1.1.1 Der Urknall und alles, was dazu gehört
Gut, wir wollen uns jetzt also anschauen, wie das Universum entstanden ist. Oder anderes gesagt: Wie dieses "Nichts" entstanden ist. Aber wie kann das überhaupt gehen? Vor dem Urknall gab es doch wirklich nichts! Oder? Nun... Schauen wir uns das Mal an. Stück für Stück.
Angefangen hat das Universum von ungefähr 13,82 Milliarden Jahren. Aber gab es überhaupt einen Anfang? Albert Einstein hatte die Theorie, dass das Universum einfach schon immer da war. Und das hinterfragt auch keiner. Denn immer ist eben immer.
Wenn das Universum wirklich unendlich ist, so wie es sich viele vorstellen, muss es das ja schon immer gewesen sein, so wie es Einstein schon gesagt hat. Deshalb gehen wir davon aus, dass dann ja auch der Urknall überall war. Jedoch hat das Universum kein Zentrum, von dem aus der Urknall gekommen sein könnte. Da sich aber alle Galaxien und Sterne von uns weg bewegen, könnte es sein, das wir quasi das Zentrum waren.
Das Universum ist eigentlich nichts anderes als ein großes Vakuum. Also ein luftleerer Raum. Hier wären wir wieder beim "Nichts". Aber jetzt kommt der Knackpunkt: Auch das Vakuum ist nicht absolut leer!
Wissenschaftler glauben, dass sogar das Universum auf spukhafte Weise aus dem Nichts entstanden ist. Laut der Quantenmechanik gibt es eigentlich gar keinen total leeren Raum. Das liegt an sogenannten Quanten. Winzigste, energiegeladene Teilchen. Der Wissenschaftler Lawrence Krauss sagt, selbst das perfekte Vakuum sei ein "kochendes Gebräu aus virtuellen Partikeln, die erscheinen und wieder verschwinden, aber so rasch, dass wir sie gar nicht sehen können". Diese zufälligen Energieschwankungen nennen Physiker "Quanten-Fluktuationen". Damit meinen sie das spontane Entstehen eines Teilchens. Normalerweise löschen sie sich kurz darauf wieder gegenseitig aus, so dass das Energieerhaltungsgesetz gewahrt bleibt. Denn es entsteht keine Energie aus dem Nichts.
Doch es ist denkbar, dass es am Anfang des (oder eines) Universums zu einer winzigen Ungleichheit kam, einem leichten Überschuss von Materie über Antimaterie. In diesem Fall würden sie sich nicht sofort gegenseitig auslöschen, sondern ein kleiner Teil der Materie würde bestehen bleiben. „Das würde zu all jener Substanz führen, aus der jene Sterne und Galaxien bestehen, wie wir sie heute im Universum sehen", schreibt Krauss in „Ein Universum aus Nichts"
Wenn man es physikalisch betrachtet, begann das Universum in einem unendlich heißen, unendlich dichten und unendlich kleinen Zustand. Dieser Zustand heißt Urknallsingularität. Die Singularität ist das Ergebnis von Rechnungen, aufgestellt von zwei Wissenschaftlern mit Namen Friedmann und Lemaîtres.
Da das Universum am Anfang so klein und heiß war, löste sich auch die Materie in ihre kleinsten Teilchen auf. Das lässt sich gut mit der Quantenmechanik beschrieben. Aber auch die steht irgendwann an. Denn irgendwann sind die Teilchen einfach so klein, dass man den Unterschied zwischen Ursache und Wirkung kaum mehr erkennen kann.
Natürlich dehnt sich auch das Universum aus, sonst wären wir nicht da, wo wir heute sind. Aber das mit der Ausdehnung stimmt nicht ganz. Es denht sich nicht das Universum aus, sondern der Raum selbst. Das heißt, dass z.B. der Raum zwischen Galaxien größer wird, also sich Teilchen quasi dazwischen quetschen. Und deswegen bewegen sich auch Galaxien voneinander weg: Weil sich der Raum um sie herum ausdehnt.
Aber warum werden unsere Planeten dann nicht aus der Umlaufbahn geworfen, wenn mehr Teilchen dazu kommen? Oder warum dehnt sich unsere Erde nicht aus? Das liegt ganz einfach daran, dass die Masse und die Gravitation z.B. auf der Erde zu groß ist, um eine Ausdehnung zuzulassen. Zwischen Galaxien herrscht einfach zu viel Raum und über große Enfernungen funktioniert die Gravitation einfach nicht mehr.
Das einzig sichere, was wir heute vom Urknall wissen, ist die sogenannte kosmische Hintergrundstrahlung. Wenn das Universum früher wirklich nur ein winzig kleines Teilchen war, dann musste in diesem kleinen Teilchen auch enormer Druck und dementsprechend Hitze herrschen. Dadurch, dass dieses frühe Universum aber so klein war, hatte das Licht keinen Platz, um sich auszudehnen. Dann dehnte sich das Universum aber langsam aus, und wurde somit kühler. Jetzt hatte das Licht Platz, und lief einfach in die Richtung, in die es eben gerade lief. Dieses Licht lässt sich heute als die kosmische Hintergrundstrahlung messen.
Die kosmische Hintergrundstrahlung lässt uns aber nur in ein 380.000 Jahre altes Universum schauen, was im Vergleich zum heutigen Alter verdammt jung ist. Damals herrschten im Universum geschätzte -270°C, also nur 3° über dem absoluten Nullpunkt.
Und warum können wr das Licht von damals nicht sehen? Ganz einfach: Die Lichtwellen sind in dieser langen Zeit so sehr zusammengeschrumpft, dass wir sie heute einfach nur mehr als Mikrowellenstrahlen wahrnehmen können.
Somit wissen wir: Das Universum hatte einen Anfang!
Das ist ja alles schön und gut, aber was war vor dem Urknall?
Auch der Urknall ist nur eine Defintion von uns, denn anders konnte man sich das alles nicht erklären. Doch ist diese Definition vielleicht sogar falsch? Es gibt die Theorie vom sogenannten "Big Bounce", also dass die Kollabierung eines früheren Universum zum Urknall geführt hat.
Gut, das hätten wir geklärt. Aber hier drin ist es immer noch ziemlich dunkel und leer. Die Grundlage des Universums ist geschaffen. Nun schauen wir uns an, was danach passierte.
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