Der Weg zur Weltformel
Die Aufgabe, das Universum zu beschreiben und damit auch besser zu verstehen, ist im Laufe der Zeit von der Philosophie zur Naturwissenschaft übergegangen. Dabei kommt der Physik eine tragende Rolle zu, insbesondere wenn man von der Annahme ausgeht, dass alle Erscheinungen, und selbst die des Lebens, auf physikalische Prozesse zurückgehen. Für Fragen der Chemie, der Geologie, der Astronomie und dergleichen ist das unbestritten, und viele Wissenschaftler wenden diese Erkenntnis auch auf die Lebenserscheinungen an - von den ersten Regungen der Archäobionten bis hin zu Intelligenzleistungen und Gefühlseindrücken.
Verfolgt man den Fortschritt der theoretischen Physik, dann stellt man fest, dass sich die Regeln und Gesetze, die für viele verschiedene Erscheinungen gelten, in vielfacher Hinsicht zusammenfassen und verallgemeinern lassen. Ein gutes Beispiel dafür liefert die Mechanik mit Ihren Bewegungsgleichungen, die nicht nur das Verhalten von Teilchen beschreiben, sondern auch jenes von mechanischen Schwingungen oder Strömungen von Gasen und Flüssigkeiten. Ein anderes Beispiel betrifft elektrische und magnetische Prozesse, die inzwischen als einander gegenseitig bedingende Erscheinungsformen erkannt wurden und mit Hilfe der so genannten Maxwellschen Gleichungen erfasst werden.
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Einfacher zellularer Automat, der dem Aufbauprinzip des 'Pascalschen Dreiecks' folgt (oben). Der starke Trend zur Ordnung - in diesem Fall ein Dreieckmuster (unten) - zeigt sich auch im Fall zufälliger Anfangsbedingungen. (Die von zellularen Automaten gebildeten Strukturen erweisen sich als höchst aufschlussreich, wenn es um die Einschätzung ihrer Gestalt bildenden Fähigkeiten geht. Die ausgewählten Bilder beweisen die Vielfalt der Möglichkeiten, die schon in einfachsten Programmen stecken. Besonders deutlich wird auch der Einfluss des Zufalls, ob er nun in den Anfangsbedingungen auftritt oder als während der Abläufe eingestreute störende Einflüsse.)
Die gesamte Physik, soweit wir sie bisher kennen, lässt sich heute auf ein rundes Dutzend von Grundgleichungen zurückführen, was viele Physiker einfach hinnehmen. In Wirklichkeit ist das aber eine erstaunliche Feststellung, die im Übrigen naturwissenschaftlich nicht erklärbar ist. Sie gehört in die Metaphysik, berührt also Fragen, die Themen der Philosophie oder auch der Religionen sind - etwa jene nach der Urheberschaft unserer Welt. Und da ergibt sich schon ein Widerspruch: denn wie man sich diese Instanz auch vorstellt, von der diese Weltgesetze stammen, so ist doch nicht anzunehmen, dass sie darauf angewiesen ist, sich die Aufgabe der Schöpfung mathematisch leicht zu machen.
Jedenfalls legt die Tatsache der einfachen Beschreibbarkeit die Annahme nahe. dass sich die Zusammenfassung und Vereinfachung noch weitertreiben lässt, und daraus erwuchs die Erwartung, über Kurz oder Lang die gesamte Physik in eine allumfassenden Formel packen zu können.
Eine gute Ausgangsbasis für solche Überlegungen bietet die im Grunde recht einfache klassische Physik. Als der deutsche Nobelpreisträger für Physik Werner Heisenberg mit seiner Idee einer 'Weltformel' an die Öffentlichkeit trat, versuchten noch viele Theoretiker, die Quantenphysik als Erweiterung der klassischen Physik zu formulieren. Man hielt die Physik im Großen und Ganzen für abgeschlossen, aufregende Entdeckungen seien nicht mehr zu erwarten. Das war aber etwas zu pessimistisch gedacht, denn es kam ganz anders.
