Was treibt das Universum auseinander?

Unser Universum, das haben seit 1998 bisher alle Messungen ergeben, treibt auseinander – und zwar mit zunehmendem Tempo. Eine Ursache dafür ist nicht erkennbar, deshalb haben ihr die Forscher den Namen „Dunkle Energie“ gegeben. Woraus diese seltsame Energieform bestehen mag, die sich der anziehenden Kraft der Gravitation in zunehmendem Maß entgegen stellt, kann derzeit niemand sagen.

Im Magazin Physical Review D versuchen jetzt drei Physiker der University of British Columbia eine mutige Antwort. Um diese zu erklären, müssen wir ein wenig ausholen. Das Universum und sein Aufbau werden von zwei Theorien beschrieben: der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART, die die Gravitation berührt) im Großen und den Quantenfeldtheorien (QFT, die alle anderen Kräfte, aber nicht die Graviation berühren) im Kleinen.

Die QFT besagt nun, dass sich dem Vakuum, dem leeren Raum, eine Energiedichte zuordnen lässt, die so genannte Vakuumenergie. Diese wäre ein schöner Kandidat für die Dunkle Energie, allerdings hat sie einen Schönheitsfehler: Berechnet man sie mit Hilfe der QFT, dann erhält man einen Wert, der sich 120 Größenordnungen (das ist sehr, sehr, sehr, sehr viel…) über dem in der Realität gemessenen Wert (der nahe Null liegt) befindet. Besäße das Vakuum tatsächlich eine derart hohe Energiedichte, müsste das Weltall längst explodiert sein.

Hier setzt nun die These der Forscher an: Vielleicht wechselt das Universum ja dauernd – und zwar in sehr, sehr kurzen Zeitabständen – zwischen Zuständen unterschiedlicher Energiedichte? Im Mittel würden sich bei dieser Oszillation dann die beobachteten Werte der Energiedichte ergeben, doch sehr kurz könnte die Vakuumenergie auch beim riesigen gemessenen Wert liegen.

Die Fluktuationen der Dichte würden nicht bedeuten, dass dauernd neue Materie entstehen und wieder verschwinden müsste. Vielmehr stellen sich die Forscher vor, dass sich die Größe des Alls bei jeder dieser Fluktuationen ändert. Das All wäre also in einem Moment normal groß, im nächsten riesig, dann wieder normal – aber eben ein bisschen größer als vorher, sodass sich in der Summe eine Expansion ergibt.

Der Charme dieser Theorie besteht für die Physiker darin, dass das „Problem der kosmologischen Konstante“ dadurch verschwindet – QFT und ART machen dann zumindest in einem Punkt keine widersprüchlichen Aussagen mehr und ließen sich womöglich elegant vereinen. Andererseits gilt das Konzept als durchaus kontrovers – und ist wahrscheinlich mit heutigen Methoden kaum zu überprüfen.

One Response to “ Was treibt das Universum auseinander? ”

  1. Ihr versteht das richtig.Das Universum ist nichts statisches.Es ist dem Gedanken unterworfen.Dauernd wechselt der Materiezustand.Im Grossen langsamer als im Kleinen.Die Energiedichten verändern sich je nach auftauchen und dem Ist Zustand der Elementarteilchen.Deshalb auch der Widerspruch von Teilchen u.Welle.

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