Interview: Der Urknall war nicht der Anfang der Welt

Interview
Der Urknall war nicht der Anfang der Welt

Martin Bojowald denkt radikal. Er will zwei unvereinbare Theorien verknüpfen und wissen, wie die Zeit entstand. Manche bezeichnen ihn bereits als Einstens Nachfolger. Im Interview spricht er über die Unendlichkeit – und erklärt, warum er nicht an den Urknall glaubt.
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WDR 3 hat Sie „Einsteins Nachfolger“ genannt. Fühlen Sie sich auch so?

Das zeigt nur, dass nicht viel von der Physik an die Öffentlichkeit dringt. Der WDR ging aber wohl auch auf einen Artikel im Fachblatt „Nature“ ein, der meine Idee zum Beginn des Einstein-Jahres 2005 vorstellte.

Wie Einstein müssen aber auch Sie ein radikaler Denker sein. „Es gab keinen Urknall“ steht in Ihrem aktuellen Buch. Tatsächlich?

Man verbindet mit dem Urknall ja verschiedene Aspekte. Am meisten Aufsehen hat erregt, dass er den Anfang der Welt beschreiben könnte. Das ist nach unseren neueren Erkenntnissen nicht der Fall. Es bleibt aber auch viel bestehen von dem, was wir mit ihm verbinden. Dazu zählen die Entstehung von Materie und auch die Expansion des Universums. Daran ändert sich nichts.

Sie haben die Urknall-Hypothese als 28-Jähriger im Jahr 2001 auf neue Füße gestellt. Wie haben denn Kollegen reagiert?

In meinem Forschungsgebiet, der Quantengravitation, war der Urknall als echter Anfang eigentlich nie ernst genommen worden. Allen Kollegen in der Kosmologie war immer klar, dass die Gleichungen von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie an der Singularität zusammenbrechen.

Singularität heißt, dass unser Kosmos am Anfang ein unendlich kleiner, dichter und heißer Punkt gewesen sein soll. Und die Zeit existierte noch nicht. Was spricht dagegen?

Es ist gerade das Unendliche. Derzeit wüsste man gar nicht, wie man Materie in dieser unendlich hohen Dichte physikalisch beschreiben könnte. Da kommt einfach die Theorie an ihre Grenze.

Die Zeit ist offenbar auch entscheidend. Nach der etablierten Vorstellung begann sie erst mit dem Urknall. Wie sehen Sie das?

Falls die Zeit wirklich da beginnt, müsste man erklären können, wie der Übergang von Nichts, wo es weder Zeit noch Raum gab, zu Etwas stattgefunden hat. Dieser Übergang ist noch nie in der Physik zufriedenstellend beschrieben worden.

Ihr Forschungsgebiet, die Schleifen-Quantengravitation, bietet eine Alternative an.

Bei dieser Theorie ändert sich die Struktur des Raums. Sie benutzt nicht nur die Allgemeine Relativitätstheorie, sondern auch die Quantentheorie. Wie bei den Atomen der Materie ist damit auch der Raum nicht beliebig fein unterteilbar. Es gibt so etwas wie Raumatome als kleinste Bausteine. Das hat Einfluss auf die Phänomene, die man mit Raum und Zeit verbindet. Letztlich verhindern dabei Abstoßungskräfte, dass das Universum ein unendlich kleiner Punkt sein kann. Es ist am Anfang auch sehr dicht und heiß, aber eben nicht unendlich dicht.

Die Zeit begann nach Ihrer Theorie nicht mit dem Urknall, sondern lief durch ihn hindurch. Also gab es schon davor ein Universum. Wie muss man sich das vorstellen?

Ungefähr wie unser Universum, nur dass dessen großräumige Entwicklung rückwärts lief. Es dehnte sich nicht aus, sondern zog sich zusammen. Es kollabiert auf den Punkt extrem hoher Dichte zu, die dann am Anfang unseres Universums herrschte.

Könnte es dann sein, dass in dem kollabierten Universum zwei spiegelbildliche Vorgänger von uns ein solches Gespräch in rückwärtslaufender Zeit geführt haben?

Es gab in diesem Universum sicherlich spiegelbildliche Phänomene, aber eher auf sehr großen, kosmischen Größenskalen. Wenn es unsere gespiegelten Vorgänger gegeben hätte, dann wäre in ihrer Wahrnehmung die Zeit trotzdem vorwärtsgelaufen, obwohl ihr Universum sich zusammenzog.

