Dieses und die beiden anschließenden Kapitel dienen nur der Abrundung des Wissens über die aktuellen Annahmen aus der Physik, der weniger an physikalischen Grundlagen interessierte Leser mag diese Kapitel überspringen und direkt zur Seite 57 springen, ohne mit wesentlichen an späterer Stelle formulierten Kernaussagen dieser Abhandlung in Verständnisschwierigkeiten zu geraten.

Zu Beginn des Urknalls, der Geburt unseres Universums, vor etwa 13,7 Milliarden Lichtjahren , war nach Rees alles in unserem Universum ein außerordentlich dicht zusammengepresstes strukturloses heißes Gas in der Größe etwa eines Golfballs, bestehend aus einer Mischung aus atomaren Teilchen und Strahlungsquanten (Photonen). In Bezug auf Temperatur und Dichte war dieses nur mit den Zuständen im Innern schwarzer Löcher annähernd vergleichbar. Im Laufe der Ausdehnung dieses Universums wurde nun dessen anfänglich besonders starke Strahlung langwelliger, kälter und schwächer - sie ist jedoch noch heute als Hintergrundstrahlung im Mikrowellen-Frequenzbereich nachweisbar. Die Vorgänge jedoch der ersten Mikrosekunde und Millisekunde, der heißesten und dichtesten Phase, sind noch völlig unbekannt. Sie sind jedoch eine wichtige Erkenntnisquelle für eine mögliche allumfassende Theorie, in der alle vier Kräfte

• die schwache Gravitationskraft (Schwerkraft)


• die starke Kernkraft (hält zusammen mit dem Elektromagnetismus Elektronen zusammen)


• die schwache Kernkraft und


• der Elektromagnetismus

als unterschiedliche Manifestationen , als unterschiedliche Aspekte einer einzigen Urkraft gedeutet werden können. Das beispielsweise diese vier Kräfte aus dieser einen Urkraft resultieren, darüber sind sich die Physiker weitgehend einig. Was fehlt, ist eine umfassende Theorie in Form einer mathematischen Formel, die diese Verbindung berechen- und beweisbar macht und damit die moderne Quanten- mit der einsteinschen Relativitätstheorie vereint. Wenn Physiker von einer umfassenden Theorie sprechen, nach der sie seit Einstein auf der Suche sind, meinen sie allerdings eine Theorie, die nur eine auf die Abläufe in unserem Universum begrenzte Gültigkeit hat. An eine Gesamt-Theorie, die alle denkbaren Universen einschließt und darüber hinaus geht, denkt derzeit meines Wissens niemand laut nach, weil es zu abstrakt ist, die Annahmen hierüber noch zu vage sind. Zuerst einmal müssen die Pfeiler, eine entsprechende Theorie für unser Universum gefunden sein, um es den Physikern zu ermöglichen, unser Universum - und sei es in Gedanken - verlassen zu können.

Während der ersten Millisekunde muss alles dichter zusammengepresst gewesen sein als es ein Atomkern ist oder ein Neutronenstern in seinem Zentrum. Künftige Erkenntnisse über diese kurze Zeitspanne wären verständlicherweise auch nicht im Laborversuch verifizierbar, sondern könnten nur indirekt über aus ihnen resultierenden, heute beobachtbaren Phänomenen bestätigt werden. ‚Später', ab etwa der ersten Sekunde, entstanden nur die leichten Elemente wie Helium-Atome, Deuterium und Lithium; schwerere Atome entstanden unter anderem erst später in Folge der weiteren Abkühlung durch die Expansion und der Verlangsamung derselben.

Interessant ist die Annahme, dass vor dem Urknall - wohlwissend, dass die Variable Zeit erst ab dem Urknall gesetzt, also definiert war - die Geschwindigkeit in Einsteins berühmter Formel seiner Relativitätstheorie Null gewesen sein muss - und somit - mathematisch simpel abgeleitet - die in diesem Golfball-Universum enthaltene positive kinetische Energie ebenfalls null war (E=mc2). Woher stammt dann der zum Urknall erforderliche Anstoß? Ist es die sogenannte (negative) gravitative Bindungsenergie gewesen, die den Vorgang auslöste? Nach Rees [Lit 9] entspricht diese negative gravitative Bindungsenergie des Universums ziemlich genau mc2, also der Ruhemasse. Damit könnten diese Energien, die jeweils entgegengesetzte Vorzeichen haben, genau gleich groß sein oder einfacher gesagt: die Gesamtenergie unseres Universums wäre und war demnach Null. Dies ist möglich, weil einige Größen, einige wichtige Parameter des Universums wie dessen elektrische Ladung sich im Zeitablauf nicht verändern, streng erhalten bleiben. Die Erschaffung der Materie wäre dann ein Nebenprodukt dieser Energien, oder wie Rees es sagte, ‚sie hätte nichts gekostet'.

