Vor dem Urknall

sie, zusammen mit ihrer älteren Schwester, der Stringtheorie, eine sehr angesehene wissenschaftliche Theorie ist, kontinuierlich ernsthafte Mängel auf, wenn es um ihre experimentelle Bestätigung und um messbare Ergebnisse geht.
    Damit soll nicht gesagt sein, die Theorie bestehe nur aus guten Ideen und viel Getöse. Die Mathematik hinter der Tätigkeit der Branen ist solide genug, und bisher funktioniert auch alles perfekt, um das Konzept der aufprallenden Branen als eine äußerst realistische Alternative zum Urknall plus Inflation zu präsentieren, aber es hat sich bis heute als unmöglich erwiesen, einen Weg zu finden, die Stringtheorie oder die M-Theorie bei einer Gegenüberstellung mit der Wirklichkeit auf Herz und Nieren zu prüfen. Sie stimmt mit unseren Beobachtungen überein, aber sie kann keine Vorhersagen treffen, die wir mit der Realität vergleichen können, weil es normalerweise zu viele mögliche Ergebnisse gibt.

Das Unerklärliche erklären
    Es gibt jedoch einen latenten Vorteil für Turoks und Steinhardts Theorie, und das ist der ungeheure Zeitrahmen, in dem alles abläuft. Obwohl man nicht vorhersagen kann, wie viele Male der Zyklus bereits stattgefunden hat, spricht nichts dagegen, dass er in der Vergangenheit bereits mehrfach wiederholt wurde. Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es ein Maß in der Kosmologie, das viel kleiner ist, als es sein sollte. Es ist die kosmologische Konstante Lambda, die Komponente, die Einstein als seine größte «Eselei» bezeichnete und die uns ein Maß für den Einfluss der Dunklen Energie an die Hand gibt. Legt man das auf die Quantenenergie des Vakuums um, läuft die übliche Erklärung für ihre Existenz darauf hinaus, sie sei wesentlich kleiner, als sie es eigentlich sein sollte, und zwar um den Faktor 10 120 (eine 1 mit 120 Nullen dahinter).
    Den Urknalltheoretikern ist es bisher nicht gelungen, eine Erklärung für diesen extrem kleinen Wert zu finden. Man vermutet zwar, der Wert würde im Lauf der Zeit abnehmen, aber eben nur ganz allmählich. Das würde voraussetzen, dass das Universum wesentlich älter ist als die augenblicklich angenommenen 14  Milliarden Jahre. Aber im Modell der zusammenstoßenden Branen ist diese Altersbegrenzung kein Problem. Das Universum könnte ohne weiteres alt genug sein, was den enorm geschrumpften Wert der kosmologischen Konstanten erklären könnte. Obwohl man es nicht als Beweis werten kann, ist es doch äußerst befriedigend, dass die Theorie der kollidierenden Branen das absurdeste Problem mit dem Urknall, das zur größten Diskrepanz zwischen Theorie und Praxis auf dem Gebiet der Naturwissenschaft schlechthin führt, aus der Welt schafft.
    Die meisten Messungen des WMAP -Satelliten, die den kosmischen Mikrowellen-Hintergrund untersuchten, unterstützen sowohl den Urknall als auch die zusammenstoßenden Branen. Beide Modelle erwarten sehr ähnliche Werte. Bisher gibt es also noch keine Möglichkeit, zwischen den beiden zu unterscheiden, aber für die Zukunft setzt man große Hoffnungen auf die Messungen von Gravitationswellen. Wie wir noch sehen werden, sollten diese eine recht eindeutige Unterscheidung zwischen den beiden Theorien ermöglichen. Aber bevor wir ins Detail gehen werden, gibt es noch einen weiteren Ansatz zur Branenkollision, den wir uns ansehen sollten.

Die mannigfaltigen Freuden des Katapults
    So bemerkenswert die Vorstellung zusammenstoßender Branen auch sein mag, es gibt dennoch einen Kosmologen, der glaubt, die M-Theorie habe das ganze Konzept eines Anfangs überhaupt nicht nötig und könne das beobachtbare Universum ohne die Notwendigkeit einer Kollision der Branen erklären. Es ist eine komplexe Theorie, die etwas mehr als ein Eintauchen in die mögliche Funktion von Branen erfordert, aber sie ist wunderbar elegant, weil sie viele der Probleme eliminiert, mit der die derzeitige Theorie schwer zu kämpfen hat.
    Es ist der Geistesblitz von Cristiano Germani von der International School of Advanced Studies im italienischen Triest. Wie die meisten Beschreibungen des Universums mit Hilfe der M-Theorie stellt Germani sich vor, die unserem Blick verborgenen zusätzlichen Raumdimensionen seien in ein Gebilde mit dem wunderschönen Namen Calabi-Yau-Mannigfaltigkeit eingehüllt (was irgendwie nach
Star Trek
klingt). Sie sind auch als 3- D-Projektion ein ästhetischer Genuss.
    Die Schwierigkeit mit dem Calabi-Yau-Raum ist seine Tendenz zur Instabilität. Er verdreht sich und schwankt, eröffnet neue Zugänge,