Die Wissenschaft ist sich inzwischen weitgehend einig darüber, dass unser Universum vor etwa 15 Millionen Jahren durch den Urknall entstanden ist. Aus der expandierenden und sich abkühlenden Materie bildeten sich die Sterne und Galaxien, die wir heute beobachten. Könnte es sein, dass durch andere derartige Explosionen weitere Universen entstanden, von denen wir nichts wissen und von denen wir durch unüberwindbare Hindernisse getrennt sind? Dass in diesen Universen ganz andere physikalische Gesetze herrschen? Dann wäre unser Universum nur ein Archipel in einem unendlichen Meer aus anderen Universen, freilich eines, das ganz besonders ist. Seine Entwicklung ist noch relativ jung, und es gibt dort Wesen, die in der Lage sind, ihr Universum zu beobachten. Sir Martin Rees, einer der renommiertesten Astronomen der Welt, widmet sich in seinem Buch diesen und anderen Fragen. In einer bewundernswert klaren Darstellung beschreibt er den augenblicklichen Stand der Forschung und gibt auch Einbl icke, wie Wissenschaft "gemacht" wird: Er kennt die Hauptakteure persönlich, ihre Argumente und Kontroversen und kann stichhaltig begründen, warum manche sinnvoll, andere fragwürdig sind.
Martin Rees rührt im brodelnden Ursprung unseres Sonnensystems
Die Kosmologen, die sich mit der Geburt und der Entwicklung des Universums befassen, scheinen vor einer schier unlösbaren Aufgabe zu stehen. Sie wissen nämlich nicht genau, ob das, was wir vom Weltall sehen, typisch ist oder nicht. Ihre Situation ist mit der eines Seefahrers vergleichbar, der im Meer um sich herum komplexe Strukturen wie Wellen und Schaum sieht. Läßt er den Blick dagegen über die größten Wellen hinausschweifen, erblickt er eine riesige, gleichförmige Fläche, die kein Ende zu haben scheint.
Trotzdem ist es den Kosmologen gelungen, so manches über die Vergangenheit des Alls herauszufinden. Sir Martin Rees, "Astronomer Royal" in Cambridge, beschreibt die Ergebnisse in dem Buch "Vor dem Anfang - Eine Geschichte des Universums". Der Autor ist vor allem an der Frage interessiert, wie sich die heute sichtbare Welt herausgebildet hat. Die Anfangsbedingungen mußten gut aufeinander abgestimmt gewesen sein, damit es zum Heranwachsen intelligenter Wesen kommen konnte. Wären zum Beispiel die Kernreaktionen rascher abgelaufen, wäre die gesamte ursprüngliche Materie schon zu Eisen "verkocht", und im heutigen Universum gäbe es keine Sterne mehr. Ohne einen Überschuß von Materie über Antimaterie hätten sich solche Objekte gar nicht erst geformt. Und wäre die Kernkraft etwas schwächer, gäbe es außer Wasserstoff kein stabiles chemisches Element.
Für die Geburt des Universums haben sich die Kosmologen den Urknall ausgedacht. Eine solche Vorstellung von der Entstehung der Welt quasi aus dem "Nichts" scheint ohne den Glauben an einen Gott zunächst unakzeptabel zu sein. Doch für den Physiker ist das Vakuum kein Nichts, sondern ein brodelnder Ozean, der mit negativer Energie gefüllt ist. Weil die Energie, die auf ein Teilchen wirkt, dessen Masse äquivalent ist, stellt die Erschaffung des Alls für die Physik ein Nullsummenspiel dar - sie hat letztlich nichts "gekostet".
Was dem Vakuum folgte, war (innerhalb der ersten kurzen Bruchteile von Sekunden) eine Welt, in der es sicherlich ebenso ereignisreich zuging wie im heutigen Universum, auch wenn die zeitlichen Maßstäbe ganz andere waren. Die Vorgänge spielten sich damals mit Energien ab, die auch mit den leistungsfähigsten Teilchenbeschleunigern nicht erreicht werden. Deshalb bereitet es Schwierigkeiten, gültige Aussagen über die erste Phase des Universums zu treffen und sie im Labor zu bestätigen. Aber was damals geschah, beeinflußte die Zukunft, die sich beobachten läßt. Wenn es zum Beispiel magnetische Monopole gegeben hat, wie viele Forscher glauben, könnten sich heute noch Hinweise darauf finden lassen. Und auch die ausstehende Antwort auf die Frage, ob das Proton wirklich ein stabiles Teilchen ist oder nach unermeßlich langer Zeit zerfällt, ließe Rückschlüsse auf die früheste Phase des Alls zu.
