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Ko(s)mische Zauberei

Der Übergang von der Prä- zur Post-Big-Bang-Phase ist eine Hauptschwierigkeit des PBB-Szenarios – auch in mathematischer Hinsicht, da viele Teile der Stringtheorie noch unerforscht sind. Doch Maurizio Gasperini hat ein zweites Eisen im Feuer: Die Wheeler-DeWitt-Gleichung – das Herzstück der Quantenkosmologie und eine Art „Formel für Alles“. Kurz gefasst lautet sie H . y = 0. Dahinter verbirgt sich ein gigantischer mathematischer Apparat. Die Randbedingungen und Lösungen dieser in den sechziger Jahren von zwei texanischen Physik-Professoren formulierten Gleichung, die die Psi(y)- oder Wellenfunktion des Universums und dessen möglichen Ursprung aus dem Nichts beschreibt, werden von genialen Kosmologen wie Stephen Hawking, Alexander Vilenkin und Andrei Linde seit langem kontrovers diskutiert (bild der wissenschaft 5/2002, „Hawking & Co“). Gasperini ist stolz, hier mit dem PBB-Szenario mitmischen zu können. „1985, als ich noch ein junger Forscher war, verbrachte ich einige Wochen an der University of Austin in Texas. Sie war damals ein wichtiges Zentrum für die Erforschung der Schwerkraft mit vielen berühmten Wissenschaftlern“, erinnert er sich an die Wirkungsstätte des Physik-Nobelpreisträgers Steven Weinberg.

„Prof. Weinberg lud mich eines Tages zu einer Party bei sich zu Hause ein. Und da er außerhalb von Austin wohnte und ich kein Auto hatte, nahm mich John Wheeler mit. Die Rückfahrt nach Austin machte ich mit Bryce DeWitt. Also hatte ich einen Wheeler-DeWitt-Übergang erlebt – und sehr genossen. Ich hatte damals keine Ahnung, dass ich zehn Jahre später die Wheeler-DeWitt-Gleichung verwenden würde, um die Übergangswahrscheinlichkeit vom Prä- zum Post-Big-Bang zu berechnen.“

Gasperini fand zwei äquivalente Beschreibungsweisen. Danach hat sich der Übergang entweder als Tunnel- oder als Reflexionsprozess ereignet – Vorgänge, die Analogien im Reich der Atome haben. „Mit der Annahme der asymptotischen Vergangenheits-Trivialität können wir die Randbedingungen der Gleichung spezifizieren“, freut sich Gasperini. Und wie ein Magier zaubert er dabei gleichsam ein zweites Weltall aus dem Hut. „Aus dem Übergang können zwei Universen hervorgehen: Eines dehnt sich aus, das andere schrumpft, denn bei einem wächst das Dilaton, beim anderen nimmt es ab.“ – Da sage noch einer, Kosmologie sei eine einseitige Sache ohne Überraschungen…

Rüdiger Vaas

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