Gibt es Parallelwelten?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Die physikalische Realität kann viel umfangreicher sein als nur ein Stück Raum in der Zeit, das wir das Universum nennen. Unsere Weltraumumgebung kann in unglaublichem Ausmaß konstruiert werden, und unsere astronomischen Instrumente sind unglaublich begrenzt. Wir wissen wie die Ameisen nicht, wie groß die Welt außerhalb des Ameisenhaufens ist.

Daher denken einige theoretische Physiker ernsthaft über die Theorie des Multiversums nach, wonach unsere Welt nur eine von vielen ist. Wenn wir die Quantentheorie auf das Universum anwenden, müssen wir außerdem zugeben, dass es in vielen Zuständen gleichzeitig existiert.

Mit anderen Worten, indem wir die Anwendung von Quantenfluktuationen auf das Universum erlauben, sind wir praktisch gezwungen, die Existenz von Parallelwelten zuzugeben. Interessant ist auch, dass die Kombination von Stringtheorie und der "ewigen" Version der inflationären Kosmologie (sprich das inflationäre Modell des Universums) eine natürliche Grundlage für das sogenannte "Landschaftsmultiversum" bietet.

Multiversum-Theorie: Inflation

Zunächst taucht das Konzept des Multiversums in mehreren Bereichen der Physik (und Philosophie) gleichzeitig auf, aber das auffälligste Beispiel ist die Inflationstheorie, die ein hypothetisches Ereignis beschreibt, das sich ereignete, als unser Universum noch sehr jung war - weniger als a zweiter alt. Nach Angaben der NASA hat das Universum in unglaublich kurzer Zeit eine Zeit der schnellen Expansion, des "Anschwellens" durchgemacht, die immer größer wurde.

Es wird angenommen, dass die Inflation in unserem Universum vor etwa 14 Milliarden Jahren endete. Die Inflation endet jedoch nicht überall gleichzeitig. Die Forscher glauben, dass die Inflation vielleicht in einer Region endet, in anderen anhält.

Während also die Inflation in unserem Universum endete, könnte es andere, viel weiter entfernte Regionen geben, in denen die Inflation weiterging – und gerade jetzt anhält. Darüber hinaus können einzelne Universen laut LiveScience größere, anschwellende, sich ausdehnende Universen "abschnüren", wodurch ein endloses Meer ewiger Inflation entsteht, gefüllt mit zahlreichen individuellen Universen.

In diesem Szenario der ewigen Inflation würde jedes Universum mit seinen eigenen physikalischen Gesetzen, seiner eigenen Ansammlung von Teilchen, seiner eigenen Kräfteverteilung und seinen eigenen Werten von Fundamentalkonstanten entstehen, sagen die Forscher.

Dies könnte erklären, warum unser Universum Eigenschaften hat, die es besitzt, und insbesondere solche, die mit Konzepten wie der Dunklen Materie oder der kosmologischen Konstanten schwer zu erklären sind. „Wenn es ein Multiversum gäbe, hätten wir zufällige kosmologische Konstanten in verschiedenen Universen, und es ist nur ein Zufall, dass die, die wir in unserem Universum haben, den Wert annimmt, den wir beobachten“, sagt Dan Heling, ein Kosmologe an der Universität Arizona und Experte für Multiversum-Theorie.

Multiversum-Theorie: Beobachtungen und Beweise

Interessanterweise sind Beobachtungen ein weiterer Beweis für die Existenz des Cartoons - in unserem Universum mussten so viele Dinge passieren, dass die Existenz von Leben unglaublich erscheint. Und wenn es nur ein Universum gäbe, sollte es höchstwahrscheinlich kein Leben darin geben. Aber im Multiversum ist die Lebenswahrscheinlichkeit viel höher. Doch überzeugend kann man diese Theorie kaum nennen, weshalb die meisten Wissenschaftler der Idee eines Multiversums skeptisch gegenüberstehen.

Und doch haben viele versucht, mehr physische, überzeugende Beweise für seine Existenz zu finden. Wenn sich beispielsweise vor langer Zeit ein benachbartes Universum in der Nähe unseres Universums befand, könnte es mit diesem kollidiert sein und einen spürbaren Abdruck hinterlassen.

