Von nichts kommt nichts. Dieses Sprichwort gilt nicht nur im Alltag, sondern auch in der Physik. Doch ausgerechnet aus dem Nichts soll das Universum entstanden sein. Astronomen interessieren sich daher auch für eine andere Theorie: Was wäre, wenn das Universum nie einen Anfang hatte?

Theorie: Wie aus dem Nichts das Universum wurde

Mit dem Hubble-Weltraumteleskop können fast zu ihm vordringen: Dem Urknall.

Bisher hat das Teleskop 13,2 Milliarden Jahre in die Vergangenheit unseres Universums geblickt und dabei immer auch erstaunliche Entdeckungen geliefert.

Astrophysiker gehen in der Theorie davon aus, dass sich im Nichts einst ein unendlich massereicher und extrem heißer Punkt entzündet habe. Doch bis zu diesem Punkt kann die Menschheit selbst mit der modernsten Technologie nicht vordringen.

Durch mathematische Berechnungen ist es uns lediglich gelungen diese Initialzündung alles Existierenden zu erahnen. Die Urknalltheorie beschreibt dabei die Zeit kurz danach. Dem großen Knall kam der Mensch dadurch sehr nah, genauer formuliert eine Planck-Länge nah.

Die nach dem Begründer der Quantenphysik Max Planck benannte Zeiteinheit ist die Kürzeste im Universum. Sie ist 10−43 Sekunden lang. Tiefer in die Vergangenheit, also zum Ursprung des Urknalls, kommen wir nicht.

Das Ereignis selbst bleibt also verborgen, weshalb der Mensch riesige Apparaturen baut, um das Ereignis zu simulieren.

Grafik Ausdehnung Universum
Die Wissenschaft stellt sich das Universum zylindrisch vor: Vom kleinsten, dichtesten Punkt kurz nach dem Urknall bis zur heutigen Ausdehnung des Universums. Credit: imago / Leemage

Gab es jemals einen Anfang?

Wie also etwas beschreiben was nicht dagewesen ist. Verschiedene Astronomen und Physiker:innen hat die Frage nach dem Anfang von Allem nicht mehr losgelassen. Die Theorie von einem Universum, vor dem nichts gewesen ist, unterstützte nicht zuletzt auch Stephen Hawking.

In dem letzten Interview vor seinem Tod versuchte Hawking das Fehlen von Zeit als physikalische Größe vor dem Urknall zu veranschaulichen. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie Albert Einsteins gehören Raum und Zeit zusammen. Wenn es keinen Raum gibt, kann es auch keine Zeit geben. Vor dem Universum, noch vor dem Urknall existierte demnach keine Zeit und damit auch kein Anfang.

Vor dem Universum gab es keinen Urknall

Hawking vertritt die Ansicht, dass das Universum keine Grenzen habe und vor dem Universum Zeitlosigkeit herrschte. Mit dem Bild der „Euklidische Raum-Zeit“ versuchte er seine Theorie vom Anbeginn des Universums zu veranschaulichen.

Demnach gebe es eine reale und eine imaginierte Zeit. Ist die Zeit eine geschlossene, gekrümmte Oberfläche wie die Erde, würde sie am Südpol nicht mehr weitergehen, weil es nichts südlicher des Südpols gibt. Je kleiner also der Raum wird, wie im Falle des Urknalls, desto mehr „glättet“ sich die Zeit, bis sie nicht mehr vorankommt.

Physiker wie Hawking sprechen daher nicht mehr von einem Anfang von Zeit und Raum, keinem Big Bang, sondern einer relativen Zeitlosigkeit. Vielleicht kommt die Wissenschaft deshalb nicht über die Planck-Länge hinaus. Oder wie es Rachel Feltman im Popular Science Magazine schreibt: Zeit verliert ab einem bestimmten Punkt seine Bedeutung.

Zwei Legenden der Astrophysik im Gespräch: Neil deGrasse Tyson und Stephen Hawking sprechen über den Urkall.

Die Theorie vom Universum als Membran

Was wäre, wenn unser Universum eine vierdimensionale Membran in einem fünfdimensionalen Raum ist? Die Physiker Paul J. Steinhardt und Neil Turok vermuten, dass es bereits seit Ewigkeiten Urknalle gibt.

Der Theorie nach leben wir in einem Universum, zu dem es ein spiegelverkehrtes, vierdimensionales Gegenstück gibt – ein Paralleluniversum. Alle paar Billionen Jahre sollen diese Membrane miteinander kollidieren. Dabei, so die Wissenschaftler, entzünde sich ein Urknall und schaffe ein neues Universum.

Die Multiversumtheorie

Eine andere Theorie geht davon aus, dass unser Universum eine vierdimensionale Blase in einem unendlich währenden Multiversum ist. Sie bläht sich auf und platzt auch wieder. Mit jedem neuem Urknall in diesem Gewirr aus Universen, ploppt ein neues Universum mit seinen ganz eigenen physikalischen Gesetzmäßigkeiten von Zeit und Raum auf.

Somit ist unser Universum zwar an ein Anfang und ein Ende gebunden, jedoch besagt diese Theorie, dass das Multiversum drumherum zeitlos sei und keinen Anfang kennt.

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So könnte ein Multiversum aussehen. Der Theorie nach ist es ein Ort, in dem Universen werden und vergehen. Credit: imago / Science Photo Library

Schwarze Löcher: Dreh- und Angelpunkt der Universen?

Spätestens seit Albert Einsteins Relativitätstheorie, seit dem Zeit und Raum eine Einheit bilden, werden mehr und mehr Betrachtungen um das Universum aufgestellt. Was im Universum ist, ist weitestgehend bekannt.

Der theoretische Physiker Lee Smolin fragt sich, ob es zwischen dem Urknall und einem Schwarzen Loch eine Singularität gebe. Demnach könnte der gravitative Nullpunkt eines Schwarzen Loches gleichzeitig die Initialzündung für ein neues Universum sein.

Doch egal wie weit sich die Wissenschaft von der Erde in die Raumzeit entfernt, wie viele Milliarden Jahre und Milliarden Lichtjahre sie zurückliegt, bleibt der Urknall unerreichbar. Es wirkt fast so, als solle die von Wissenschaftler:innen genannte „Weltformel“ nie gefunden werden. Oder es stimmt, und es gab nie einen Anfang von allem.

Quellen: Business Insider, MINT Zirkel, Popular Science Magazine, YouTube/ Popular Science, eigene Recherche

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