Magier des Multiversums

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Foto: Max Rauner

John Barrow entwirft Universen und schreibt Bestseller ber das Weltall. Dass seine Theorien Widersprche enthalten, strt ihn nicht sonderlich. Ein Gesprch ber die Grenzenlosigkeit der Fantasie

Quelle: DIE ZEIT vom 22. Juli 2004

DIE ZEIT: Der Titel Ihrer jngsten Vorlesung lautet: Unser Universum und andere. Wer sind die anderen?

John Barrow: Eine Lieblingsbeschftigung der Kosmologen besteht darin, unser Weltall mit anderen, hypothetischen Universen zu vergleichen. Diese haben meist nur geringfgig andere Eigenschaften. Astrophysiker versuchen zunchst zu verstehen, wie unser Universum beschaffen ist. Dann mssen sie herausfinden, warum es so und nicht anders ist.

ZEIT: Wie viele andere Universen gibt es denn?

Barrow: Eigentlich unendlich viele. Die Physik lsst Universen zu, die sich in jeder Richtung mit einer anderen Geschwindigkeit ausdehnen, oder solche, die rotieren und sich chaotisch verhalten. Unser All ist zum Glck ziemlich einfach. Es expandiert mit derselben Rate in alle Richtungen. Hier und da trifft man zwar auf einige Klumpen Galaxien und Galaxien-Cluster. Aber im Durchschnitt sind diese Unregelmigkeiten sehr klein.

ZEIT: Existieren die anderen Universen wirklich?

Barrow: Wer wei߅ Fr die Beschreibung unseres eigenen Kosmos spielt das keine Rolle. Nach dem Standardmodell der Kosmologie kann es in unserem Universum durchaus Regionen geben, die sich von dem fr uns sichtbaren All stark unterscheiden. Man knnte die ganze Vielfalt mglicher Universen an unterschiedlichen Orten in einem einzigen All vorfinden oder in einem metaphysischen Sinn von anderen Universen sprechen.

ZEIT: Knnten wir dorthin reisen?

Barrow: Nein. Die anderen Regionen wren so weit weg, dass uns ein Lebenszeichen von dort niemals erreichen wrde. Das ist wie eine Kontaktsperre.

ZEIT: Physiker und Astronomen vertreten Theorien von multiplen Universen, vom Urknall und dem ewig expandierenden All, vom groen Kollaps, dem big crunch, und vom zyklischen Universum, das stndig wiedergeboren wird. Das klingt mehr nach Wundertte als nach Naturwissenschaft.

Barrow: Es gibt eine Art Kern des Fachs, und es gibt allerlei spekulative Theorien an den Rndern. Diese bekommen meistens mehr Aufmerksamkeit als der Kern. Man muss sich darber im Klaren sein, dass Kosmologen gerne eine Vielzahl an mglichen Theorien formulieren, ohne dass sie diese gleich als ultimative Welterklrung betrachten.

ZEIT: Auch Sie haben mindestens zwei verschiedene Theorien des Universums publiziert. Kriegt man davon nicht Kopfschmerzen?

Barrow: Man darf nicht an seine Theorien glauben! Es passieren allerlei gefhrliche Sachen, wenn Leute unbedingt wollen, dass ihre Theorien wahr sind. Das lsst sich bei den Evolutionsbiologen beobachten. Die liegen stndig miteinander im Clinch, weil sie fest davon berzeugt sind, ihre Theorien htten enorme ideologische oder politische Konsequenzen. In der Kosmologie ist es einfacher, Theorien zu postulieren, als sie auszuschlieen. Daher ist es Ziel des Spiels, so viele Szenarien wie mglich zu entwerfen und an den Beobachtungen zu messen.

ZEIT: Ist Gott fr Sie auch nur eines von vielen Szenarien?

Barrow: Man kann die Existenz oder Nichtexistenz Gottes nicht wissenschaftlich beweisen. Es gibt ein paar Leute, die das gerne tun wrden: die Kreationisten in den USA. Aber das fhrt zu einer Verleugnung der Realitt.

ZEIT: Gehen Sie in die Kirche?

Barrow: Ja. In Cambridge sieht man viele Akademiker in den Kirchen. brigens mehr Astronomen als Biologen. Das liegt daran, dass Astronomen und Teilchenphysiker sich strker mit den Naturgesetzen und den Symmetrien der Natur befassen. Sie sind von der reinen Schnheit der Welt strker beeindruckt als Biologen und Psychologen, die wohl mehr das komplexe Durcheinander der Welt vor Augen haben.

ZEIT: Gibt es unter den Kosmologen denn einen Konsens ber die wissenschaftliche Schpfungsgeschichte des Universums?

