Die mannigfaltigen Freuden des Katapults

So bemerkenswert die Vorstellung zusammenstoßender Branen auch sein mag, es gibt dennoch einen Kosmologen, der glaubt, die M-Theorie habe das ganze Konzept eines Anfangs überhaupt nicht nötig und könne das beobachtbare Universum ohne die Notwendigkeit einer Kollision der Branen erklären. Es ist eine komplexe Theorie, die etwas mehr als ein Eintauchen in die mögliche Funktion von Branen erfordert, aber sie ist wunderbar elegant, weil sie viele der Probleme eliminiert, mit der die derzeitige Theorie schwer zu kämpfen hat.

Es ist der Geistesblitz von Cristiano Germani von der International School of Advanced Studies im italienischen Triest. Wie die meisten Beschreibungen des Universums mit Hilfe der M-Theorie stellt Germani sich vor, die unserem Blick verborgenen zusätzlichen Raumdimensionen seien in ein Gebilde mit dem wunderschönen Namen Calabi-Yau-Mannigfaltigkeit eingehüllt (was irgendwie nach Star Trek klingt). Sie sind auch als 3-D-Projektion ein ästhetischer Genuss.

Die Schwierigkeit mit dem Calabi-Yau-Raum ist seine Tendenz zur Instabilität. Er verdreht sich und schwankt, eröffnet neue Zugänge, während unvermittelt Spitzen hervorschießen. Germani fragte sich, was wohl geschähe, falls die Bran, die unser Universum formte, durch den Schlund einer dieser Öffnungen in eine Art Katapult-Universum hinuntergespült werden würde. Gleitet die Bran einfach nur bis zum Grund des Schlunds hinab, würde sie in Form eines Großen Kollapses zerschmettert, aber Germani stellte sich vor, die Bran würde sich wie ein Blatt Papier drehen, das von einem Strudel mitgerissen und abwärtsgezogen wird.

Eine sich drehende Bran in einem Calabi-Yau-Schlund würde abprallen, bevor sie das Ende des Schlunds erreichte, und wieder zurück auf die Öffnung zusteuern. Beim Herausschlüpfen würde sie expandieren und die Art von Universum darstellen, wie wir es heute beobachten. In diesem Bild wurde die Bran nicht beim Aufprall am Ende des Schlunds erzeugt, sondern war schon immer da gewesen. Das bedeutet, es war reichlich Zeit vor dem Beginn der Expansion. So konnten sich die unterschiedlichen Teile des Universums glätten, und deshalb ist auch keine Inflation nötig, um erklären zu können, warum weit voneinander entfernte Regionen des Universums sich so ähnlich sehen.

Bisher können wir uns auf noch keine Messung berufen, die zwischen Germanis wunderbar einfachem Katapult-Konzept und einem Urknallmodell plus Inflation unterscheiden kann. Beide Theorien stimmen mit den beobachteten Resultaten überein, abgesehen von den nicht vorhandenen Gravitationswellen, was bis jetzt der Katapult-Idee mehr Gewicht verleiht.

Wie bei vielen anderen Theorien über kosmologische Ungewissheiten gibt es Hoffnung, dass die nächste Teleskop-Generation zur Erkundung des kosmischen Mikrowellen-Hintergrunds wie der europäische Planck-Satellit ausreichend hochwertige Messungen machen wird, damit man zwischen beiden Theorien unterscheiden kann. Für das Katapult-Modell spricht, dass es tatsächlich die Singularität des Urknalls vermeidet, mit der keine einzige Theorie vernünftig umgehen kann. Sie kommt obendrein ohne die Inflation aus, kann aber bis jetzt noch keine plausible Erklärung für Anfang und Ende bieten.

Germanis Modell ist noch ziemlich roh und kann längst nicht alle Kräfte und Teilchen im Detail erklären, was mit anderen M-Theorie-Modellen und größerer Detailschärfe bereits gelungen ist. Allerdings eröffnet es die faszinierende Möglichkeit, dass unser Universum quasi eine Wildwasserfahrt entlang einer multidimensionalen Wasserhose gewesen ist.

Vor dem Urknall
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