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Reihe: 'Hinter den Kulissen unserer Welt' ONLINE LESEN
Band 1: Physik an der Grenze zur Metaphysik
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Das hier zum Lesen freigegebene Buch ist in allen Buchhandlungen erhältlich
(ISBN 9783735788801)


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Kapitel 3: Der Beginn des Universums

Zu Beginn des Urknalls, der Geburt unseres Universums vor etwa 13,7 Milliarden Lichtjahren1, war nach Rees alles in unserem Universum ein außerordentlich dicht zusammengepresstes, strukturloses heißes Gas in der Größe eines Golfballs. Es bestand aus einer Mischung aus atomaren Teilchen und Strahlungsquanten (Photonen). In Bezug auf Temperatur und Dichte war der Beginn des Urknalls mit den Zuständen im Innern schwarzer Löcher vergleichbar, was der Eltern-/Kinduniversen-Hypothese nahe kommt. [Lit 9]

Im Laufe der Ausdehnung des Universums wurde dessen anfangs starke Strahlung langwelliger, kälter und schwächer. Sie ist noch heute als Hintergrundstrahlung im Mikrowellen-Frequenzbereich nachweisbar.

Ein schwarzes Loch resultiert nach herkömmlicher Auffassung aus einem Stern, der infolge seiner großen Masse unter seiner eigenen Schwerkraft - der Gravitationskraft - implodiert ist, so dass sich in seinem Innern eine Singularität entwickelt. In einer Singularität steht die Zeit still, sie entspricht somit der Geschichte unseres Universums vor dem Urknall. Sehr großen Sonnen passiert dies, wenn ihr Brennstoff verbraucht ist und der Gegendruck zu ihrer eigenen Schwerkraft durch die Kernfusionen im Innern durch Brennstoffmangel nachlässt.

In diesen implodierten Sternen ist die Gravitationskraft so hoch, dass die Fluchtgeschwindigkeit - die Geschwindigkeit, die nötig ist, um das Objekt zu verlassen - über der Lichtgeschwindigkeit von etwa 300.000 Kilometern in der Sekunde liegt. Hierdurch ist es aller Materie und selbst den Lichtquanten unmöglich, dieses Objekt wieder zu verlassen.

Die schwarzen Löcher unserer Galaxis haben einen Radius von nur 10 bis 50 Kilometern. In anderen Galaxien wirbeln nach Rees Gas und auch ganze Sterne in ein schwarzes Loch mit einer Masse von Millionen oder sogar Milliarden Sonnen. Diese schwarzen Löcher sind Quasare mit dem Ausmaß unseres gesamten Sonnensystem, einschließlich dem äußeren Planeten Pluto. Bricht die Brennstoffzufuhr ab, wird ein Quasar passiv. Nach Rees haben die meisten Galaxien außer der unseren ein Quasarstadium durchgemacht, könnten also noch Reste schwarzer Löcher beinhalten. In Galaxien bildeten sich in einem sehr frühen kosmischen Abschnitt; die Frage, warum es sie gibt, ist noch nicht geklärt.

In der Metaphysik nimmt man dagegen an, dass das gesamte Universum und somit auch unser Planet mit unzähligen kleinen und sehr kleinen schwarzen und weißen Löcher durchsetzt ist, so dass implodierende Sterne vermutlich nur eine Entstehungsart abbilden.

Die Vorgänge in der ersten Mikro- bis Millisekunde, der heißesten und dichtesten Phase unseres Universums, sind allerdings noch völlig unbekannt. Sie wären jedoch eine wichtige Erkenntnisquelle für eine mögliche allumfassende Theorie, in der alle vier Kräfte