Dieser Abdruck kann in Form von Verzerrungen in der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung oder Reliktstrahlung (Licht, das aus einer Zeit, als das Universum millionenfach kleiner war als heute ist, übrig geblieben ist) oder in den seltsamen Eigenschaften von Galaxien in Richtung der Kollision, laut einem von Forschern des University College London veröffentlichten Papier. …

Einige Astrophysiker sind sogar noch weiter gegangen und haben nach speziellen Arten von Schwarzen Löchern gesucht, die Artefakte aus Teilen unseres Universums sein könnten, die sich durch einen Prozess namens Quantentunneln in ihr eigenes Universum aufspalten.

Würden einige Bereiche unseres Universums auf diese Weise geteilt, würden sie in unserem Universum „Blasen“hinterlassen, die sich in diese einzigartigen schwarzen Löcher verwandeln würden, die nach Ansicht der Forscher „heute existieren könnten“.

„Die potenzielle Entdeckung dieser Schwarzen Löcher könnte dann auf die Existenz eines Multiversums hinweisen“, sagen Theoretiker. All diese Arten von Suchen haben jedoch bisher nirgendwohin geführt, so dass das Multiversum heute hypothetisch bleibt.

Multiversum-Theorie: Hintergrundstrahlung

1964 arbeiteten die Physiker Arno Penzias und Robert Wilson in den Bell Laboratories in Holmdel, New Jersey, an der Entwicklung hochempfindlicher Mikrowellenempfänger für radioastronomische Beobachtungen. Aber was auch immer sie taten, es gelang ihnen nicht, die Empfänger von den Hintergrundgeräuschen zu befreien, die seltsamerweise aus allen Richtungen gleichzeitig zu kommen schienen.

Penzias kontaktierte den Physiker Robert Dicke von der Princeton University, der die Theorie aufstellte, dass Radiorauschen kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMB) sein könnte, die die primäre Mikrowellenstrahlung ist, die das Universum erfüllt.

Dies ist die Geschichte der Entdeckung des CMB, einfach und elegant. Für ihre Entdeckung erhielten Penzias und Wilson 1978 aus gutem Grund den Nobelpreis für Physik. Ihre Arbeit leitete eine neue Ära der Kosmologie ein und ermöglichte es Wissenschaftlern, das Universum wie nie zuvor zu studieren und zu verstehen.

Interessanterweise führte die Arbeit der Physiker auch zu einer der erstaunlichsten Entdeckungen der jüngeren Geschichte: Die einzigartigen Eigenschaften der Reliktstrahlung könnten der erste direkte Beweis dafür sein, dass es wirklich unendlich viele Welten außerhalb des bekannten Universums gibt. Um diese ungewöhnliche Aussage richtig zu verstehen, ist es jedoch notwendig, eine Reise an den Anfang der Zeit zu unternehmen.

Multiversum-Theorie: Der Urknall

Nach der allgemein anerkannten Theorie über die Entstehung des Universums war unser Universum während der ersten Hunderttausend Jahre nach dem Urknall mit einem unglaublich heißen Plasma gefüllt, das aus Kernen, Elektronen und Photonen bestand, die Licht streuten.

Um etwa 380.000 Jahre kühlte die fortgesetzte Expansion unseres Universums es auf Temperaturen unter 3.000 Kelvin ab, wodurch Elektronen mit Kernen zu neutralen Atomen verschmelzen konnten und die Absorption freier Elektronen Licht in die Dunkelheit erhellen ließ.

Den Beweis dafür – in Form des bereits erwähnten CMB – fanden Penzias und Wilson. Ihre Entdeckung half schließlich, die Urknalltheorie zu etablieren.

Seit vielen Äonen hat die fortschreitende Expansion unser Universum auf eine Temperatur von nur etwa 2,7 K abgekühlt, aber diese Temperatur ist ungleichmäßig. Temperaturunterschiede entstehen dadurch, dass Materie im Universum ungleichmäßig verteilt ist. Es wird angenommen, dass dies durch winzige Schwankungen der Quantendichte verursacht wird, die kurz nach dem Urknall auftraten.

Im Jahr 2017 veröffentlichten Forscher der University of Durham in Großbritannien ein Papier, das darauf hindeutet, dass CMB-Abdrücke (so genannte Cold Spots) Beweise für andere Welten sein könnten. Die Autoren stellten die Hypothese auf, dass die Flecken in der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung als Ergebnis einer Kollision zwischen unserem Universum und einem anderen entstanden sind.

