Sieben Fragen zum Urknall (1)

Stellen Sie diese Fragen einem Urknall-Anhänger – ich bin gespannt auf die Antwort!

(1) Wieso ist die Welt so gleichförmig?
Die Wissenschaftler sagen: Der Raum ist homogen (an jedem Punkt gleich) und isotrop (in jeder Richtung gleich). Das aber kann nicht sein, denn am Anfang war, nicht nur in der Bibel, reines Licht, also ein Meer von Fotonen. Und dieses Lichtermeer dehnte sich natürlich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Das aber bedeutet, dass jede zufällige Unregelmäßigkeit in der Verteilung der Fotonen sich im Lauf der Zeit ungeheuer verstärken müsste. Die Welt bestünde aus überdimensionalen Materieklumpen, die inzwischen alle zu gigantischen Schwarzen Löchern zusammengefallen sein müssten. Doch das ist nicht der Fall. Weil Lichtteilchen so schnell sind, haben sie keine Möglichkeit, sich zu verständigen, also beispielsweise Unterschiede in ihrer Verteilung auszugleichen. Die Wissenschaftler sprechen daher vom „Horizont-Problem“: Der Horizont der Welt dehnt sich schneller aus, als dass es einen Ausgleich geben könnte.
Doch auch diese Krise des Urknalls wurde scheinbar elegant gelöst. Alan Guth erfand in den Sechzigerjahren eine Methode, alle Körnigkeit des frühen Weltalls mit einem Schlag zu verwischen. In seiner „kosmischen Inflation“ bläht sich das Universum in einer sehr frühen Phase für ganz kurze Zeit noch schneller auf als die übliche Ausdehnung mit Lichtgeschwindigkeit, von Atomkernkleinheit zur Größe unserer heutigen Milchstraße, in Bruchteilen von Sekunden, also mit hunderttausendfacher Lichtgeschwindigkeit. Dadurch wurde die Ursuppe kräftig durchgemischt und homogenisiert. Eine solche kosmische Inflation ist aber nach allen Formeln der Physik, insbesondere nach denen der Relativitätstheorie, absolut unmöglich – keine Masse kann auch nur annähernd Lichtgeschwindigkeit erreichen, geschweige diese milliardenfach überschreiten!

(2) Warum nimmt die Explosionsgeschwindigkeit mit der Entfernung zu?
Bei jeder Explosion nimmt die Kraft, welche die Teile ursprünglich weggeschleudert hat, allmählich ab, und die Teilchen werden langsamer. Dazu trägt auch die Schwerkraft bei, die im Explosionszentrum natürlich stärker wirkt als außen, weil am Ort des Explosionsherdes mehr Masse konzentriert ist als außen. Beim Urknall war es angeblich genau umgekehrt: Je weiter ein Teilchen (eine Galaxis) vom Explosionsherd entfernt ist, desto schneller wird sie. Aber: Woher nimmt sie denn die Energie dafür?

(3) Wieso sind die ältesten Sterne älter als das Universum?
In den Kugelsternhaufen um die Galaxien finden sich die ältesten Sterne. Ihr Alter sieht man am Gehalt von „Metallen“, das sind in der Astronomie alle Elemente komplexer als Helium. Sie werden in den Sternen erbrütet, und aus ihrer Menge kann man auf das Alter ihres Sterns schließen. Jedenfalls sind diese Sterne über 15 Milliarden Jahre alt, älter als der gesamte Kosmos.
Was tun Sie, wenn Sie den Koffer für Ihre Reise packen und merken, es ist zu viel drin, der Koffer geht nicht mehr zu? Ganz einfach: Sie packen ihn wieder aus und falten seinen Inhalt noch besser, quetschen das Ganze ein wenig – und schon klappt’s. So ähnlich meisterten die Astronomen auch diese Krise: Sie machten die ältesten Sterne ein wenig jünger (d.h., sie beschleunigten den Prozess der Metall-Erzeugung), und sie machten das Universum ein bisschen älter (durch Änderung der Hubble-Konstanten, also der Geschwindigkeit, mit der die Galaxien vor uns fliehen). Schon passt die Sache irgendwie, ähnlich wie der Fuß von Aschenbrödels Schwester in den Glasschuh. Doch das ist ein Vabanque-Spiel, von dem nie sicher ist, ob es nicht eines Tages versagt. Zudem erinnert das ewige Korrigieren (notwendig, nicht tugendhaft) an die Zeiten eines Ptolemäus, der die irregulären Bahnen der Planeten dadurch erklärte, dass er bei Bedarf virtuelle Zusatzplaneten erfand – immer einen neuen, wenn’s nötig war.

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