Was gab es vor dem Urknall?

Es ist schwer genug, sich eine Zeit vor ungefähr 13,7 Milliarden Jahren vorzustellen, in der das gesamte Universum als Singularität existierte . Nach der Urknalltheorie , einer der Hauptkonkurrenten, die versuchen zu erklären, wie das Universum entstanden ist, existierte die gesamte Materie im Kosmos - der gesamte Raum selbst - in einer Form, die kleiner als ein subatomares Teilchen ist [Quelle: Wall ]. .

Wenn Sie darüber nachdenken, stellt sich eine noch schwierigere Frage: Was gab es kurz vor dem Urknall?

Die Frage selbst liegt mindestens 1.600 Jahre vor der modernen Kosmologie. Der Theologe St. Augustine aus dem 4. Jahrhundert rang mit der Frage, was existierte, bevor Gott das Universum erschuf. Seine Schlussfolgerung war, dass der biblische Ausdruck "Am Anfang" implizierte, dass Gott zuvor nichts gemacht hatte. Darüber hinaus argumentierte Augustinus, dass die Welt zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht von Gott geschaffen wurde, sondern dass diese Zeit und das Universum gleichzeitig erschaffen wurden [Quelle: Villanova University ].

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts kam Albert Einstein mit seiner allgemeinen Relativitätstheorie zu sehr ähnlichen Ergebnissen. Betrachten Sie einfach die Auswirkung der Masse auf die Zeit. Die gewaltige Masse eines Planeten verzerrt die Zeit und lässt die Zeit für einen Menschen auf der Erdoberfläche ein wenig langsamer laufen als für einen Satelliten im Orbit. Der Unterschied ist zu gering, um ihn zu bemerken, aber für jemanden, der neben einem großen Felsbrocken steht, läuft die Zeit sogar langsamer als für jemanden, der alleine auf einem Feld steht. [Quelle: Redd ].

Basierend auf Einsteins Arbeit veröffentlichte der belgische Kosmologe Rev. Georges Lemaître 1927 ein Papier, in dem vorgeschlagen wurde, dass das Universum als Singularität begann und dass der Urknall zu seiner Expansion führte [Quelle: Soter und Tyson ].

Nach Einsteins Relativitätstheorie entstand die Zeit erst, als sich diese ursprüngliche Singularität in Richtung ihrer gegenwärtigen Größe und Form ausdehnte.

Fall abgeschlossen? Weit davon entfernt. Dies ist ein kosmologisches Dilemma, das nicht tot bleiben wird. In den Jahrzehnten nach Einsteins Tod haben das Aufkommen der Quantenphysik und eine Vielzahl neuer Theorien Fragen nach dem Vor-Urknall-Universum wiederbelebt. Lesen Sie weiter, um mehr über einige von ihnen zu erfahren.

Hier ist ein Gedanke: Was ist, wenn unser Universum nur die Nachkommen eines anderen, älteren Universums sind? Einige Astrophysiker spekulieren, dass diese Geschichte in der Reliktstrahlung des Urknalls geschrieben ist : dem kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB).

Astronomen beobachteten die CMB erstmals 1965 und sie schuf schnell Probleme für die Urknalltheorie - Probleme, die später (für eine Weile) 1981 mit der Inflationstheorie angegangen wurden . Diese Theorie beinhaltet eine extrem schnelle Expansion des Universums in den ersten Augenblicken seiner Existenz. Es berücksichtigt auch Temperatur- und Dichteschwankungen im CMB, schreibt jedoch vor, dass diese Schwankungen gleichmäßig sein sollten.

Das ist nicht der Fall. Jüngste Kartierungsbemühungen deuten darauf hin, dass das Universum einseitig ist und in einigen Bereichen mehr Schwankungen aufweist als in anderen. Einige Kosmologen sehen diese Beobachtung als unterstützenden Beweis dafür, dass unser Universum aus einem Elternuniversum "herausgesprudelt" ist, wie die Forscherin Adrienne Erickcek vom California Institute of Technology sagte [Quelle: Lintott ]

In der chaotischen Inflationstheorie geht dieses Konzept noch tiefer: ein endloses Fortschreiten von Inflationsblasen, von denen jede zu einem Universum wird, und jede dieser Geburtsblasen bringt noch mehr Inflationsblasen in einem unermesslichen Multiversum hervor [Quelle: Jones ].

