Urknall: Raum besteht aus Blöcken

Kleine Blöcke: Der Raum selbst soll daraus bestehen. Bild: aei.mpg.de

Wissenschaftler des Albert-Einstein-Instituts (AEI) in Potsdam-Golm wollen die Allgemeine Relativitätstheorie und Quantenmechanik in einer neuen Theorie kombinieren. Damit soll die Entstehung von Raum kurz nach dem Urknall besser erklärt werden. Der Theorie zufolge besteht Raum aus kleinen, elementaren Zellen.

Bisher war es mit keiner der beiden Theorien, sofern man sie isoliert betrachtet, möglich, die Entstehung von Raum zu beschreiben - also das, was milliardstel Bruchteile einer Sekunde nach dem Urknall geschah. Nun haben Wissenschaftler des AEI einen großen Schritt nach vorne gemacht. "Unter bestimmten Annahmen wird Raum durch kleine Blöcke gebildet und entwickelt sich wie das sich ausdehnende Universum", erklärt Forscher Daniele Oriti. Zum ersten Mal ist es gelungen, die Friedmann-Gleichung als Teil der Theorie des Aufbaus von Raum abzuleiten.

Die neue Theorie ist jedoch nur für ein homogenes Universum gültig - das es in der Praxis nicht gibt. Denn im Universum existieren Galaxien, Planeten und Sterne. Sie alle passen bisher nicht in die neue Gleichung der Forscher. Sie arbeiten jedoch daran, diese Vorkommnisse in die Theorie einzubetten. In Einsteins Relativitätstheorie ist Raum ein Kontinuum, eine Einheit. Oriti bricht diese Vorstellung auf und beschreibt Raum als ein clusterartiges Konstrukt.

Quantentheorie auf Raumzeit angewendet

Oriti verwendet erstmals die Quantentheorie zur Beschreibung, wie Raum entsteht. "Die Quantentheorie liefert eine Beschreibung kleinster, nicht weiter zerlegbarer Einheiten, der Quanten. Die Hoffnung ist, dass man sie auf die Raumzeit anwenden kann", erklärt Jens Niemeyer von der Universität Göttingen im Interview mit pressetext. Ihm zufolge ist die Theorie nur sehr schwer zu beweisen: "Das größte Problem ist, dass man diese Versuche sehr schlecht überprüfen kann", so der Experte. Außerdem würden der Annahme komplexe mathematische Modelle zugrunde liegen.

Das Forscherteam um Otiri will herausfinden, ob es möglich ist, das sich in der Entstehung befindliche Universum während des Urknalls zu beschreiben. Möglicherweise könnte die neue Theorie auch dabei helfen, dunkle Materie besser zu verstehen. Lorenzo Sindoni, Forschungskollege Otiris, erklärt: "Wir werden erst dann die Entwicklung des Universums wirklich verstehen, wenn wir eine Theorie der Quantengravitation entwickelt haben."

Quelle: www.pressetext.com/Michael Krause