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Quelle : www.heise.de
US-Astrophysiker wollen mit ESA-Satelliten verborgene Dimensionen aufspüren
US-Astrophysiker wollen aus der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung Informationen extrahieren, die auf Extradimensionen hinweisen und deren mögliche Form definieren. Der neue Planck-Satellit der Europäischen Raumfahrtagentur ESA, der 2008 in den Orbit gehievt werden soll, könnte hierbei eine Schlüsselrolle spielen.
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Exotische Strukturen prägen das Antlitz unseres Universums, das selbst sehr exotisch sein könnte. Bild: NASA/JPL-Caltech/J. Hora (Harvard-Smithsonian CfA)
Am Anfang gab es keinen realen Anfang, weil die dafür notwendigen Koordinaten Zeit und Raum schlichtweg nicht existent waren. Dennoch entsprang auf unerklärliche Weise in einer gewaltigen laut- und lichtlosen "Explosion" das uns bekannte Universum. Aus einem unendlich kleinen Punkt (Singularität) von unvorstellbar hoher Energiedichte und Temperatur traten im Zuge des so genannten Urknalls (Big Bang) Materie, Raum und Zeit – und zirka 380.000 Jahre später auch Licht, sowie jene nachweisbare Strahlung in die Welt, die heute noch das ganze Universum durchflutet: die Mikrowellenhintergrundstrahlung.
Sich den "Räumlichkeiten" verschrieben
Der Urknall, die Ur-Sache aller Ursachen dieser Welt, schaffte alle Grundlagen dafür, dass Äonen danach mindestens eine Lebensform über das wahre Wesen von Raum und Zeit sinnieren darf. Auf der Suche nach der "Weltformel", die die Quantenmechanik mit der Allgemeinen Relativitätstheorie vereinheitlichen soll, dringen neuerdings immer mehr Astrophysiker immer tiefer in unbekannte Räume ein. Einer von ihnen, der den uns vertrauten dreidimensionalen Raum (plus die Zeit als Extradimension) mathematisch und gedanklich längst verlassen hat, ist Gary Shiu. Anstatt sein Hauptaugenmerk auf die Raumkoordinaten Höhe, Länge und Breite zu richten, hat sich der Astrophysiker der Universität Wisconsin in Madison/Wisconsin den "Räumlichkeiten" einer Theorie verschrieben, die in der Astrophysik en vogue ist: der String-Theorie.
Dieses 1984 weiterentwickelte, rein theoretische, bis auf den heutigen Tag nicht bewiesene Modell geht davon aus, dass alle Elementarteilchen aus unvorstellbar winzigen Fäden von wenigen Milliardstel Billionstel Billionstel Metern bestehen. Eindimensionale Fäden (Strings), die in einem zehndimensionalen Raum-Zeit-Kontinuum in verschiedenen Frequenzen oszillieren. Durch deren Vibrationen entstehen alle Eigenschaften der Partikel wie Masse, Ladung und Spin.
Aber mehr noch: Laut String-Theorie weist unser Universum neben den drei bekannten mindestens sechs zusätzliche Raumdimensionen auf, die irgendwie aufgerollt sind. Zusammengezogen zu unbekannten geometrischen Figuren auf Subquark-Ebene, befinden sie sich in jedem Punkt in unserem Universum, entziehen sich aber jedweder Beobachtung. Jede dieser Extradimensionen könnte zehntausende mögliche Formen annehmen, wobei jede Form für sich ein eigenes Universum repräsentierte.