Unsere Branwelt kann nun aus einer in der Fläche begrenzten Bran zuzüglich bis zu maximal zehn Dimensionen bestehen. Die Anzahl der Raumdimensionen ergaben sich in der Abkühlungsphase nach dem Urknall möglicherweise genauso zufällig wie die Muster im Eis eines gefrierenden Sees, die Naturgesetze dagegen wurden schon beim Urknall festgelegt. Das Licht, die elektrische Kraft und die Materie sind jeweils an ‚ihre' Branwelt - das Universum - gebunden, könnten sie aufgrund von physikalischen Abhängigkeiten nicht verlassen, dort lebende physische Existenzen können also nicht über sie hinaussehen. Die einzige zur Zeit bekannte Branen -verbindende Kraft wäre die Gravitation, über deren Wirkungen sich bereits indirekt andere Branwelten, also Universen, nachweisen ließen. Ein vollständiger Nachweis konnte bisher jedoch nicht geführt werden, weil die Messung von sehr nahen Branen neue Entwicklungen bei den Methoden erfordert. In großen Maßstäben wie dem Verhalten von Sternen in Galaxien sind jedoch eindeutige Hinweise für sie gefunden worden. Aufgrund der vermuteten gegenseitigen Beeinflussung der Branwelten über die Gravitation nehmen Kosmologen heute an, dass sich die vierdimensionale Oberfläche unserer Bran und damit unser Universum in einem mehrdimensionalen, wahrscheinlich zehndimensionalen Raum befindet, wobei wenigstens eine weitere Branwelt, Hawking bezeichnet sie als Schattenbran, parallel zu der unseren angeordnet sein müsste. Der Materieschwerpunkt unserer Bran konzentriert sich hierbei auf die zentralen Bereiche der Sternengalaxien, der Materieschwerpunkt der Schattenbran dagegen auf deren Randbezirke. Diese Materie der Schattenbran auf Höhe der Außenbezirke unserer Sternengalaxien beeinflusst übrigens nicht nur die Bewegung der Materieanhäufungen, der Sterne auf unserer Bran, sondern auch die Rotation unserer Galaxie. Diese Welten stehen also in einer voneinander abhängigen Beziehung. Da die Gravitationskraft die Brangrenzen ohne einen besonderen Verlust überschreitet, wirkt sie mehr oder weniger stark auf die Materie in anderen Branen ein; wie stark hängt lediglich von der Entfernung ab, da die Anziehungskräfte der Gravitation mit zunehmender Entfernung von dem beeinflussenden Körper - dieser Materieanhäufung, zum Beispiel einem Stern auf einer anderen Bran - abnehmen. Somit wirkt die Gravitationskraft jeder Materie nicht nur auf die Materie der eigenen, sondern auch auf Materie der benachbarten Branen. Diese über die Gravitation von einer anderen Bran, einem anderen Universum auf das unserige wirkende Materie nennen Kosmologen ‚dunkle Materie', weil sie ihre Wirkung sehen können, nicht jedoch die Materie, die diese Wirkung hervorruft.

Was befindet sich zwischen den Branen? Es ist Raum für Zusatzdimensionen, die jedoch jeweils einer Bran zugehörig sein müssten und an einer nächsten Bran enden würden. Ein auf einer Bran mit Zusatzdimensionen wie der unseren befindliches großes schwarzes Loch würde sich in die Zusatzdimensionen ausdehnen, jedoch dessen Grenzen nicht überschreiten. Lediglich dessen Gravitationswirkung würde auf Materie anderer Branen einwirken können. Zur Erinnerung: Die von schwarzen Löchern emittierten Teilchen und Strahlung aller Art würden sich wie Licht entlang der Bran fortbewegen, weil Materie und nicht-gravitative Kräfte wie Licht und die elektrische Kraft auf die Bran beschränkt wären.

Rees, Smolin und Linde ist diese Sichtweise noch zu eng. Sie nehmen an, dass unser Universum nur ein Teil einer größeren Gesamtheit mit zahllosen Universen - jedes einem Atom gleich - mit jeweils eigenen Naturgesetzen, eigener Anzahl Dimensionen und eigener Lebenszeit ist. Die Theorie der Multiuniversen läuft darauf hinaus, unser Universum nicht als einmalig zu sehen - so wie es die Menschen im vorkopernikanischen Weltbild lernen mussten, dass die Erde ein ganz gewöhnlicher Stern am Rande eines Milchstraßensystems ist. Die schon erwähnten Kind-Universen könnten jeweils aus schwarzen Löchern eines Elternuniversums entstehen. In den schwarzen Löchern könnte ein umgekehrter Vorgang stattfinden, wie wir ihn im Urknall vermuten. Die Materie - alle von einem schwarzen Loch eingefangenen Teilchen, werden durch die hierin wirkenden Kräfte in ihre zu Beginn des Urknalls bestehenden Bestandteile zurück verwandelt.

