Multiple Welten

Theorien zeigen, dass es neben unserem noch andere Universen gibt. Beweisen ließen sie sich bisher nicht. Bald aber könnten Forscher erste Indizien für das Multiversum finden.

Unser Universum ist möglicherweise nur eines von vielen. Dann wäre es eingebettet in die „Landschaft“ eines Multiversums, das unendlich viel größer ist als unsere eigene kosmische Blase. Dieser für uns überschaubare Raum, der im Urknall entstand, hat 46 Milliarden Lichtjahre Durchmesser und beherbergt grob geschätzt 100 Milliarden Galaxien, die wiederum von Trilliarden von Sternen bevölkert sind. Auf mindestens einem Planeten, der eine solche Sonne umkreist, gibt es Leben.

Die Idee vom Multiversum ergibt sich gleich aus mehreren Theorien. Eine davon ist die der „ewigen Inflation“. Diesem Modell zufolge blähte sich das All in den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall von einem Volumen, das zunächst kleiner als ein subatomares Teilchen war, um den gigantischen Faktor von 10⁹⁰ auf. Am Ende dieses Prozesses hatte es die Größe eines Golfballs erreicht. Andere Versionen der Inflationstheorie gehen noch weit darüber hinaus. Danach erreichte der Raum eine Ausdehnung, die weit über der des beobachtbaren Universums lag.

Ausgelöst wurde die rasende Expansion von einem rätselhaften Energiefeld, das die Physiker „Inflaton“ tauften. Es steht mit der Vakuumenergie in Zusammenhang. Der leere Raum ist in Wahrheit nicht absolut leer, sondern wird von einem See sogenannter virtueller Teilchen erfüllt. Sie entstehen, den Gesetzen der Quantenmechanik folgend, fortwährend aus dem Nichts und vergehen auch sogleich wieder, indem sie sich gegenseitig zerstrahlen. Doch die damit verbundenen wilden Energieschwankungen – Physiker sprechen von Quantenfluktuationen – verleihen dem Raum eine feststehende Menge an Energie. Sie erzeugt eine abstoßende Kraft, die wie eine Antigravitation wirkt und den Raum auseinandertreibt.

Zu Beginn, als sich unsere Raumzeitblase bildete, war die Vakuumenergie darin immens hoch. Dieser Zustand war indes instabil, deshalb zerfiel das sogenannte falsche Vakuum in einem explosionsähnlichen Prozess. Dabei ging es in einen Zustand niedrigerer Energie über, den die Physiker das „echte“ Vakuum nennen. Der Übergang löste die kosmische Inflation aus, dann zündete er einen heißen Feuerball, der die Teilchen der Materie hervorbrachte. „Dieses Ereignis signalisiert das Ende der Inflation und den Beginn der normalen kosmischen Evolution“, erklärt der Kosmologe Alex Vilenkin von der Tufts University im US-Staat Massachusetts. Das bedeutet, dass der Urknall in Wahrheit auf die kosmische Inflation folgte. Erst danach verlangsamte sich die Ausdehnung des Universums auf den heute beobachteten Wert.

Als Vilenkin sich mit der kosmischen Inflation beschäftigte, bemerkte er, dass die Expansion immer nur an bestimmten Stellen der kosmischen Urblase enden kann, nicht aber als Ganzes. Das bedeutet, dass sich die Inflation im gesamten Universum ewig fortsetzt und das Volumen expandierender Regionen endlos anwächst. Manche Teile dieses Raums sind zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch im Urzustand und mit der ursprünglichen hohen „falschen“ Vakuumenergie angefüllt, dort beginnt die Inflation erst jetzt oder in Zukunft. Bei anderen, wie vor 13,7 Milliarden Jahren in unserer Region des Kosmos, endete diese Phase bereits. Sie bilden „Insel-Universen“ im Ozean des sich endlos ausdehnenden Raums.

Es gibt jedoch noch eine andere Theorie, die ebenfalls Paralleluniversen hervorbringt, nämlich die Stringtheorie. Ihren Namen erhielt sie, weil sie die Elementarteilchen als winzige, fadenförmige Gebilde beschreibt, die wie die Saite eines Streichinstruments (Englisch: string) schwingen. Je nach Schwingungszustand ändert sich ihre Energie. Jeder String mit einem bestimmten Energie-Inhalt soll einem subatomaren Teilchen (Elektron, Quark, Mesonen etc.) entsprechen. Die Stringtheorie könnte eine Art Weltformel sein, mit der sich alle Phänomene des Universums darstellen lassen. Ihre Formeln sollten die Welt der subatomaren Teilchen ebenso beschreiben wie den großräumigen Aufbau des Universums. Von FOCUS-Redakteur Michael Odenwald www.focus.de