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Dieses Bild hat mit Strings nicht zu tun, lädt diesbezüglich aber zu Assoziationen ein Bild: Cern
In die Zeit zurückgegangen
Ausgehend von diesen Überlegungen, veröffentlichte Shiu zusammen mit seinem Assistenten Bret Underwood kürzlich einen Artikel in der englischen Fachpublikation "Physical Review Letters" (Nr. 98, 051301), in dem beide Forscher einen Weg vorstellen, mit dem die verborgenen extrem kleinen Extradimensionen im Universum aufgespürt und deren bis dato völlig unbekannte Formen via Computersimulation visualisiert werden könnten. Hierfür muss laut Gary Shiu die kosmische Uhr allerdings weit, sehr weit zurückgedreht werden – und zwar bis zu dem Zeitpunkt, als die Welt gerade einmal 10-43 Sekunden alt (Planck-Zeit) und 10-35 Meter groß (Planck-Länge) war. Denn bevor sich der Raum in der so genannten Inflationsphase binnen einer Quintillionstel (Zahl mit 30 Nullen) Sekunde mit unglaublicher "Geschwindigkeit" um den unvorstellbaren Faktor 1029 aufblähte, tummelten sich in ihm möglicherweise noch andere Dimensionen: eben jene, die String-Theoretiker vorhersagen und Shiu und sein Kollege lokalisieren wollen. "Unsere Idee war es, in die Zeit zurückzugehen und zu sehen, was damals wirklich geschah", sagt Shiu. Weiter als 13,3 Milliarden Jahre in die Vergangenheit können die Historiker des Universums allerdings nicht blicken, da erst zu dieser Zeit das Weltall kühl genug war, um Atome und somit Licht zu generieren. Immerhin liegt aus dieser archaischen Epoche ein kosmo-historisches Abbild der Mikrowellenhintergrundstrahlung in Gestalt einer 360-Grad-Karte vor, das der NASA-Sonde WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) 2003 gelang.
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WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) nimmt seit Mitte 2002 als Nachfolger von COBE die Fluktuationen im Urknallecho noch genauer unter die Lupe. Bild: NASA
Auf ihr verewigte sich der Fingerabdruck des Urknalls. Es ist das schärfste und älteste "Bild" aus der Urzeit unseres Universums, in dem viele Informationen eingefroren sind. In ihm müssten, so vermuten Shiu und Underwood, auch Hinweise auf die Existenz zusätzlicher Dimensionen eingeschlossen sein, weil der Einfluss der sechs winzigen Dimensionen unmittelbar nach dem Urknall in der Planck-Ära am größten war. "So wie der Schatten einen Anhaltspunkt auf die Form eines Objektes geben kann, kann das Muster der kosmischen Strahlung auf die Gestalt der anderen sechs Dimensionen hinweisen", erklärt Shiu.
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Unendliche Weiten in einem unendlich endlichen Kosmos, dessen Existenz die unglaubliche Folge unglaublicher Zufälle sein könnte. Könnten in ihm Extradimensionen verborgen sein? Bild: NASA, ESA, J. Blakeslee and H. Ford (Johns Hopkins University)
Aufschlussreiche Strahlungsmuster
Um mithilfe der WMAP-Daten zu lernen, wie aus der sechsdimensionalen Geometrie des Anfangs Informationen extrahiert werden könnten, bedienten sich die Forscher zweier unterschiedlicher Typen von mathematisch einfachen Geometrien. Dadurch konnten sie die vorhergesagte Energieverteilung berechnen und auf einer imaginären Karte visualisieren, die bei einem Universum zu erwarten wäre, das eine solche Form besäße. Dann, beim Vergleich der fiktiven Karte mit dem WMAP-Original fanden Shiu und Underwood kleine, aber signifikante Unterschiede. Auf der computergenerierten Darstellung manifestieren sich diese in Gestalt von kleinen, fleckenartigen Schattierungen, welche auf eine völlig andere Temperatur- und Energieverteilung hindeuten. Nach Ansicht beider Wissenschaftler geben diese speziellen Strahlungsmuster deutliche Hinweise auf die Geometrie der sechsdimensionalen Form.
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Computergeneriertes Modell einer möglichen sechsdimensionalen Geometrie, so wie sie Shiu postuliert. Bild: Andrew J. Hanson, Indiana University
Unsere Resultate beweisen, dass die Geometrie der versteckten Dimensionen durch die Muster der kosmischen Energie entschlüsselt werden kann. Dadurch bietet sich die seltene Gelegenheit, die String-Theorie zu testen.
Gary Shiu
Aussagekräftig sind die vorliegenden Extrapolationen aufgrund der groben WMAP-Messungen jedoch nicht. Die Hoffnungen der Forscher richten sich nunmehr auf das neue hochsensible ESA-Weltraumteleskop Planck, das selbst eine Temperaturdifferenz von einem fünfmillionstel Grad Celsius erfassen kann.