Wieder andere Modelle drehen sich um die Bildung der Singularität vor dem Urknall. Wenn Sie sich Schwarze Löcher als kosmische Müllverdichter vorstellen, stehen sie als Hauptkandidaten für all diese Urkompression, sodass unser expandierendes Universum theoretisch das Weiße Loch sein könnte, das von einem Schwarzen Loch in einem anderen Universum ausgegeben wird. Ein weißes Loch ist ein hypothetischer Körper, der sich wie ein schwarzes Loch verhält und ernsthafte Energie und Materie abgibt, anstatt sie einzusaugen. Stellen Sie sich das als kosmisches Auslassventil vor. Einige Wissenschaftler schlagen vor, dass unser Universum in einem Schwarzen Loch geboren wurde und jedes Schwarze Loch in unserem eigenen Universum auch separate Universen enthalten könnte [Quelle: Choi ].

Einige Wissenschaftler glauben jedoch, dass das Universum nicht mit einem Urknall, sondern mit einem Big Bounce begann.

Vor langer Zeit lehrten mittelalterliche Religionsphilosophen in Indien, dass das Universum einen endlosen Kreislauf von Schöpfung und Zerstörung durchläuft, in dem es sich von einer undifferenzierten Masse zu der komplexen Realität entwickelt, die wir um uns herum sehen, bevor es sich selbst zerstört und neu beginnt [Quelle: Davis ].

Einige zeitgenössische Wissenschaftler sind zu einer Idee mit auffälligen Parallelen gekommen. Sie glauben, dass sich das Universum anstelle eines Urknalls in einem Zyklus ausdehnt und zusammenzieht und jedes Mal zurückprallt, wenn es auf eine bestimmte Größe schrumpft. In der Big Bounce-Theorie würde jeder Zyklus mit einem kleinen, glatten Universum beginnen, das nicht so klein wäre wie die Singularität. Es würde sich allmählich ausdehnen und mit der Zeit klumpiger und verzerrter werden. Schließlich würde es einen Punkt erreichen, an dem es anfangen würde zu kollabieren und sich allmählich zu glätten, wenn es auf die Größe des Startpunkts schrumpft. Dann würde der Zyklus von neuem beginnen [Quelle: Wolchover ].

Damit die Big Bounce-Idee funktioniert, muss sie einen Weg finden, um die von den britischen Physikern Roger Penrose und Stephen Hawking entwickelten Singularitätssätze zu umgehen , die darauf hindeuten, dass ein kontrahierendes Universum bis zu einer Singularität schrumpfen würde, wie es massiv ist sterbender Stern kondensiert schließlich, um ein schwarzes Loch zu bilden. Um dies zu erreichen, hängen Big Bounce-Modelle von der Idee ab, dass negative Energie der Schwerkraft entgegenwirkt und den Zusammenbruch umkehrt, so dass das Universum und der Zeit-Raum immer wieder auseinander getrieben werden [Quelle: Wolchover ].

Diese Kontraktions- und Expansionszyklen würden sich etwa alle Billionen Jahre wiederholen [Quelle: Taylor ].

Der Big Bounce würde von der Sicht der westlichen Zivilisation auf die Realität seit St. Augustine abweichen, weil er erkennen würde, dass die Zeit tatsächlich vor dem Universum existierte, wie wir es kennen.

Aber ob als Urknall oder als Big Bounce, die Frage, was vor unserem gegenwärtigen Universum existierte, bleibt eine offene Frage. Vielleicht nichts. Vielleicht ein anderes Universum oder eine andere Version unseres eigenen. Vielleicht ein Meer von Universen, von denen jedes unterschiedliche Gesetze hat, die seine physische Realität bestimmen.

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Ursprünglich veröffentlicht am 7. Januar 2019

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