Das Urknall-Problem

Wie begann unser Universum? Und was war davor? So fundamental diese Fragen auch sind – bisher gibt es darauf keine eindeutige Antwort. Klar scheint nur: Der Kosmos, so wie wir ihn kennen, entstand vor rund 13,8 Milliarden Jahren.

Gängiger Theorie nach war der Urknall der Beginn von allem - Raum, Zeit, Strahlung und Materie. © NASA

Was man über den Urknall weiß – oder annimmt

Gängiger Theorie zufolge waren im Urknall alle Materie und Strahlung des Universums auf einen winzigen Punkt konzentriert – eine Singularität. Dieser „Urkeim“ dehnte sich dann explosionsartig aus und schuf die Raumzeit, die Grundkräfte der Physik und alle Materie. Diese erste große Ausdehnung muss das Ur-Universum in Sekundenbruchteilen um den Faktor 10 hoch 30 bis 10 hoch 100 vergrößert haben. Wie genau dies geschah und ob es diese kosmische Inflation tatsächlich gab, ist allerdings bis heute unbewiesen und strittig.

Weitgehend einig sind sich Forscher dagegen darüber, was als nächstes geschah: Aus dem ultraheißen und dichten Quark-Gluonen-Plasma entstanden die ersten Atombausteine und dann die ersten Atome. Als Folge trennte sich rund 380.00 Jahre nach dem Urknall die Strahlung von Materie, das anfangs trübe Universum wurde durchsichtig und die kosmische Hintergrundstrahlung wurde frei. Noch später entstanden die ersten Sterne – die Elementfabriken des Kosmos.

Die offenen Fragen

Soweit, so etabliert, scheint es. Doch ausgerechnet am Uranfang des Kosmos scheiden sich die Geister. Denn das gängige Bild vom Urknall lässt einige entscheidende Fragen offen. Eine davon ist die nach dem Wie und Warum des Ganzen: Was hat dazu geführt, dass vor 13,8 Milliarden Jahren plötzlich aus dem Nichts etwas entstand? Gab es einen Auslöser oder war es bloßer Zufall? Und wie kann aus Nichts Materie entstehen?

Der britische Physiker Stephen Hawking versuchte dies so zu erklären: „Weil die Zeit selbst erst mit dem Urknall begann, ist dies ein Ereignis, das nicht durch etwas oder jemanden verursacht worden sein kann. Die Gesetze der Natur selbst sagen uns, dass das Universum entstanden sein kann, ohne dass dazu Energie oder eine Ursache nötig war.“ Doch andere Astrophysiker haben genau daran ihre Zweifel.

Die kosmische Hintergrundstrahlung ist überall erstaunlich gleich - selbst bei Gegenden, die an entgegengesetzten Enden unseres Sichthorizonts liegen. © scinexx

Ebenfalls strittig ist die Frage, warum Materie und Strahlung in unserem Universum so gleichmäßig verteilt sind. Egal in welche Richtung oder in welche Entfernung wir schauen – überall gibt es in großem Maßstab ähnliche Dichten und Verteilungen von Galaxien, Gasnebeln und Strahlung. Die gängige Theorie behilft sich hier mit der Annahme der kosmischen Inflation. Gleichzeitig ist jedoch umstritten, ob dadurch nicht auch Unmengen von Paralleluniversen entstehen müssten – Stephen Hawking bezweifelte dies, andere Forscher halten dies aber für wahrscheinlich.

Alternativen gesucht

Damit scheint klar: So etabliert der Urknall uns auch scheint, in Wirklichkeit ist er bis heute kaum verstanden und stark umstritten. Insofern ist es kaum verwunderlich, dass einige Forscher nach alternativen Erklärungsmöglichkeiten für den Uranfang unseres Kosmos suchen. Ihre große Frage dabei: Was wäre, wenn der Urknall gar nicht der Anfang von Allem war? Wenn es vor unserem Universum schon ein anderes, früheres gab? Der Urknall wäre dann nur eine Art explosiver Übergang von einem Kosmos zum nächsten – ein Big Bounce statt eines Big Bang.

Was aber bedeutet dies konkret?