"Planck wird in der Lage sein, die kosmische Hintergrundstrahlung mit beeindruckender Präzision zu messen", erklärt Shiu. "Bis vor kurzen wurden versteckte Dimensionen noch als völlig unzugänglich betrachtet. Nun aber liegen bereits mehrere Ideen und Szenarien vor, wie diese aufgespürt werden können."
Angetan von Shiu und Underwoods Annahmen ist der theoretische Physiker [extern] Henry S.-H. Tye von der Cornell-Universität in Ithaca, der sich ebenfalls der String- und Superstringtheorie verschrieben hat:
Ich halte die Arbeit von Shiu and Underwood für ein Paradebeispiel dafür, wie kosmische Beobachtungsdaten uns etwas über die Struktur der verborgenen Dimensionen der String-Theorie erzählen können. Hierbei lernen wir auch etwas über den Ursprung unseres Universums. Die künftigen Observationen mit dem europäischen Satelliten Planck werden entscheidend sein. Wir werden in den nächsten Jahren eine Menge lernen.
Auch der der bekannte deutsche Astrophysiker Harald Lesch zeigt sich optimistisch: "An der Theorie von Shiu und Underwood könnte etwas dran sein", meint der Professor am Institut für Astronomie und Astrophysik der Ludwig-Maximilians-Universität in München. "Es ist halt nur die Frage, inwieweit sich die räumlichen Eigenschaften in der kosmischen Hintergrundstrahlung niedergeschlagen haben, als das Universum nur 10-35 Meter groß (Planck-Länge) war."
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Simulation der Hintergrundstrahlung, wie sie Planck widerspiegeln könnte. Bild: ESA
Schon im nächsten Jahr könnten auf diese Frage die ersten Antworten vorliegen. Wenn der hochempfindliche Planck-Satellit im All Position bezogen hat, stünde nicht allein die Stringtheorie endlich auf den lang ersehnten kosmischen Prüfstand. Vielmehr erhielten Menschen dann vielleicht erstmals konkrete Informationen aus fremden, fernen und doch so "nahen" Welten jenseits unserer Welt.
Quelle : www.heise.de
Neues vom Zusammenhang zwischen Quantengravitation und Lichtgeschwindigkeit
Die Aussage, dass alle Beobachter stets dieselbe Lichtgeschwindigkeit im Vakuum messen, und zwar unabhängig von der Energie der Photonen (die so genannte Lorentz-Invarianz), ist ein Grundpfeiler von Einsteins spezieller Relativitätstheorie. Allerdings verhält es sich mit diesem Gedankengebäude wie mit allen anderen Theorien: Es besitzt einen Gültigkeitsbereich, und der erstreckt sich eher auf das Universum im Großen als auf die Quantenwelt im Kleinen.
Als Quanten- und Gravitationsphysik (aka Relativitätstheorie) entwickelt wurden, lagen deren Anwendungsbereiche noch weit auseinander. Die Struktur des Raumes im Großen und die Struktur der Materie im Kleinen überschneiden sich nur im Extremfall. Bei der physikalischen Beschreibung eines Wasserstoffatoms spielt die Gravitation eine vernachlässigbare Rolle – ebenso ergeht es den Quanteneffekten beim Übergang zur klassischen Welt. Und doch besteht das Universum nun einmal aus Atomen – es muss also Übergänge und Überschneidungen und schließlich auch eine gemeinsame Theorie geben.
Vor der "Theorie von allem" überlegen die Physiker jetzt allerdings erst einmal, wie sich die Gravitation im Kleinen bemerkbar machen müsste – die Rede ist von der Quantengravitation. Wenn wir uns in die Größenordnung der Planck-Länge zurückziehen, also von 1.62 x 10 hoch minus33cm, dann erwartet man, dass sich Quanteneffekte durchaus auf die Struktur der Raumzeit auswirken müssten. Aber in welcher Form? Dazu gibt es derzeit unterschiedliche Theorien. Etwa die Stringtheorie: sie geht davon aus, dass eindimensionale Fäden der Grundbaustein des Universums sind. Ihre Schwingungszustände entsprechen den uns bekannten Teilchen – und auch noch ein paar unbekannten, denn mathematisch ergibt sich, dass wir offenbar in einer zehndimensionalen Welt leben. Mindestens – womöglich sind es aber auch 11 oder gar 26 Dimensionen. Die uns nicht zugänglichen sechs (oder mehr) Dimensionen sind eben für uns unsichtbar zusammengefaltet.
