Es gibt aber anscheinend so etwas wie Zeit und unser Universum entwickelt sich. Und zwar ziemlich gleichmäßig. Denn wir können die kosmische Hintergrundstrahlung messen – das ist die älteste Strahlung die das gesamte Universum füllt und uns zeigt, wie es dort nur ein paar hunderttausend Jahre nach dem Urknall ausgesehen hat. Und deswegen wissen wir, dass es damals tatsächlich enorm symmetrisch zuging. Das Universum war gleichmäßig mit einem heißen Gas angefüllt. Außerdem hat es sich seit dem auch gleichmäßig entwickelt – denn egal in welchen Winkel des Universums wir blicken; die Hintergrundstrahlung sieht überall gleich aus.
Die Expansion des Universums war eine der wichtigsten Erkenntnisse der Menschheit. Edwin Hubble, Milton Humason und Vesto Slipher haben das 1929 herausgefunden. Ich denke, ich muss hier nicht nochmal die Geschichte mit den Punkte auf dem Luftballon oder den Rosinen im Hefeteig erzählen? Dadurch, dass Hubble die Entfernung und die Geschwindigkeit vieler Galaxien gemessen hatte, konnte er zeigen, dass sie sich von uns entfernen. Und zwar um so schneller, je weiter sie entfernt sind. Das tun sie aber nicht dewegen, weil sie sich selbst immer schneller durch den Raum bewegen – sondern weil der Raum selbst sich ausdehnt!
Hubbles coole Entdeckung macht sich auch auf T-Shirts gut…
Die Symmetrien erlauben uns auch, erste Schlüsse über die Form des Raums – also des Universums in seiner Gesamtheit – zu ziehen. Irgendwelche unregelmäßigen Formen – birnenförmig zum Beispiel – scheiden aus. Denn wir wissen ja, dass es keine bevorzugte Richtung und keinen bevorzugten Ort gibt. Eine Kugel wäre symmetrisch genug – bzw. die dreidimensionale Entsprechung. Das Universum könnte aber auch “flach” sein. Wenn ich jetzt doch nochmal das Luftballonbeispiel für die Expansion des Universums bemühe, dann wäre das ein Modell für die Kugel. Hier wird das Universum durch die zweidimensionale Kugeloberfläche dargestellt und wenn man den Ballon aufpustet, dann entfernen sich alle Punkte von allen anderen (in der Realität müsste das Universum dann aber natürlich nicht zweidimensional sein sondern quasi die dreidimensionale Oberfläche eines höherdimensionalen Ballons). Ein flaches Universum kann man sich als “Gummituch” vorstellen, dass in alle Richtungen gleichzeitig gedehnt wird. So eine unendliche, flache Ebene (bzw. in der Realität ein unendlich ausgedehnter Raum) wäre ebenfalls ausreichend symmetrisch. Der Raum kann auch noch andere Formen haben – zum Beispiel eine mit negativer Krümmung (im Gegensatz zur positiven Krümmung der Kugel).
Wie genau der Raum nun tatsächlich gekrümmt ist – positiv, negativ oder gar nicht (flach) – hängt von der gesamten Masse im Universum ab. Kennt man diesen Wert, dann sagen einem die Gleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie genau, wie stark die Krümmung ist. Ist die Massendichte im Universum geringer als ein bestimmter kritischer Wert, dann ist die Krümmung negativ. Ist die Dichte größer, ist der Raum positiv gekrümmt. Stimmt die Massendichte genau mit der kritischen Dichte überein, ist der Raum flach. Der Wert der kritischen Dichte beträgt 0,00000000000000000000001 Gramm pro Kubikmeter, was erstmal recht wenig klingt. Aber, wie Greene sagt, dort draußen gibt es jede Menge Kubikmeter! Interessanterweise sagt uns alles das, was wir heute wissen und messen, dass die Massendichte tatsächlich mit der kritischen Dichte übereinstimmt, der Raum also flach ist!
Aus der Symmetrie lassen sich also schon jede Menge interessante Rückschlüsse ziehen. Wirklich interessant wird es aber dann, wenn man sich ansieht, Symmetrie und Wärme zusammenhängen. Denn im frühen Universum war es verdammt heiß – und heute ist es ziemlich kalt. Was sich daraus ergibt, dass erklärt Greene im nächsten Kapitel.
Und wer möchte, der kann sich hier die Sache mit der Form des Raums nochmal von Harald Lesch erklären lassen:
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