Das kann auch uns blühen, dass unser Universum sich irgendwann wieder zusammenzieht, das ist ja noch offen …

Ja, das ist heute nicht so ganz klar. Es hängt davon ab, wie viel Materie und Energie in unserem Universum enthalten ist.

Könnte es sein, dass Universen unendlich oft entstehen und wieder vergehen?

Ja, das Zyklische wäre eine Möglichkeit. Es könnte aber auch sein, dass das vorhergehende Universum für alle Zeiten kollabierte, bis es die höchstmögliche Dichte erreichte. Dann wurde es zurück in die Expansion gestoßen. Dabei entstand unser Universum, das sich nun für alle Zeiten ausdehnen könnte. In diesem Fall gäbe es nur einen Umkehrpunkt.

Ein zyklisches Universum erinnert an den unentrinnbaren Kreislauf von Geburt und Tod der Welt in Religionen wie dem Hinduismus. In Ihrem Buch erwähnen Sie einen indischen Kollegen, der darin einen Grund für die Innovationsschwäche der indischen Softwarebranche sieht. Untergräbt eine solche Physik unseren Glauben an eine offene Zukunft voller Chancen?

Das wäre ja nur relevant, wenn sich das auf den Zeitskalen des alltäglichen Lebens abspielen würde, wie es etwa im Hinduismus tatsächlich der Fall ist. Das ist bei der Physik sicher nicht zu befürchten. Selbst in einem einzigen, viele Milliarden Jahre andauernden Zyklus kann man noch eine Menge machen.

In Ihrem Buch erzählen Sie eine kleine Science-Fiction-Geschichte. Eine Zivilisation in einem kollabierenden Universum schreibt ihren kulturellen und genetischen Code in eine Flaschenpost aus sogenannten Gravitationswellen. Diese schickt sie durch den Kollaps hindurch ins nächste Universum. Erwarten Sie, dass wir irgendwann solche Botschaften empfangen?

Wir würden wohl eher Botschaften von Zivilisationen in unserem eigenen Teil des Universums empfangen und auch entschlüsseln können. Beim Durchgang durch den Kollaps werden die Gravitationswellen doch sehr stark verzerrt werden. Man müsste auf jeden Fall genau wissen, wonach man sucht, um so eine Botschaft auch sehen zu können.

Wenn das gelänge und in der entschlüsselten Nachricht stünde, dass sie ein Kettenbrief aus unendlich vielen Universen ist, die bereits untergegangen sind, dann wären wir ja in Friedrich Nietzsches Welt der ewigen Wiederkunft gefangen.

Dann hätten wir eigentlich nicht allzu viel dazugelernt. Es würde aber auch nicht bedeuten, dass das in der Zukunft immer so weitergeht. Nach Modellen der Kosmologie könnte doch einmal ein Universum entstehen, das einfach immer größer wird.

Solche Theorien eilen unseren heutigen technischen Möglichkeiten weit voraus. Irgendwann müssen aber Experimente oder Beobachtungen beweisen, dass sie richtig sind. Haben wir die Chance, eines Tages Informationen aus dem Urknall oder gar der Zeit davor zu bekommen?

Ich denke ja. Obwohl man die dichte Anfangsphase unseres Universums nicht direkt sehen kann, weil sie lichtundurchlässig war, beeinflusste sie ja spätere Entwicklungen. Danach sucht man zum Beispiel in der kosmischen Hintergrundstrahlung, die der gerade gestartete Planck-Satellit erforschen soll. Er könnte bereits Hinweise liefern, ob wir Theoretiker auf dem richtigen Weg sind – oder nicht.

Martin Bojowald

Der 36-jährige Theoretische Physiker hat an der RWTH Aachen studiert, wo er im Jahr 2000 promovierte. Nach dem Studium arbeitete Bojowald bis 2005 am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam. Heute ist er Associate Professor am Institut für Gravitation und Kosmologie der Pennsylvania State University (USA). Sein aktuelles Buch heißt „Zurück vor den Urknall“ (Verlag S. Fischer, 352 Seiten, 19,95 Euro).

Bojowald versucht, Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie und die Quantentheorie zu einer umfassenden Theorie der Quantengravitation zu vereinigen – ein Kunststück, an dem die Physik bisher gescheitert ist. Im Ringen damit entstand zum Beispiel die Stringtheorie. Sie konkurriert mit der Schleifen-Quantengravitation. Diese neuere Richtung, die Bojowald vertritt, beschreibt den Raum als Schaum aus extrem kleinen, schleifenartigen Quanten. Diese ändern sich in quantenhaften Zeitsprüngen.

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