Keine Energieabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit nachgewiesen
In Konkurrenz dazu steht die so genannte Quanten-Schleifen-Gravitation. Sie geht davon aus, dass auch Raum und Zeit gequantelt sind. Diese Quanten müssten eine Größe haben, die in der Nähe der Planck-Länge festzumachen sein sollte (um ein oder zwei Potenzen streitet man da nicht). Allerdings ist die Planck-Länge in Wirklichkeit eher kurz – das Größenverhältnis im Vergleich zu einem Atom entspricht dem zwischen einem Atom und der Erde. Solche winzigen Ausdehnungen sind nur schwer experimentell zu untersuchen. Aber zum Glück haben wir ja ein riesiges Labor vor unserer Nase, das Universum selbst nämlich, dem ja ohne Zweifel eine gewisse räumliche Ausdehnung zu bescheinigen ist.
Wenn nämlich Raum und Zeit gequantelt sind, dann sollten sich Auswirkungen davon am Licht sehr weit entfernter Galaxien nachweisen lassen. Zunächst nahm man sich dabei der Phaseninformation an, die ja ebenfalls "Sprünge" aufweisen müsste. Der Beweis für die Quantelung wäre leicht erbracht, könnte man Licht aus Milliarden Jahren Entfernung diesen Verlust nachweisen, indem man es interferieren lässt – die entstehende Abbildung wäre dann nicht mehr scharf. Mit dieser Methode stieß man allerdings schnell an Grenzen. Deshalb befassen sich die Forscher nun mit der aus der Quantelung resultierenden Energieabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit. Über sehr große Entfernungen müssten sich die Effekte daraus messbar summieren.
Ein internationales Forscherteam hat das nun anhand eines vom Fermi-Gamma-Teleskop aufgenommenen Gammastrahlungsblitzes (GRB) untersucht. Die Ergebnisse sind im Wissenschaftsmagazin Nature veröffentlicht. Traurig für die Verfechter einer Quantelung von Raum und Zeit: Anhand der Messdaten ließ sich keine Energieabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit feststellen. Das heißt nicht, dass es die nicht gibt – die Forscher konnten aber berechnen, dass sich Quanteneffekte erst bei weniger als der Planck-Länge, geteilt durch 1,2, bemerkbar machen dürfen.
Diese obere Grenze ließe sich mit der Analyse noch weiter entfernter GRBs noch präzisieren. Die Wissenschaftler betonen, dass ihr Test nur Modelle mit einer linearen Energieabhängigkeit betrifft – frühere Messungen hatten hier noch eine Obergrenze vom Zehnfachen der Plancklänge ergeben.
Quelle : http://www.heise.de/tp/
Warum die Existenz des Universums womöglich nicht mit dem Urknall begonnen hat
Der Urknall hat ein im Wortsinn kleines Problem: Er muss sich auf winzigstem Raum abgespielt haben. Je näher man ihm kommt, desto stärker muss sich die komplette Energie des Kosmos in einer Raumeinheit zusammengedrängt haben, bis alles in einem Punkt unendlicher Dichte konzentriert war. Dieser Zustand ist mit der Allgemeinen Relativitätstheorie nicht fassbar, Einsteins Werk versagt hier. Physiker würden den Urknall deshalb gern mit einer Theorie betrachten, die Großes (das Weltall) und Kleines (die Quantenwelt) vereint.
Würden - weil es leider mehr als einen Kandidaten für diese Alles-Theorie gibt. Geschichtlich gesehen noch sehr jung, aber doch die älteste aktuell diskutierte Vertreterin ist die Stringtheorie, nach welcher der Raum aus winzigen, Klaviersaiten ähnlichen Objekten aufgebaut ist. Diese "strings" sind eindimensional, sie vibrieren mit einer bestimmten Frequenz, der sich eine Energie zuordnen lässt. Inzwischen haben Physiker diese Idee zur "M-Theorie" um andere Strukturen ausgebaut: Punktteilchen und vor allem Membranen, die bis zu 9 Dimensionen besitzen können.
