Die Zeitleiste der Geschichte unseres beobachtbaren Universums. Bildnachweis: NASA / WMAP Science Team.

Das Multiversum für Nichtwissenschaftler

Warum wir uns sicher sind, dass das Universum nicht alles ist und welche unterschiedlichen Möglichkeiten es für ein Multiversum gibt.

"Dann geh. Es gibt andere Welten als diese. “- Stephen King

Wenn Sie an das Universum denken, denken die meisten Menschen an die größten Tiefen des Weltraums, an die Grenzen dessen, was die Menschheit jemals beobachtet hat und an alles, was jemals war oder sein wird. Aber auch bei so großer Weite wie das Universum ist:

  • mit Hunderten von Milliarden von Galaxien,
  • jedes mit Milliarden oder sogar Billionen von Sternen,
  • das ist seit dem Urknall 13,8 Milliarden Jahre her,
  • mit der am weitesten entfernten Materie und Energie können wir bereits 46 Milliarden Lichtjahre entfernt sehen,
  • und insgesamt rund 10⁹¹ Teilchen, die uns zugänglich sind,

es ist immer noch endlich und begrenzt. Das ist unser beobachtbares Universum, von dem wir wissen, dass es im Moment des heißen Urknalls begann, und die Summe aller Informationen, die jemals für irgendetwas in unserer Galaxis zugänglich waren. Aber vielleicht gibt es noch mehr als das, was wir da draußen beobachten können.

Künstlerische logarithmische Skalenkonzeption des beobachtbaren Universums. Bildnachweis: Wikipedia-Benutzer Pablo Carlos Budassi.

Wenn wir uns an einem anderen Ort im Universum befinden als dem, an dem wir uns gerade befinden, können wir die gleiche Menge an Universum sehen. Auf den größten Skalen ist das Universum zu mehr als 99,99% einheitlich, wobei die Dichteunterschiede weniger als 0,01% betragen. Dies bedeutet, dass wir, wenn wir uns irgendwo anders aufhalten würden, Hunderte von Milliarden Galaxien, etwa 10¹ Partikel, in einer Entfernung von etwa 46 Milliarden Lichtjahren sehen würden. Wir würden einfach einen anderen Satz von Galaxien und einen anderen Satz von Partikeln sehen, zusammen mit leicht unterschiedlichen Detailmerkmalen.

Nach allem, was wir beobachten können, und nach allen theoretischen Hinweisen, die uns das Universum über seine Topologie, Form, Krümmung und Herkunft gibt, können wir davon ausgehen, dass es mehr Universen gibt, deren Eigenschaften mit denen unserer Beobachtung identisch sind, als wir sehen können. Nur aufgrund der Tatsache, dass das Universum schon eine begrenzte Zeit existiert, können wir nur einen bestimmten Teil davon beobachten. Dies ist die einfachste Definition von Multiversum, die es gibt: die Idee, dass es einfach mehr, nicht beobachtbare Universen gibt, als wir sehen können.

Das beobachtbare Universum ist nur ein Bruchteil dessen, was wir wirklich erwarten. Bildnachweis: E. Siegel, basierend auf der Arbeit der Wikimedia Commons-Benutzer Azcolvin 429 und Frédéric MICHEL.

Die meisten Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Universum entweder erheblich gekrümmt ist oder sich wiederholende Muster aufweist, beispielsweise im kosmischen Mikrowellenhintergrund. Das Fehlen von Beweisen dafür ist ein starkes Indiz dafür, dass es weit mehr Universen gibt als wir. Tatsächlich zeigt der außergewöhnliche Mangel an Krümmung, dass es mindestens hundertmal so viel Universum gibt, wie wir dort sehen können, jenseits dessen, was für uns beobachtbar ist. Das unbeobachtbare Universum ist viel größer als unser eigenes! Aber wie groß es auch sein mag, alles ist vermutlich auf dasselbe kosmische Ereignis zurückzuführen - denselben Urknall - all diese Milliarden Jahre zuvor.

Bildnachweis: Bock et al. (2006, astro-ph / 0604101); Modifikationen von E. Siegel.

