Das inflationäre Universum: Über Probleme der Urknalltheorie

Die in den 1930er Jahren entwickelte Urknalltheorie erfuhr erst durch den Nachweis des vorhergesagten kosmischen Mikrowellenhintergrundes im Jahre 1965 eine breite Anerkennung. In der Folge wurden dann aber Probleme entdeckt, die ihr ziemlich zu schaffen machten. Bestimmte Beobachtungen waren mit der Theorie nicht in Übereinstimmung zu bringen. So konnte beispielsweise die Gleichförmigkeit der kosmischen Mikrowellenstrahlung mit der Urknalltheorie nicht erklärt werden. Im Rahmen des Urknallmodells hätte sich die Gleichförmigkeit nicht so herausbilden können, wie sie sich nachweislich herausgebildet hat. Ein zweites Problem ergab sich aus der Flachheit des Universums. Die Flachheit des Universums hätte der Theorie folgend von Anfang an auf unvorstellbar viele Nachkommastellen genau festgelegt sein müssen. Nur geringe Abweichungen davon hätten ein Universum entstehen lassen, das völlig anders ausgesehen hätte, als wir es heute beobachten. Diese aus der Theorie resultierenden Ergebnisse gaben den Kosmologen lange Zeit Rätsel auf. Ende der 1970er Jahre entwickelte der US-amerikanische Physiker und Kosmologe Alan Guth die Theorie vom inflationären Universum, mit der sich die "Urknallprobleme" quasi in Luft auflösten. Die Lösung Guths bestand in einer Erweiterung der Urknalltheorie, die sich mit dem Verhalten des Universums unmittelbar nach dem Urknall beschäftigte. Im sehr frühen Universum soll sich das Universum nach Guths Erkenntnissen in extrem kurzer Zeit extrem weit aufgebläht haben. Dieses Verhalten gab der Theorie ihren Namen Inflationstheorie. Physikalisch wird die "inflationäre" Expansion auf die "Unterkühlung" eines Energiefeldes zurückgeführt, vergleichbar mit hochreinem Wasser, das unter den Gefrierpunkt abgekühlt wird, ohne dass es zunächst gefriert. Das unterkühlte Energiefeld erzeugte eine abstoßende Gravitationskraft, die das Universum auf die beschriebene Weise "inflationär" auseinander trieb. Diese Geschichte der kosmischen Inflation ist ziemlich verrückt. Und diese verrückte Geschichte, vorrangig ihre Konsequenzen, werden in diesem Buch erzählt.

Der Autor Klaus Becker ist Mathematiker, war einige Jahre wissen-schaftlicher Mitarbeiter im Rechenzentrum einer Forschungseinrichtung und schließlich viele Jahre Leiter eines Rechenzentrums. Er hat sich als Laie und Autodidakt mit kosmologischen Themen beschäftigt und unter anderem Arbeiten über die Expansion des Universums veröffentlicht.