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Die Grundlagen des Wissens

Leseprobe: Was war vor dem Urknall?

Wie Astrophysiker herausfinden wollen, ob es doch eine Welt vor unserer gegeben hat

Lesen Sie einen Auszug aus der neuen Ausgabe von GEOkompakt zum Thema "Der Urknall":

10-43 Sekunden – das ist eine Zeitspanne, die sich kein Mensch vorstellen kann. Nicht einmal ein Astrophysiker. Es ist eine Null mit einem Komma und dann 42 weiteren Nullen, bevor die Ziffer 1 auftaucht.

Diesen Hauch eines Nichts nennen die Physiker "Planck-Zeit". Es ist die nach heute gültigen Erkenntnissen kürzeste mögliche Dauer. Und gleichzeitig bildet diese Spanne eine undurchdringliche Wand.

Denn bislang ist es keinem Forscher gelungen, eine noch kürzere Zeitspanne zu definieren – und damit näher an jenen magischen Punkt heranzurücken, an dem der Urknall geschah. Nur von heute bis zurück zu diesem Zeitpunkt von 10-43 Sekunden nach dem Urknall gelten die bekannten physikalischen Gesetze. Jenseits dieser Grenze aber liegt ein bislang unerforschtes Reich, ein Nebel des Ungewissen. Steht die Frage: Was geschah in dem Augenblick, an dem unser Universum geboren wurde, und gab es etwas, das ihm vorausging?

Die meisten Astrophysiker halten es momentan für unmöglich, bis ganz an den Urknall zu gelangen. Ihrer Meinung nach gibt es weder experimentelle Möglichkeiten, den Moment der Schöpfung zu untersuchen, noch mathematische Formeln, die ihn beschreiben könnten. Sie nehmen an, dass erst mit dem Urknall Zeit und Raum in die Welt kamen – und die Frage nach einem Vorher sinnlos ist.

Und doch sind einige Forscher dabei, diesen Knoten zu zerschlagen. Sie haben Theorien erdacht, die an den Beginn allen Seins heranreichen und darüber hinaus – bis in ein mögliches Universum vor unserer Zeit.

Ihre Gedanken zu begreifen ist nicht einfach. Doch wer es wagt, sich darauf einzulassen, erhält Einblick in eine Welt, die gleichermaßen bizarr wie fantastisch erscheint – und völlig neue Antworten auf die Frage nach dem Anfang des Seins verspricht.

Bislang sind es vor allem zwei Probleme, die den Kosmologen Kopfzerbrechen bereiten:

- Zum einen lässt die Relativitätstheorie Einsteins keine mathematische Aussage darüber zu, was wirklich im Augenblick des Urknalls geschah;

- zum anderen ist es nach den Annahmen der Quantentheorie unmöglich, näher als jene 10-43 Sekunden an das Ereignis heranzurücken.

Unbestritten ist mittlerweile, dass das heutige Universum vor 13,7 Milliarden Jahren entstanden ist und von einem winzig kleinen Punkt ausgegangen sein muss. Darauf weisen die Beobachtungen von Galaxien hin, die sich alle von uns fort bewegen, und auch die sogenannte kosmische Hintergrundstrahlung, die die Forscher als eine Art Nachhall der Geburt unseres Universums ansehen.

Um sich diesem Punkt, dem Moment des Urknalls, anzunähern, müssen die Astrophysiker die Bewegungen der Galaxien rückwärts berechnen, also ihre Vergangenheit rekonstruieren. Es ist, als würden Kriminalisten aus den Überresten einer gigantischen Explosion, deren Bruchstücke noch immer auseinanderfliegen, zu ermitteln versuchen, wann sie sich ereignet hat – und was da eigentlich zerfetzt wurde.

Das mathematische Rüstzeug, um die Bewegungen der Himmelskörper zu verstehen, lieferte zu Beginn des 20. Jahrhunderts Albert Einstein mit seiner Relativitätstheorie. Mit seinen Formeln können Mathematiker zurückrechnen in jene Zeit, in der die Galaxien dichter nebeneinander lagen als heute und der Raum zwischen ihnen enger war. Und sie können sogar weiter zurückrechnen zu einem Zustand des Universums, in dem die Materie so eng zusammengepresst war, dass sie unermesslich heiß sein musste und anfangs nur in Form von reiner Energie existierte.

Rechnen die Physiker konsequent weiter mit Einsteins Gleichungen, gelangen sie jedoch zu einem seltsamen Ergebnis: Je näher sie dem Urknall kommen, desto enger wird der Raum, desto höher steigt die Temperatur und desto dichter wird die Materie zusammengequetscht – bis letztlich das All zu einem unendlich kleinen Punkt schrumpft, an dem unendlich hohe Temperatur und Dichte herrschen. Physiker nennen diesen Punkt "Singularität".

Das Problem ist nur: Mit Unendlichkeiten können sie nicht rechnen. Und deshalb können sie mit Einsteins Theorie über den entscheidenden Moment, über die Geburt des Alls keine Aussage machen.

Den vollständigen Text können Sie in der neuen Ausgabe von GEOkompakt zum Thema "Der Urknall" nachlesen.

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Nadelöhr von Raum und Zeit - Möglicherweise war der Urknall gar nicht der Anfang von allem, sondern nur ein extremes Durchgangsstadium von einer Welt in die nächste. Mit komplizierten mathematischen Modellen versuchen Physiker das zu beweisen

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