  1. die schwache Gravitationskraft (Schwerkraft)
  2. die starke Kernkraft (hält zusammen mit dem Elektromagnetismus Elektronen zusammen)
  3. die schwache Kernkraft
  4. der Elektromagnetismus

als unterschiedliche Manifestationen einer einzigen Urkraft gedeutet werden könnten. Dass diese vier Kräfte aus nur einer Urkraft resultieren, darüber sind sich die Physiker heute weitgehend einig. Was ihnen nach eigener Aussage fehlt, ist eine umfassende Theorie in Form einer mathematischen Formel, die diese Verbindung berechenbar und beweisbar macht und zudem die 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 für Abläufe in unserem Universum gültig ist. An eine Gesamt-Theorie, die alle denkbaren parallelen sowie hierarchisch angeordneten Universen einschließt, denkt derzeit meines Wissens niemand laut nach, weil es zu abstrakt ist. Die Annahmen hierüber sind noch zu vage und der Gegenstand ist zu komplex. Folglich muss zunächst eine belastbare Theorie zur Vereinigung der vier Grundkräfte unseres Universums gefunden sein, um es den Physikern zu erlauben, darüber hinaus zu gehen.

Zudem verfügt nach den Annahmen der Metaphysik jedes Universum über individuelle und in Grenzen variable Naturgesetze. Selbst mathematische Regeln seien das Produkt unserer Erwartungen - denn alles physisch Seiende folgt dem Geist, seinem Streben und seinen Erwartungen.

Während dieser ersten Millisekunde muss nun alles dichter zusammengepresst gewesen sein als ein Neutronenstern in seinem Zentrum. Künftige Erkenntnisse über diese kurze Zeitspanne sind nach Ansicht der Physiker nicht im Laborversuch verifizierbar, sondern müssten indirekt über hierauf basierende, beobachtbare Phänomene bestätigt werden.

Später, ab etwa der ersten Sekunde in der Geschichte unseres Universums, entwickelten sich leichte Elemente wie beispielsweise Helium-Atome, Deuterium und Lithium. Die schweren Atome entstanden dagegen erst wesentlich später in dessen Entwicklung als Folge einer weiteren Abkühlung durch Expansion und Verlangsamung der Ausdehnung.

Bemerkenswert ist die Annahme der Physiker, dass die Geschwindigkeit in Einsteins berühmter Formel der Relativitätstheorie vor dem Urknall Null gewesen sein muss. Folglich betrug die positive kinetische Energie ebenfalls Null (E=mc2). Woher stammt dann der zum Urknall erforderliche Anstoß? Ist es möglicherweise die negative gravitative Bindungsenergie gewesen, die den Vorgang auslöste? Nach Rees [Lit 9] entspricht diese ziemlich genau mc2, also der Ruhemasse. Damit könnten die gravitative Bindungsenergie und die Ruhemasse, welche jeweils entgegengesetzte Vorzeichen haben, genau gleich groß gewesen sein.

Oder einfacher gesagt: Damit wäre die Gesamtenergie unseres Universums im gesamten Bestehen gleich Null. Dies ist möglich, weil einige wichtige Eigenschaften des Universums, wie dessen elektrische Ladung, sich im Zeitablauf nicht verändern, sondern streng erhalten bleiben. Die Erschaffung der Materie wäre dann ein Nebenprodukt dieser Energien oder wie Rees sagte, "sie hätte nichts gekostet". [Lit 9]

Unsere Branwelt kann nun nach Annahmen der Physiker aus einer in der Fläche begrenzten Bran2 zuzüglich bis zu zehn Dimensionen bestehen. Die Anzahl der Raum(!)dimensionen ergaben sich in der Abkühlungsphase nach dem Urknall nach Ansicht der Physiker möglicherweise genauso zufällig wie Muster im Eis eines gefrierenden Sees. Die Naturgesetze dagegen standen schon beim Urknall fest. Das Licht, die elektrische Kraft und die Materie sind jeweils an 'ihre' Branwelt, an ihr Universum gebunden und können dieses aufgrund von Abhängigkeiten nicht verlassen. Darin lebende physische Identitäten können also nicht über ihr Universum hinaussehen.

Die Physiker stellen sich unsere Bran als zweidimensionale kugelförmige Oberfläche vor. Um sie herum ist nichts mit Ausnahme unserer Dimensionen. Das Innere der Bran durchschneidet die schon erwähnte fünfte Dimension der imaginären Zeit. Auf der Bran befinden sich die vier Dimensionen der Raumzeit und nach den Annahmen der Physiker noch bis zu fünf weitere. Alles zusammen bildet unser physisches Universum.

