Der Anfang des Uni­ver­sums scheint in der Phy­sik unaus­weich­lich zu sein, doch gab es über­haupt einen Anfang? Eine Rei­se durch die Zeit.

Egal, was genau du gera­de um dich her­um siehst – es hat­te einen Anfang. Es gab einen Punkt in der Zeit, an dem es die Form ange­nom­men hat, die es jetzt hat. Vor­her sah es anders aus. Hat­te es eine ursprüng­li­che Form? Wahr­schein­lich ja. Doch was war davor?

Neh­men wir zur Ver­an­schau­li­chung Staub. Staub war ein­mal Sand, Sand war ein­mal Kies und Kies bestand aus klei­nen Stei­nen. Die wie­der­um kamen aus Fels­bro­cken und Fels­bro­cken waren ein­mal Ber­ge. Ber­ge waren ein­mal Erd­krus­te. Man könn­te die­se Geschich­te lan­ge fortführen.

Wenn man die­ses Spiel­chen eine Zeit lang durch­hält, dann gelangt man lang­sam aber sicher von einem Zustand, bei dem man sich sicher sein kann, zu einem hypo­the­ti­schen Zustand. Und damit beginnt ein Paradoxon.

Eine Frage der Zeit

Denn wir wis­sen, dass Zeit line­ar ist. Das heißt, dass jedes Objekt eine Ver­gan­gen­heit hat und von der Gegen­wart in die Zukunft wan­dert. Und wer im Phy­sik­un­ter­richt auf­ge­passt hat, weiß, dass Sachen nicht ein­fach so ent­ste­hen. Genau­so wie Ener­gie, die nach dem Erhal­tungs­satz auch nicht ent­ste­hen und ver­schwin­den kann, son­dern ledig­lich umge­wan­delt wird. 

Einer­seits wis­sen wir, dass weder Zeit noch Mate­rie ein­fach so „ent­ste­hen“ kön­nen, ande­rer­seits ste­hen wir vor der Fra­ge, von wo alles kommt. Da ist es ehr­lich gesagt kein Wun­der, dass genia­le Köp­fe, wie auch Albert Ein­stein, der Mei­nung waren, dass das Uni­ver­sum immer da war und kei­nen Anfang hatte.

Wenn weder Zeit noch Raum ent­ste­hen kön­nen, dann ist es ein­fach die logischs­te Schluss­fol­ge­rung, dass es kei­nen Anfang gab, oder? Und eben die­ses Gefühl, das man ver­spürt, wenn man dar­an denkt, dass es einen Anfang gege­ben haben muss, wird von vie­len Wissenschaftler*innen wider­legt. Sie den­ken, dass es ein­fach eine Bar­rie­re des mensch­li­chen Ver­stan­des ist, dass wir die Unend­lich­keit nicht ver­ste­hen können.

Auch wenn das bis jetzt Gesag­te sehr kom­pli­ziert klingt, alles was man sieht, war mal etwas Ande­res und Mate­rie ist nie wirk­lich „ent­stan­den“, son­dern war immer da – wirk­lich immer, ohne Anfang. Genau­so ist Zeit immer da gewe­sen, nur ist der Mensch mög­li­cher­wei­se zu beschränkt, um die Nicht­exis­tenz eines Anfangs zu verstehen.

Der unendlich tippende Affe

Es gibt übri­gens ein sehr inter­es­san­tes und lus­ti­ges phi­lo­so­phi­sches Gedan­ken­ex­pe­ri­ment, um die Unend­lich­keit bes­ser ver­ste­hen zu kön­nen. Stell dir dein Lieb­lings­buch vor. Und jetzt stell dir einen Affen vor, der ohne Sinn auf einer Schreib­ma­schi­ne zufäl­lig unend­lich lang irgend­wel­che Tas­ten drückt. Wenn er es unend­lich lang macht, wird er die­ses Buch irgend­wann ein­mal eins zu eins, Buch­sta­be für Buch­sta­be auf­schrei­ben können.