Aber der Urknall war nicht nur "der Anfang" des Universums. Vor dem Urknall gab es einen Zustand, der alles auslöste: die kosmische Inflation. Diese exponentielle, schnelle Ausdehnung des Weltraums im frühen Universum schafft immer mehr Raum, solange er besteht. Und während die Inflation mit Sicherheit zu einem Ende gekommen ist, gibt es eine bizarre Tatsache, die Sie verwirren könnte: Die Rate, mit der neuer Raum geschaffen wird, steigt in praktisch allen Modellen schneller an, als es enden kann und einen Urknall auslösen. Mit anderen Worten, die Inflation sagt eine außerordentlich große Anzahl getrennter Urknalle voraus, von denen jedes wie ein eigenes Universum aussieht, weit größer als der beobachtbare Teil.

Wo die roten X sind, hört die Inflation auf und wir bekommen einen Urknall, aber es gibt mehr Regionen, in denen die Inflation anhält (kein X) als dort, wo sie endet, und daher bekommen wir anhaltende, nicht verwandte Urknalle. Bildnachweis: E. Siegel.

Das ist ein noch größeres Multiversum als wir bisher angenommen haben, und wenn der Inflationszustand ein ewiger war (wie er gewesen sein mag), bedeutet dies, dass es eine unendliche Anzahl von Universen gibt, nicht nur eine endliche Anzahl. Es ist jedoch vorstellbar, dass die Situation noch schwieriger wird, da - und dies hängt stark von der Dynamik der Inflation ab - diese anderen Universen, die aus verschiedenen Urknallen hervorgegangen sind, möglicherweise grundlegend andere physikalische Gesetze und Konstanten haben. Mit anderen Worten, dies sind möglicherweise nicht nur Regionen, in denen es „mehr Universen wie unsere“ gibt, sondern es gibt möglicherweise auch andere Universen, die sich von unseren eigenen unterscheiden.

Das Künstlerkonzept der Gravitationssonde B, die die Eigenschaften von Einsteins Relativitätstheorie unglaublich genau misst. In einem anderen Universum könnten diese Gesetze sehr unterschiedlich sein. Bildnachweis: NASA.

Was ist das Multiversum? Es könnte eines von drei Dingen bedeuten:

  1. Mehr "Universum" wie unser eigenes, das vom selben Urknall stammt, aber nicht zu beobachten ist.
  2. Oder es könnten mehr Universen wie unsere sein, die aus verschiedenen Urknallen stammen, aber aus demselben gemeinsamen Inflationszustand stammen.
  3. Oder es könnte eine Vielzahl von Universen bedeuten - einige wie unsere und andere - mit unterschiedlichen Konstanten und sogar Gesetzen, die sie regeln.

Das Multiversum kann in Größe und Anzahl der Universen endlich oder unendlich sein. Wenn Sie den Urknall und die moderne Kosmologie akzeptieren, dann ist die erste definitiv wahr. Wenn Sie kosmische Inflation akzeptieren (und es gibt gute Gründe dafür), dann ist dies auch der zweite. Und wenn Sie bestimmte Modelle der Stringtheorie oder andere Vereinigungsideen akzeptieren, kann auch das dritte zutreffen. (Aber nicht unbedingt!) Und was die endliche oder unendliche Frage betrifft? Das wissen wir immer noch nicht. Es gibt einen Satz, der besagt, dass die Inflation nicht für immer hätte anhalten können, aber es gibt Lücken, durch die genau das möglich sein könnte.

Ein Konzept der verschiedenen Erden, die in einem unendlichen oder nahezu unendlichen Multiversum existieren könnten. Bildnachweis: gemeinfrei, abgerufen von https://pixabay.com/de/globe-earth-country-continents-73397/.

Vielleicht gefallen Ihnen die philosophischen Implikationen des Multiversums nicht, oder wie viele Wissenschaftler scheinen es aufgegeben zu haben, Probleme zu lösen, indem sie sich an dieses Universum wenden. Ich mag es auch nicht. Aber zweifeln Sie nicht an der Existenz des Multiversums, ohne die sehr guten wissenschaftlichen Gründe zu berücksichtigen, die es motivieren. Sie müssen kein Wissenschaftler sein, um das zu würdigen!

Dieser Beitrag erschien zum ersten Mal bei Forbes und wird Ihnen von unseren Patreon-Unterstützern werbefrei zur Verfügung gestellt. Kommentieren Sie unser Forum und kaufen Sie unser erstes Buch: Beyond The Galaxy!