Die vierdimensionale Oberfläche unserer Raumzeit bildet hierbei nach Hawking keine Grenze von irgendwas, noch nicht einmal von leerem Raum. Die Dimensionen sechs bis zehn wären, soweit vorhanden, klein zusammengerollt. Branen können sich wie erwähnt völlig unterschiedlich hinsichtlich der Dauer ihrer Existenz und der Anzahl ihrer Dimensionen entwickeln. So wird es nicht auf jeder Bran die Ausgangsbedingungen für die Bildung von Materie und damit von physischen Leben geben.

Branen sind wie alles im Universum der Quantenfluktuation unterworfen, die ihr spontanes Entstehen und Verschwinden bewirken können. Mit ihrem Verschwinden würden auch alle mit ihr verbundenen Dimensionen - wie beispielsweise die vierte Dimension der reellen Zeit, welche sich wie eine Raumrichtung verhält -, an ihrem Endpunkt, an einer Singularität angekommen sein und sich auflösen. Dieses Entstehen und Verfallen von Branen mit ihren Universen dürfte ein beständig vorkommender Prozess sein, laut Hawking dem Entstehen und Verschwinden von Dampfblasen im kochenden Wasser nicht unähnlich.

Die einzige derzeit bekannte, mehrere Branen verbindende Kraft ist die Gravitation. Über deren Wirkungen lassen sich bereits heute indirekt die Universen anderer Branen nachweisen. 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 jedoch wie beispielsweise dem Verhalten von Sternen in Galaxien, sind eindeutige Hinweise für weitere Universen gefunden worden.

Aufgrund der vermuteten gegenseitigen Beeinflussung der Branwelten über die Gravitation nehmen Kosmologen heute an, dass sich die vierdimensionale Oberfläche unserer Bran in einem wahrscheinlich zehndimensionalen Raum befindet. Dabei müsste wenigstens eine weitere Branwelt - Hawking bezeichnet sie als Schattenbran - parallel zu der Unsrigen angeordnet sein. Somit gehen also die Physiker von mindestens einem parallelen Universum aus, das sich mit dem Unsrigen in einem übergeordneten Raum innerhalb von Dimensionen mit unbekannten Eigenschaften befindet.

Der Materieschwerpunkt unserer Bran konzentriert sich auf die zentralen Bereiche der Sternengalaxien. Der Materieschwerpunkt der Schattenbran dagegen konzentriert sich auf deren Randbezirke. Die Materie der Schattenbran auf Höhe der Außenbezirke unserer Sternengalaxien beeinflusst deren Bewegungen und Rotationen. Branwelten stehen also in einer voneinander abhängigen Beziehung.

Da die Gravitationskraft die Brangrenzen ohne einen nennenswerten Energieverlust überschreitet, wirkt sie auf die Materie anderer Branen in ihrer Reichweite ein. Die Stärke der Einwirkung hängt lediglich von der Entfernung ab, da die Anziehungskraft der Gravitation mit zunehmender Entfernung zum beeinflussten Körper abnimmt. Somit wirkt die Gravitation jeder Materie nicht nur auf Materie der eigenen, sondern auch auf die Materie der benachbarten Branen ein. Diese von einer anderen Bran auf die Unsrige einwirkende Materie bezeichnen Kosmologen als dunkle Materie, weil sie zwar ihre Wirkung beobachten können, nicht jedoch die Galaxien, die diese Wirkung hervorrufen.

Was befindet sich zwischen Branen? Es ist der Raum der zusätzlichen Dimensionen, die jedoch jeweils einer Bran zugehörig sein müssten und folglich an der nächsten enden. Beispielsweise würde sich ein auf unserer Bran befindliches großes schwarzes Loch über die Raumzeitgrenze in die Zusatzdimensionen ausdehnen, jedoch deren Begrenzungen nicht überschreiten. Lediglich dessen Gravitationswirkung würde auf Materie anderer Branen einwirken. Die von schwarzen Löchern emittierten Teilchen und deren Strahlung dagegen bewegen sich wie das Licht nur entlang der Bran. Denn Materie und alle nicht-gravitativen Kräfte sind auf jeweils eine Bran beschränkt.