Man­chen Men­schen graut es jedoch vor die­ser Vor­stel­lung eines unend­li­chen Uni­ver­sums. Sie mei­nen, dass Unend­lich­keit und ein Uni­ver­sum ohne Anfang prin­zi­pi­ell nicht mög­lich wären. 

Erst 1931, vor weni­ger als hun­dert Jah­ren, mach­te der Astro­phy­si­ker Geor­ges Lemaît­re ers­te Beob­ach­tun­gen, die auf einen Anfang des Uni­ver­sums deu­te­ten. Die Emis­si­ons­li­ni­en des Ster­nen­lichts wie­sen Ver­än­de­run­gen auf, was ein Hin­weis auf sich ent­fer­nen­de Gala­xien und ein expan­die­ren­des Uni­ver­sum ist. Wenn dem so ist, dann kann man die Ent­wick­lung des Uni­ver­sums zurück­ver­fol­gen, bis es sich, nach vie­len Mil­li­ar­den Jah­ren, auf einen Punkt kon­zen­triert. So steht Lemaît­re am Beginn der Über­le­gun­gen zum Urknall, dem „Big Bang“ oder dem Ur-Atom, aus dem sich unser heu­ti­ges Uni­ver­sum entwickelte.

Fas­zi­nie­ren­der­wei­se lehn­te Albert Ein­stein die­se von uns heu­te so gän­gi­ge Theo­rie ab, weil sie, sei­ner Mei­nung nach, zu sehr an eine reli­giö­se Vor­stel­lung von der Erschaf­fung der Welt ange­lehnt war.

Diskussionen halten an

Zumin­dest bie­tet die Theo­rie einen Ansatz­punkt, wie das Uni­ver­sum ent­stan­den sein könn­te. Alle Mate­rie der Welt auf einem Punkt, der klei­ner als ein Atom­kern ist, das ist wie man sich wahr­schein­lich den­ken kann eine rie­si­ge Men­ge von Ener­gie. Man kann sehr stark davon aus­ge­hen, dass die­ses Ur-Atom sehr, sehr heiß war. War­um es sich eines wun­der­schö­nen Tages ent­schied zu explo­die­ren, weiß kei­ner. Es gab davor auch kei­ne Zeit. Mit dem „Big Bang“ ent­stand nicht nur Raum, son­dern auch die Zeit, wie wir sie heu­te ken­nen. Bestimm­te Berech­nun­gen zei­gen, dass nach einer Sekun­de das Uni­ver­sum etwa so groß war, wie die Ent­fer­nung zwi­schen Mond und Erde. Obwohl die Dich­te gesun­ken war, war sie noch immer unvor­stell­bar hoch. Allein der Gedan­ke – die gesam­te Mate­rie in einem Punkt.

Nach eini­gen hun­dert­tau­sen­den Jah­ren kühl­te das Uni­ver­sum ab, brei­te­te sich wei­ter aus und die ers­ten Ato­me ent­stan­den. Dann kamen die Fest­stof­fe und irgend­wann, nach vie­len hun­der­ten Umfor­mun­gen der Mate­rie, kam es zu dem am Anfang beschrie­be­nen Staub.

Das mag alles sehr über­zeu­gend klin­gen. Aber es blei­ben theo­re­ti­sche Über­le­gun­gen. Nie­mand war dabei, der uns dar­über berich­ten kann. Das War­um ist den­noch unge­klärt. Ob die Din­ge wirk­lich so ein­fach sind, wird sich erst noch zei­gen müssen.

Bild mit freund­li­cher Geneh­mi­gung von kramyninasvetlana/Twenty20
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1 Kommentar

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    Staude
    Veröffentlicht 9. Januar 2021 um18:04 0Likes

    Nice.

    Nächs­tes Mal noch tie­fer­ge­hend: Blau- und Rot­ver­schie­bung, 5. Zeit­al­ter des Universums.

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