Schwarze Löcher bilden schon lange vor dem Ende des Universums Singularitäten, in denen die Raumzeit endet und in ihnen enthaltene Materie extrem komprimiert wird

Diese nach Rees und Hawking daraus möglicherweise entstehenden neuen Universen enthielten weniger Ausgangsmasse als das Eltern-Universum - einfach weil es nur einen Teil seiner Masse über das schwarze Loch zur Verfügung stellt. Diesen Zusammenhang zu Ende gedacht führt zu der Annahme, dass das oberste Universum in dieser Hierarchie eines mit einer für uns unvorstellbar großen Masse gewesen sein müsste, in jedem Fall jedoch mit der größten Masse aller Universen. Die jeweiligen schwarzen Löcher zweigen Masse aus ihrem Universum ab und bilden daraus aufgrund eines Quanteneffektes (Rees) ein Kind-Universum, ohne dass dem Eltern-Universum die Gravitationswirkung der abgegebenen Masse verloren geht. Denn die Gravitation wirkt branenübergreifend, ist in ihrer Wirkung als einzige der vier Kräfte nicht auf unser Universum beschränkt. Diese Kind-Universen könnten dann in unseren Universen möglicherweise als dunkle Materie wahrgenommen werden, deren Existenz sich bisher nur über dessen Gravitationskraft ableiten ließ. Smolin beschreibt eine Art Evolution der Kind-Universen, die wiederum Universen mit nahezu identischen Naturgesetzen als Nachfahren gebären: Nur die Universen mit den meisten Nachfahren und günstigsten Naturgesetzen würden sich durchsetzen, die anderen würden aus der Artenvielfalt verschwinden. Möglicherweise gehört unser Universum zu einer Art, die viele Nachkommen zu erschaffen in der Lage wäre.

Die nackte Bran als Begriff ohne die nach der sogenannten M-Theorie zu erwartenden weiteren sechs bis zehn Zusatzdimensionen können wir uns als zweidimensionale, im Umfang begrenzte kugelförmige Oberfläche vorstellen, ohne irgend etwas drum herum. Bei uns befinden sich auf dieser kugelförmigen Fläche die vier Dimensionen der Raumzeit sowie im Inneren der Bran eine fünfte und - jetzt wird es vage - auf der Bran eventuell noch eine weitere, eine sechste. Alles zusammen wäre unser gesamtes Universum mit allen seinen Bestandteilen. Die vierdimensionale Oberfläche unserer Raumzeit bildet nach Hawking keine Grenze von irgendwas, noch nicht einmal von leerem Raum. Die Dimensionen sieben bis zehn wären, soweit vorhanden, alle noch kleiner zusammengerollt als die vierte Dimension der reellen Zeit, die übrigens die Geschichte in der imaginären Zeit bestimmt und umgekehrt. Die Branen können sich - wie schon im Bezug auf die Universen erwähnt - völlig unterschiedlich hinsichtlich der Dauer ihrer Existenz und der Anzahl der Dimensionen entwickeln. So wird es nicht auf jeder Bran die Ausgangsbedingungen für die Bildung von Galaxien und damit von physischen Leben gegeben haben.

Branen sind - wie alles im Universum - der Quantenfluktuation unterworfen, die ihr spontanes Entstehen und Verschwinden bewirken können. Mit ihrem Verschwinden sind auch die mit ihr verbundenen Dimensionen - z.B. die vierte Dimension der reellen Zeit, die sich bekanntlich wie die drei ersten Raumdimensionen wie eine Raumrichtung verhält - an ihrem Endpunkt, einer Singularität angekommen und lösen sich ebenfalls auf. Das Entstehen und Verfallen dürfte allem Anschein nach ein ständig vorkommender, sehr häufiger Prozess sein, laut Hawking dem Entstehen und Verschwinden von Dampfblasen im kochenden Wasser nicht unähnlich.

Ist die vage vermutete sechste Dimension nach dieser fünften der imaginären Zeit außerhalb der Zeit befindlich und dort das Jenseits, der Raum oder der Bereich, in dem die bibelfesten Menschen Gott wähnen? Auch diese weitere Dimension würde - da sie wie alle möglichen Dimensionen nur eine Eigenschaft unseres Universums ist - mit allen anderen mit dem Ende der reellen Zeit in einer Singularität zum Stillstand kommen; dies wäre - wenn sie Gott oder/und das Jenseits beinhaltete - dann für die Verstorbenen ein weiteres Ende nach dem Ende. Diese Annahme scheint also nicht sehr plausibel zu sein. Doch dazu später mehr.

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