Rees, Linde und dem US-amerikanischen Kosmologen Smolin ist diese Sichtweise noch zu eng. Sie nehmen an, dass unser Universum nur Teil einer großen Gesamtheit zahlloser Universen mit jeweils eigenen Naturgesetzen, einer eigenen Anzahl Dimensionen und einer eigener Lebenszeit ist. Diese Theorie der Multiuniversen läuft darauf hinaus, unser Universum nicht als einmalig zu sehen und kommt den Annahmen der Metaphysik schon recht nahe. Sie steht jedoch im Gegensatz zur herrschenden Auffassung unseres Kulturkreises. Doch auch die Menschen im vorkopernikanischen Weltbild mussten lernen, dass die Erde ein ganz gewöhnlicher Stern unter vielen am Rande des Milchstraßensystems ist.

Die erwähnten Kind-Universen könnten also aus schwarzen Löchern eines Elternuniversums entstehen. In Letzteren könnte ein umgekehrter Vorgang stattfinden, wie wir ihn im Urknall vermuten. Die Materie, überhaupt sämtliche von einem schwarzen Loch eingefangenen Teilchen werden durch die darin wirkenden Kräfte in ihre zu Beginn des Urknalls bestehenden Bestandteile zurück verwandelt - möglicherweise bis in die eine Urkraft.

Derartig entstandene Kind-Universen enthalten nach Rees und Hawking weniger Ausgangsmasse als das Eltern-Universum, weil sie nur einen Teil der Eltern-Masse über das schwarze Loch zur Verfügung gestellt bekommen. Im Modell der Physiker muss ein angenommenes oberstes Universum eines mit einer unvorstellbar großen Energiemenge sein, bevor es das erste Kind-Universum gebar. Ob dieser Ableger hierbei nach seinen individuellen Naturgesetzen schwere Atome und daher Masse entwickelt oder nicht, ist unerheblich. Die Energiemenge eines ungeteilten Ausgangsuniversums ist hiernach identisch mit der Energiemenge aller verschachtelten Universen dieses Konstruktes, nachdem die Teilung begann.

Dem widerspricht jedoch die Metaphysik mit der Annahme, dass es in dieser verschachtelten Hierarchie nur vollgültige physische Realitäten gibt und deren Welten bildende Energien von All-das-was-ist3 über die Wesenheiten ohne Begrenzung und kontinuierlich zur Verfügung gestellt werden. Die 'abgezweigten' Energien dienen eher der Informationsübertragung der diese Welt initiierenden individuellen Bewusstseine. Und so sind schwarze wie weiße Löcher eher Kanäle des kontinuierlichen Datenaustauschs als Urknall-Initiatoren. Das hört sich nicht nur an wie ein auch im Kleinen häufig vorkommendes Ereignis, sondern ist es hiernach auch.

Die Hypothese der Eltern-/Kind-Universen führt also zwingend zur Annahme hierarchisch geschachtelter Welten. Diese beinhalten nach Annahmen der Metaphysik sowohl nur geistig angedachte als auch vollgültig physisch realisierte, schöpferische Variationen der Geschichte eines Individuums.

Parallele Universen beherbergen hiernach diejenigen alternativen Verläufe der persönlichen Selbst aller Identitäten, welche zeitlich früher in den Historien der persönlichen Psychen der Individuen abgespalten wurden. Kind-Universen sind dagegen sozusagen 'eigene', alternativ agierende Ableger des aktuellen Ichs.

Die schwarzen Löcher eines Eltern-Universums zweigen so oder so Energie ab und bilden daraus nach Rees aufgrund eines Quanteneffektes ein Kind-Universum. Hierbei bleibt dem Eltern-Universum die Gravitationswirkung der abgegebenen Masse erhalten. Denn die Gravitation wirkt Branen-übergreifend und ist in ihrer Wirkung als einzige der vier Grundkräfte nicht auf unser Universum beschränkt. So wirken auch Kind-Universen unseres physischen Universums über die Gravitation ihrer Materie auf unsere Galaxien ein - sofern diese Materie ausgebildet haben.

Smolin beschreibt eine Art Evolution der Kind-Universen, welche 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.

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