Die von den Astronomen entdeckte kosmische Hintergrundstrahlung ist eindeutig als ein "Nachglühen der Schöpfung" erkannt worden. Sie gibt Auskunft darüber, wie das Universum im Alter von etwa 500000 Jahren, als es durchsichtig wurde, beschaffen war. Die Strahlung verrät etwas über die frühere Größe und Verteilung der Materieklumpen, aus denen sich die Galaxien und Galaxienhaufen entwickelt haben. Ein weiterer Schritt zurück in der Geschichte des Kosmos könnte bald Auskunft über die Unebenheiten in der Ursuppe liefern, die man zum Verständnis der heutigen Welt genau kennen muß.
Selbst wenn sie über die Frühphase unseres Kosmos Bescheid wissen sollten, werden die Kosmologen allerdings nicht zufrieden sein. Es bliebe nämlich die Frage, warum vor Jahrmilliarden gerade ein Universum entstanden ist, in dem intelligente Wesen existieren können. War es Zufall, daß sich genau die richtigen Anfangsbedingungen einstellten? Oder kann Materie - beispielsweise in der Umgebung eines kleinen Schwarzen Lochs - bisweilen zu ungeheurer Dichte zusammenfallen und die Ausdehnung eines uns unzugänglichen Bereichs auslösen, der zu einem neuen Universum mit anderen Eigenschaften wird? Auf diese Weise wäre die Geburt unzählig vieler ganz unterschiedlicher Universen denkbar. Vielleicht pulsiert der Kosmos auch, und am Ende steht jeweils ein Kollaps, dem ein neuer Urknall folgt. Die meisten Universen wären dann "Totgeburten", in denen sich keine Lebewesen entwickeln und die Sinnfrage stellen könnten. Und die Menschheit wäre nur ein Hauch der Ewigkeit in einer Welt, der keine Sonderstellung mehr zukäme.
Im Multiversum, wie es Rees vorschwebt, könnte es alle möglichen Werte der Naturkonstanten geben und auch Universen, deren Lebenszyklen eine ganz andere Dauer hätten. In einigen gäbe es keine Schwerkraft, in anderen wäre diese so stark, daß sie alles zerdrückte, was sich zu einem komplexen Organismus entwickeln könnte. Vielleicht seien einige Universen, spekuliert Rees, immer gerade so dicht, daß alles nahe am Gleichgewichtszustand bleibt und die Temperatur überall gleich ist. Eine Entwicklung wäre dann nicht möglich. In manchen Universen könnte sogar die Anzahl der Dimensionen anders sein als in unserem. Selbst ein Universum, das wie das unsere langlebig und stabil ist, könnte lediglich träge Teilchen dunkler Materie enthalten, weil entweder die Physik verhinderte, das sich je gewöhnliche Atome bilden, oder weil sich alle Atome mit genau der gleichen Anzahl von Antiatomen vernichteten.
Ob tatsächlich ein Multiversum existiert, dürfte kaum zu klären sein. Allein das Nachdenken darüber könnte aber helfen, die Existenz unserer Welt zu begreifen und die Stellung der Menschheit darin demutsvoll zu gewichten. Rees führt den Leser geschickt durch ein faszinierendes Forschungsgebiet. Aufbauend auf den Erkenntnissen der Wissenschaft beleuchtet er die Vergangenheit des uns zugänglichen Kosmos und rührt dabei auch an so interessante Themen wie die Zeitreise, die früher der Science-fiction-Literatur vorbehalten waren. GÜNTER PAUL
Martin Rees: "Vor dem Anfang". Eine Geschichte des Universums. Aus dem Englischen von Anita Ehlers. S. Fischer Verlag, Frankfurt am Main 1998. 352 S., geb., 44,- DM.
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