Um zu den Elementarteilchen und den Naturgesetzen zu kommen, wie wir sie kennen, muss man die überzähligen Dimensionen auf ganz bestimmte Art "aufwickeln", wie die Forscher diesen Vorgang nennen. Es gibt ganz unterschiedliche Möglichkeiten, die Membranen und Strings aufzuwickeln, und je nachdem, welche man wählt, entsteht ein andersartiges Universum. Insgesamt sind so 10 hoch 100 verschiedene Universen möglich. Und nicht nur möglich, sondern sogar wahrscheinlich. Wobei kein Bewohner eines speziellen Exemplars irgend etwas von den im Nachbar-Kosmos existierenden Lebewesen mitbekommen würde.
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Die Superstring-Theorie sieht die Gravitation als einzige Kraft in einer Extra-Dimension (Grafik: DESY)
Allerdings kann auch ein großer Teil dieser Universen aus den besagten Membranen bestanden haben oder bestehen, ohne dass es je zur Entstehung von Elementarteilchen kam. Wenn sich jedoch, so die Idee der Forscher, bei der Bewegung über eine zusätzliche elfte Dimension hinweg zwei dreidimensionale Welten zu nahe kamen, könnten diese kollidiert sein - wodurch im Urknall unser Universum geboren wurde. Was dann passiert, hängt mit dem weiteren Verhalten der kollidierten Membranen zusammen: Nähern diese sich irgendwann erneut, könnte mit einem neuen Urknall ein ganzer Zyklus entstehen.
Die Schleifenquantengravitation
In Sachen Welt vor der Welt noch ergiebiger ist der Konkurrent der Stringtheorie, die Schleifenquantengravitation. Nach ihr ist das Universum nur scheinbar kontinuierlich. Tatsächlich aber ist alles, wirklich alles, quantisiert, auch die Gravitation. Der Raum ist nicht mehr der Behälter für das Universum, sondern er ist ein Teil davon, der ebenfalls zerstückelt ist und die Form eines Netzes aus Linien und Knoten annimmt. Die Elementarteilchen entsprechen dann verschiedenen Knotentypen, zwischen den Linien und Knoten befindet sich: nichts. Kein leerer Raum, sondern ganz und gar nichts.
Die Theorie der Schleifenquantengravitation führt zu einigen seltsam anmutenden Folgerungen, beschreibt aber manch interessante Phänomene besser als andere Theorien. Was sich aus ihr für den Urknall ergibt, hat erstmals 2004 der deutsche Physiker Martin Bojowald simuliert. Zunächst vermeidet man das Konzept der Singularität, denn das Schleifenquanten-Universum hat eine bestimmte Mindest-Strukturgröße, die es nicht unterschreiten kann. Rechnet man sich immer näher an den Urknall heran, erscheint dieser nicht mehr als unüberwindbare Schranke. Stattdessen erreicht man mit einem "Plopp" die Minuszeit - ein neues, anderes oder auch Vorgänger-Universum, in dem alle Richtungen (auch die der Zeit) umgekehrt sind.
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Die Evolution des Universums nach dem Urknall (Grafik: NASA / WMAP Science Team)
Für die Physiker ist das kein großes Problem, weil die Naturgesetze praktischerweise symmetrisch sind. Dieses Universum vor dem Universum zieht sich in Richtung des Urknalls zusammen. Die Theorie hat damit den früher schon einmal populären "Big Bounce" wiederbelebt, der das Universum sich periodisch zusammenziehen und ausdehnen sieht. Hat sich das Weltall unter dem Einfluss der Gravitation sehr weit zusammengezogen, zerreißt irgendwann das aus den Quantenschleifen bestehende Gewebe der Raumzeit - und die Gravitation verwandelt sich unter dem Einfluss dieses "Quanten-Rückstoßes" in eine stark abstoßende Kraft, die das Universum wieder auseinander treibt.
