Hawkings neues Universum

weiteres Jahr als Postdoc an der Theorie der Metalle – „ein Gebiet, auf dem die Universität von Charkow gut war, was sich nun als sehr nützlich herausstellte“ – und fand deshalb 1978 eine Anstellung an der Tufts University. Die Festkörperphysik hatte er sofort aufgegeben und sich seither ganz der Kosmologie und Astrophysik verschrieben – „keiner nahm Anstoß daran“. Vilenkins produktivste Zeit ist das morgendliche Duschen. „Hier bekomme ich meine Einfälle für den Tag. Daher tendiere ich zu ausgiebigem Duschen. Aber ich habe glücklicherweise auch sehr talentierte Mitarbeiter.“
    Die Entdeckung der Ewigen Inflation war ein bedeutender Beitrag zur Kosmologie, wurde in der Fachwelt zunächst aber höflich ignoriert. Vielleicht wegen der Tragweite der Idee, vielleicht aber auch, weil Vilenkin damals eher in anderen Bereichen der Kosmologie bekannt war. So leistete er Pionierarbeit in der Erforschung der Kosmischen Strings – eindimensionale mutmaßliche Verwerfungen der Raumzeit als Relikte des falschen Vakuums –, worüber er auch auf Hawkings Nuffield-Workshop berichtet hatte.
    „Meine Ideen entwickle ich, indem ich, wie Newton sagte, ständig über sie nachdenke“, sagt Vilenkin. Von ein paar anderen seiner Ideen wird noch die Rede sein.
Chaotische Inflation
    Dass die Inflation ein viel weitreichenderes Konzept ist, als zunächst angenommen wurde, erkannte 1983 auch Andrei Linde. Er wies nach, dass eine exponentielle Expansion aus vielen Theorien der Elementarteilchen folgt (und nicht die Prämisse von Quantengravitationseffekten, Phasenübergängen, Superkühlung und sogar eines heißen Urknalls erfordert). „Die Inflation ist nicht ein exotisches Phänomen, das die Theoretiker ins Spiel gebracht haben, um ihre Probleme zu lösen, sondern ein allgemeines Merkmal einer großen Klasse von Elementarteilchentheorien“, so Linde. Es genügt die Annahme, dass das Inflatonfeld im frühen Universum an unterschiedlichen Orten ganz verschiedene Werte einnehmen konnte – eine chaotische Verteilung von allen möglichen, durch Quantenfluktuationen erzeugten Anfangsbedingungen. Wo die Inflation startete, vergrößerte sich der Raum exponentiell. Diese Stellen dominierten alsbald alles, die anderen Orte blieben klein und unbedeutend. Aufgrund der zufälligen Verteilung der Anfangswerte nannte Linde sein Modell das der Chaotischen Inflation. Diese weitgehende Unabhängigkeit von Anfangsbedingungen – und somit Feinabstimmungen – sind eine attraktive Eigenschaft des Modells. Ein anderer Vorteil ist seine verblüffende Einfachheit. Der einfachste Fall für ein Inflaton gehorcht der simplen Formel V( Φ ) = m 2 Φ 2 /2. Dabei steht m für die Masse und V für das Potenzial oder die Energiedichte des Inflatons und Φ für seine Stärke.
    Stephen Hawking hat das Modell mit großer Begeisterung aufgenommen. „Nach meiner Überzeugung ist das neue Inflationsmodell heute überholt, obwohl sich dies bei vielen Wissenschaftlern noch nicht herumgesprochen zu haben scheint“, schrieb er in der Kurzen Geschichte der Zeit kritisch über den – von Linde ja mitentwickelten – Vorgänger. Und lobte die Vorteile von Lindes Modell der Chaotischen Inflation: „In ihm gibt es keinen Phasenübergang und keine Unterkühlung, stattdessen ein Feld mit dem Spin 0, das im frühen Universum infolge von Quantenfluktuationen hohe Werte in einigen Regionen aufwies. Nach dieser Theorie verhielt sich die Feldenergie in jenen Regionen wie eine Kosmologische Konstante. Sie hatte einen abstoßenden Gravitationseffekt und veranlasste die betreffenden Regionen, sich inflationär auszudehnen. Bei dieser Expansion nahm die Feldenergie der Regionen langsam ab, bis aus der inflationären Ausdehnung eine Expansionsbewegung wurde, wie sie im heißen Urknallmodell vorkommt. Eine dieser Regionen, so Linde, wurde zu dem, was wir heute als beobachtbares Universum vor Augen haben. Dieses Modell hat alle Vorteile der vorangegangenen inflationären Modelle, beruft sich aber nicht auf einen zweifelhaften Phasenübergang und kann darüber hinaus einen vernünftigen Wert für die Temperaturschwankungen des Mikrowellenhintergrunds angeben – das heißt, einen Wert, der sich mit den Beobachtungen deckt.“
    Trotz dieser Vorzüge erhielt Lindes Modell nicht die gewünschte Aufmerksamkeit. Das lag auch daran, dass Linde in der Sowjetunion reichlich isoliert von den internationalen Diskussionen war. Er wurde immer depressiver, so dass er zeitweilig