Im Allgemeinen können die Flecken in der Reliktstrahlung als erster Beweis für die Existenz des Multiversums angesehen werden - Milliarden anderer Universen, ähnlich unserem eigenen, schreiben die Forscher.

Multiversum-Theorie: Dunkle Materie

Ein weiteres Beweisstück in der Schatzkammer der Theorie des Multiversums ist das Hinzufügen einer neuen, äußerst interessanten Studie. Seine Ergebnisse, schreibt Vice, legen nahe, dass Schwarze Löcher, die aus kollabierten Universen entstanden sind, Dunkle Materie erzeugen und unser eigenes Universum für Außenstehende wie ein Schwarzes Loch aussehen könnte.

Beachten Sie, dass Dunkle Materie eine unsichtbare Substanz ist, die den größten Teil der Masse des Universums ausmacht – obwohl sie kein nachweisbares Licht emittiert, existiert sie dennoch, da sie eine Gravitationswirkung auf Galaxienhaufen und andere emittierende Objekte im Weltraum hat.

Eine schwindelerregende Reihe von Hypothesen wurde vorgeschlagen, um die Dunkle Materie zu erklären, aber jetzt haben Wissenschaftler vorgeschlagen, dass primordiale Schwarze Löcher, hypothetische Objekte aus den frühen Tagen des Universums, „ein brauchbarer Kandidat für Dunkle Materie sind“. Zu diesem Schluss kam ein internationales Forscherteam aus den USA, Japan und Taiwan in einem im Januar dieses Jahres in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlichten Artikel.

Dennoch sind all diese Konzepte derzeit spekulativ, obwohl Physiker in den kommenden Jahren neue Möglichkeiten der Beobachtung mit hochentwickelten Teleskopen erwarten, um viele Fragen zu beantworten.

Multiversum-Theorie: Wieder Inflation

Der berühmte britische theoretische Physiker Stephen Hawking starb am 14. März 2018, nachdem er jahrzehntelang an einen Rollstuhl gefesselt und auf einen Sprachsynthesizer angewiesen war, weil er durch amyotrophe Lateralsklerose gelitten hatte. Die letzte Forschungsarbeit des Wissenschaftlers, die nur 10 Tage vor seinem Tod veröffentlicht wurde, entstand gemeinsam mit dem Professor für Theoretische Physik Thomas Hertog und betraf das Multiversum.

In einem Artikel mit dem Titel "Ein reibungsloser Weg aus der ewigen Inflation?" Hawking und Hertog stellten die Theorie auf, dass die schnelle Expansion der Raumzeit nach dem Urknall wiederholt auftreten und mehrere Universen schaffen könnte.

Ihre Arbeit ist im Wesentlichen eine Erweiterung der Inflationstheorie, die darauf hindeutet, dass das Universum vor dem Urknall mit Energie gefüllt war, die selbst Teil des Weltraums war, und diese Energie verursachte eine exponentielle Expansion des Weltraums. Es war diese Energie, die zum Urknall führte, und darüber haben wir vorhin gesprochen.

Da Inflation jedoch, wie alles andere, quantenmechanischer Natur ist, bedeutet dies, dass es im Universum Raumregionen geben muss, in denen die Inflation endet und der Urknall beginnt. Diese Bereiche können jedoch niemals miteinander kollidieren, da sie durch Bereiche des Aufblasraums getrennt sind.

Multiversum-Theorie: Kritik und Schlussfolgerungen

Zusammenfassend sollte gesagt werden, dass, wenn jemand über die Theorie des Multiversums spricht, dies gleichzeitig großspurig und bescheiden klingen kann. Doch viele Physiker reagieren ganz anders: Aus ihrer Sicht ist die Idee eines Multiversums unwissenschaftlich und vielleicht sogar „gefährlich“, da sie zu fehlgeleiteten wissenschaftlichen Bemühungen führen kann.

Paul Steinhardt, Professor für Naturwissenschaften an der Princeton University, nannte beispielsweise die Theorie des Multiversums "The Theory of Anything", da sie mit willkürlicher Beobachtung kompatibel ist und daher keinen empirischen Bias hat.

Trotz der Kritik an der Theorie der Pluralität der Welten ermöglichen die Daten der wissenschaftlichen Forschung (von denen einige in diesem Artikel beschrieben werden) auf die eine oder andere Weise auch solche scheinbar verrückten Theorien aufzustellen. Um auf die Ameisenhaufen-Analogie zurückzukommen, was wissen wir schließlich über die Welt, in der wir leben?