raum hinein aus, sondern wächst gleichsam „innerlich“ – eine Vorstellung, die den Alltagsverstand wieder einmal überstrapaziert.
    Trotzdem oder gerade deswegen ist die kühne Voraussage der kosmischen Expansion und ihre Bestätigung durch die astronomischen Beobachtungen ein Triumph des menschlichen Geistes. Jahrtausende lang haben die intelligentesten Denker über das All räsoniert, aber niemand war wohl auf die Idee gekommen, seine Stabilität zu hinterfragen. Dass der Raum keine feste (und womöglich ewige und unendliche) Bühne ist, sondern aus sich selbst heraus wächst, war schlicht unvorstellbar. Und doch hätte schon Isaac Newton auf diese Idee kommen können. Denn er hatte erkannt, dass die gegenseitigen Anziehungskräfte der Materie keine langfristig stabilen Strukturen erlauben, so dass alles irgendwann unweigerlich kollabieren müsste. Und da er an ein ewiges Weltall glaubte, hätte das längst geschehen müssen. Deshalb brauchte er die Annahme eines Gottes, der die kosmische Ordnung aufrecht erhielt, als würde er immer wieder eine mechanische Uhr aufziehen müssen. Die Entdeckung des gleichsam explodierenden Weltraums hat eine solche Vorstellung nun förmlich zersprengt.
Kosmologische Konkurrenz
    Bevor die Flucht der Galaxien beobachtet wurde, haben Albert Einstein, Willem de Sitter, Alexander Friedmann, Georges Lemaître und anderen Kosmologen eine mögliche Ausdehnung des Alls schon mit Hilfe der Allgemeinen Relativitätstheorie beschrieben. Diese erklärt, wie Raum, Zeit, Materie und Energie zusammenhängen und ist der theoretische Rahmen für das Verständnis der Struktur und Entwicklung des Universums als Ganzes. Sie ist zusammen mit der Quantentheorie, die die Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen beschreibt, die wichtigste Grundlage der Physik und zugleich die am besten bestätigte naturwissenschaftliche Theorie überhaupt.
    Universale Konkurrenz: Der Weltraum dehnt sich aus und die Galaxien entfernen sich voneinander ähnlich wie Punkte, die auf die Oberfläche eines Luftballons gemalt sind, der aufgeblasen wird. Im Urknall-Modell war die Materie im Universum einst dicht beisammen und verdünnt sich durch die Expansion. Dem Steady-State-Modell zufolge soll hingegen kontinuierlich neue Materie entstehen, so dass die Dichte im Lauf der Zeit gleich bleibt.
    Aber die Gleichungen der Relativitätstheorie reichen allein nicht aus, um das Universum zu beschreiben. Sie charakterisieren nämlich Myriaden von ganz unterschiedlichen Universen. Am Schreibtisch lässt sich daher nicht entscheiden, welche der vielen möglichen Lösungen der Gleichungen relevant ist. Dazu muss man gleichsam den Kopf heben, in die Nacht hinaus schauen und astronomische Messungen machen. Denn die Gleichungen der Relativitätstheorie enthalten einige freie Parameter, die bestimmt werden müssen. Dazu gehören beispielsweise die mittlere Materiedichte im All und die Ausdehnungsrate. Erst die astronomischen Beobachtungen können also aus dem Reigen der theoretischen Angebote jenes Weltmodell aussuchen helfen, das eine gute und nützliche Beschreibung des Universums ist, in dem wir leben.
    Bis in die 1960er-Jahre, als Stephen Hawking in Cambridge Physik studierte, konkurrierten zwei völlig konträre Klassen kosmologischer Modelle miteinander. Und das wurde gerade in Cambridge besonders offenkundig. Der einen Klasse zufolge, Steady-State-Modelle