Das Universum hätte nur als Ergebnis des Urknalls geboren werden können, da alle alternativen Szenarien für seine Entstehung laut einem in der Zeitschrift Physical Review D veröffentlichten Artikel zum sofortigen Zusammenbruch des neugeborenen Universums und seiner Zerstörung führen.
„Alle diese Theorien wurden entwickelt, um die ursprüngliche„ glatte “Struktur des Universums zum Zeitpunkt seiner Geburt zu erklären und die Hauptbedingungen seiner Entstehung zu„ tappen “. Wir haben gezeigt, dass sie tatsächlich das gegenteilige Bild erzeugen - in ihnen treten starke Störungen auf, die letztendlich zum Zusammenbruch des gesamten Systems führen , schreibt Jean-Luc Lehners vom Institut für Gravitationsphysik in Potsdam. und seine Kollegen.
Die meisten Kosmologen glauben, dass das Universum aus einer Singularität geboren wurde, die sich in den ersten Augenblicken nach dem Urknall rasch auszudehnen begann. Eine andere Gruppe von Astrophysikern glaubt, dass der Geburt unseres Universums der Tod seines „Vorfahren“vorausging, was wahrscheinlich während des sogenannten „Big Rip“geschah.
Das Hauptproblem dieser Theorien besteht darin, dass sie mit der Relativitätstheorie unvereinbar sind - zu dem Zeitpunkt, als das Universum ein dimensionsloser Punkt war, sollte es eine unendliche Energiedichte und Krümmung des Raums haben, und es sollten starke Quantenfluktuationen darin aufgetreten sein, was von diesem Punkt aus unmöglich ist Vision der Idee von Einstein.
Um dieses Problem zu lösen, haben Wissenschaftler in den letzten 30 Jahren verschiedene alternative Theorien entwickelt, in denen das Universum unter verschiedenen, weniger extremen Bedingungen geboren wird. Zum Beispiel haben Stephen Hawking und James Hartle vor 30 Jahren vorgeschlagen, dass das Universum nicht nur ein Punkt im Raum, sondern auch in der Zeit ist, und vor seiner Geburt existierte die Zeit in unserem Verständnis des Wortes einfach nicht. Als die Zeit erschien, war der Raum bereits relativ „flach“und homogen, so dass ein „normales“Universum mit „klassischen“Gesetzen der Physik entstehen konnte.
Der sowjetisch-amerikanische Physiker Alexander Vilenkin wiederum glaubt, dass unser Universum eine Art "Blase" falschen Vakuums im ewigen und sich ständig ausdehnenden riesigen Multiuniversum ist, in dem solche Blasen ständig als Folge von Quantenschwankungen des Vakuums entstehen, die buchstäblich aus dem Nichts geboren wurden.
Beide Theorien erlauben es uns, die Frage nach dem "Beginn der Zeit" und der Unvereinbarkeit der Urknallbedingungen mit Einsteins Physik zu umgehen, werfen aber gleichzeitig eine neue Frage auf: Sind solche Optionen für die Expansion des Universums in der Lage, es in der Form zu erzeugen, in der es jetzt existiert?
Wie Berechnungen von Leners und seinen Kollegen zeigen, können solche Szenarien für die Geburt des Universums im Prinzip nicht funktionieren. In den meisten Fällen führen sie nicht zur Geburt eines "flachen" und ruhigen Universums wie unseres, sondern zum Auftreten starker Störungen in seiner Struktur, die solche "alternativen" Universen instabil machen. Darüber hinaus ist die Wahrscheinlichkeit der Geburt eines solchen instabilen Universums viel höher als bei seinen stabilen Gegenstücken, was die Ideen von Hawking und Vilenkin in Frage stellt.
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Dementsprechend kann der Urknall nicht vermieden werden - Wissenschaftler müssen, wie Lehners und seine Kollegen schließen, einen Weg finden, um die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie in Einklang zu bringen und zu verstehen, wie Quantenfluktuationen bei extrem hoher Materiedichte und Krümmung der Raumzeit unterdrückt wurden.