Das Penrose-Universum
Einen dritten Mechanismus für ein sich zyklisch veränderndes Universum hat der britische Mathematiker Roger Penrose 2011 vorgeschlagen. In seinem Buch "Zyklen der Zeit" widmet er sich dem Phänomen Zeit. Der "Big Freeze", eine gängige Vorstellung vom Ende des Universums, besteht darin, dass sich irgendwann sämtliche Materie in Energie umgewandelt hat, in Photonen, die sich auf ewig mit Lichtgeschwindigkeit bewegen - und für die deshalb die Zeit stillsteht (auch ein Astronaut, der lichtschnell fliegt, altert nicht). Der Raum verliert damit seine Bedeutung, denn seine Ausdehnung ist nicht messbar, wenn es keine Zeit mehr gibt. Wer könnte widerlegen, dass die Milliarden Lichtjahre nicht doch nur ein paar Zentimeter sind?
Ganz genau so sah ja das Universum kurz nach dem Urknall aus: Es bestand aus purer Energie, für die kein Zeitbegriff existierte. Nur ein Mathematiker traut sich aber wohl, scheinbar so weit auseinander liegende Zustände zu einem einzigen zusammenzusetzen: Wenn die räumliche Ausdehnung nicht definiert ist, könnte das gerade in ewiger Energie verendete Universum auch den Keim für einen neuen Urknall darstellen.
Plausible Fiktion
Lässt sich eine dieser Theorien irgendwie beweisen? Bisher handelt es sich im Grunde um plausible Fiktion. Die Forscher haben aber Ideen, wie man Hinterlassenschaften des Vorgänger-Universums ausfindig machen könnte. Denn nicht alles muss beim "Big Crunch" vergänglich sein. Im vergangenen Jahr haben Bernard Carr und Alan Coley gezeigt, dass eine bestimmte Art Schwarzer Löcher die ungemütlichen Bedingungen beim Urknall überstehen könnte.
Leider wird die Suche nach solchen, dann uralten Objekten dadurch erschwert, dass auch während des Urknalls massearme Schwarze Löcher entstehen können. Ihre Existenz hat erstmals Stephen Hawking in den 1970ern hergeleitet. Gefunden hat man diese "primordialen" Schwarzen Löcher bisher ebenso wenig wie ihre noch älteren Vettern aus dem Vorgänger-Universum - ein solches Objekt ist umso schwerer nachzuweisen, je weniger Masse es besitzt. Auch im Penrose-Universum kann es prinzipiell Überbleibsel des Vorgängers geben: Dessen Masse muss nicht komplett zerstrahlt worden sein, es genügt, wenn die Energie bei weitem das Übergewicht hat.
Quelle : http://www.heise.de/tp/
Seit wenigen Tagen sind alle rund 80.000 gesammelten Inhalte des Albert-Einstein-Archivs online zugänglich. Hierzu zählen hochauflösende Scans von Handschriften des Nobelpreisträgers für Physik, der am 14. März 1879 in Ulm an der Donau zur Welt kam und am 18. April 1955 in Princeton im US-Staat New Jersey verstarb.
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Online ansehen lassen sich zum Beispiel Dokumente und Gegenstände aus Einsteins wissenschaftlicher Laufbahn oder auch seinem Privatleben – darunter Abbildungen der ihm mit dem Nobelpreis 1922 verliehenen Medaille und Urkunde, in die sich hineinzoomen lässt. Diese sind in einer Galerie ebenso prominent platziert wie Einsteins handschriftliche Notizen zur "Äquivalenz von Masse und Energie (E=mc²)". Für tiefergehende Recherchen steht eine Datenbankabfrage bereit.
Bei dem Online-Archiv handelt es sich um ein Gemeinschaftsprojekt der Hebrew University of Jerusalem und des California Institute of Technology (Caltech). 2003 hatte die Digitalisierung der Archivinhalte begonnen. Schon zu Einsteins Lebzeiten wurde der Grundstein für das spätere Archiv gelegt, nach Einsteins Tod trugen seine Sekretärin an der Princeton University und sein Nachlassverwalter weiteres Material zusammen, Ende der 1970er-Jahre startete der Aufbau einer Datenbank.
Quelle : www.heise.de