Barrow: Auf jeden Fall. Wir haben inzwischen ein Standardmodell der Kosmologie, und das hat im vergangenen Jahr ein solides Fundament bekommen durch die Daten von WMAP

ZEIT: dem Satelliten, der die kosmische Hintergrundstrahlung vermisst (siehe Kasten).

Barrow: Genau. Aus diesen Daten konnten wir alle mglichen Parameter mit einer Przision von ein bis zwei Dezimalstellen ableiten, etwa die Expansionsrate, das Alter des Universums und die Materiedichte. Statt zu sagen, das Universum sei 12 bis 16 Milliarden Jahre alt, wissen wir heute: Das All ist 13,7 Milliarden Jahre alt, plus/minus 0,1 Milliarden Jahre. 73 Prozent des Universums bestehen aus einer Art dunkler Energie. Der Rest ist Materie: etwa vier Prozent gewhnliche, sichtbare Materie, ansonsten dunkle Materie.

ZEIT: Dunkle Materie?

Barrow: Der Groteil der Materie unseres Universums besteht nicht aus Atomen oder Moleklen, sondern aus Elementarteilchen, die kaum mit anderen wechselwirken. Viele dieser Teilchen durchqueren in diesem Augenblick meinen und Ihren Kopf.

ZEIT: Sie machen Witze.

Barrow: Durchaus nicht. In jedem Kubikzentimeter gibt es etwa 400 bis 500 dieser Teilchen, und sie sind mit 250 Kilometern pro Sekunde unterwegs. Wir merken davon nichts. Die Hoffnung ist, dass wir die Teilchen eines Tages mit unterirdischen Detektoren nachweisen knnen, vielleicht sogar noch bevor wir sie mit Teilchenbeschleunigern wie dem Cern in Genf erfassen.

ZEIT: Erlauben Sie eine Zwischenbilanz: Das Universum besteht ungefhr zu 73 Prozent aus mysteriser dunkler Energie und zu 23 Prozent aus ebenso unbekannter dunkler Materie. Nur vier Prozent sind uns vertraut. Das klingt weniger nach groem Erfolg als nach groer Krise.

Barrow: Zum Glck macht die dunkle Energie ja nichts Kompliziertes. Sie klumpt nicht zusammen, sie sitzt nur da und beherrscht die Ausdehnung des Universums. Sie benimmt sich wie eine Energie, mit deren Existenz wir gerechnet hatten die Energie des Vakuums. Wir wissen ziemlich genau, welchen Druck diese Energie ausbt und welche Dichte sie hat. Das groe Rtsel, vor dem wir stehen, lautet jedoch: Warum hat die dunkle Energie gerade den Wert, den wir ausrechnen? Wenn man die Zahlen einsetzt, erhlt man eine 1 mit 120 Nullen. Wre der Wert 10119 statt 10120, wren wir heute nicht hier. Die dunkle Energie htte die Ausdehnung des Universums so frh verursacht, dass weder Sterne noch Galaxien entstanden wren.

ZEIT: Wir hatten also Glck?

Barrow: Vielleicht. Hier fhren einige Leute die Multiversum-Idee ein. Wenn es nur ein einziges Weltall gibt, so die Argumentation, warum sollte gerade dieses All Leben ermglichen? Die Multiversum-Anhnger sagen: Lasst uns annehmen, dass alle theoretisch mglichen Universen auch wirklich existieren. Dann leben wir zwangslufig in einem jener Universen, die Leben zulassen.

ZEIT: Werden die Physiker eines Tages eine Theorie fr Alles finden, aus der dann nicht nur die dunkle Energie, sondern auch alle anderen Naturkonstanten herauspurzeln?

Barrow: Es wird eine Theorie fr Alles geben, aber sie wird nicht eindeutig alle Werte der Naturkonstanten festlegen. Viele Naturkonstanten werden in der Theorie nur als freie Parameter enthalten sein und eher zufllig jene Werte angenommen haben, die wir heute messen. Das jedenfalls legen die String-Theorien nahe.

ZEIT: Braucht die Physik wieder einen Umsturz? Eine hnliche Revolution wie beim bergang von der klassischen Physik zur Quantenphysik?

Barrow: Vielleicht brauchen wir eher eine Revolution in der Mathematik als in der Physik. Denn die String-Theorien bentigen sehr anspruchsvolle mathematische Methoden

ZEIT: und sind ziemlich praxisfern.

Barrow: In der Tat ist es zurzeit ein groes Problem, dass String-Theorien keine experimentell berprfbaren Vorhersagen machen. Die Vorhersagen sind noch in der mathematischen Komplexitt der Theorie verborgen. Das ist so, als msste man Schmuck aus einem Safe holen, dessen Kombination man nicht kennt. Also muss man alle mglichen Zahlenpermutationen ausprobieren. Bis jetzt war das nicht erfolgreich.

Das Gesprch fhrte Max Rauner