Das Universum ist ein Trichter

21.04.2004

Sein Rauminhalt lässt sich sogar berechnen, behaupten Ulmer Kosmologen

Nach neuen Himmelsbeobachtungen im Mikrowellenbereich kommen deutsche Astrophysiker von der Universität Ulm zum Schluss, dass unser Universum nicht wie bislang meist angenommen als zweidimensionale Analogie flach und offen ist, sondern vielmehr wie ein unendlich langer, enger Trichter aussieht, der sich zu einer Art Glocke ausweitet, die jedoch unten geschlossen ist. Demzufolge wäre der Kosmos zwar in Richtung des Trichterhorns unendlich, jedoch geschlossen und hätte ergo auch einen begrenzten Rauminhalt.

Abseits des Jenseits, in der realen und manchmal auch irreal anmutenden Welt, die uns umgibt, warten andere unzählige Geheimnisse nur darauf, gelüftet zu werden. Zerbrachen sich anno dazumal noch die Philosophen der Antike, die Gelehrten des Mittelalters und Universalisten der Neuzeit - von Metrodorus von Chios über Thomas von Aquin bis hin zu Giordano Bruno - über das Mysterium des Kosmos ihre Köpfe, so sind es heute die Kosmologen, Astronomen und Elementarteilchenphysiker, die auf der Suche nach dem wahren Wesen unseres Universums derweil fast schon metaphysisch angehauchte Modelle und Theorien entwickeln. Frei nach dem Motto "je bizarrer, desto besser" scheint diesen zumindest jede mathematisch fundierte These willkommen, um das Geheimnis des Kosmos zu lüften.

Einer dieser kreativen Denker, der schon seit Jahren versucht, sich ein Bild von "dem Ganzen" zu machen, ist der deutsche theoretische Physiker Frank Steiner von der Universität Ulm, der zusammen mit einem Forscherteam eine nicht minder bizarre Theorie ausgefeilt hat, die nunmehr in der aktuellen Ausgabe des "New Scientist" vorgestellt wird. Es ist ein Modell, das ebenso absonderlich wie fantastisch anmutet, weil ihm zufolge das Universum - aus zweidimensionaler Perspektive betrachtet - wie ein "gedeckeltes" mittelalterliches Horn aussehen soll.

Mini-Exkurs: Mikrowellen-Hintergrundstrahlung

In der Forschung gilt die Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, die 1949 von George Gamow (1904-1968) vorhergesagt und 1965 von Arno Penzias und Robert Wilson entdeckt wurde, zusammen mit der Rotverschiebung als stärkstes Indiz für die Richtigkeit der Big-Bang-These. Die Hintergrundstrahlung erscheint über den gesamten Himmel nahezu isotrop. Sie weist eine geringfügige Dipolasymmetrie auf, die darauf zurückgeführt wird, dass sich die Milchstraße relativ zu dem Strahlungsfeld mit einer Geschwindigkeit von 600 Kilometer pro Sekunde bewegt. Wohl deshalb wird sie gemeinhin auch gerne als das Nachglühen des Big Bang bezeichnet, als das Echo des Urknalls, das - und hierin herrscht bei den Experten weitgehend Einigkeit - erst zirka 380.000 Jahre nach dem Urknall den "Äther" vollends ausfüllte.

Ein WMAP-Mikrowellenbild vom "ältesten Licht des Universums" (Bild

Signifikant für das kosmo-archaische Echo ist seine extrem kurzwellige Strahlung im Radiowellenbereich, genauer im Mikrowellenbereich. Sie liegt etwa bei 2,7251 Kelvin, weshalb sie oft als "3K-Hintergrundstrahlung" bezeichnet wird. Anfangs glaubte die Mehrheit der Astronomen noch, die 3K-Strahlung würde absolut gleichförmig aus allen Himmelsrichtungen emittieren. Doch seitdem der NASA-Satellit COBE (COsmic Background Explorer 1992 winzige Temperaturunterschiede entdeckte und italienische sowie US-Astronomen im Rahmen der Boomerang-Ballon-Mission 1998 erstmals "Töne" des frühen Universums in der Hintergrundstrahlung hörten, verdichten sich die Anzeichen, dass es innerhalb der Hintergrundstrahlung "akustische Spitzen" gibt. "Die Temperatur variiert nur im Bereich von Millionstel Grad, aber diese winzigen Unterschiede sind der Schlüssel zu allem", verdeutlichte seinerzeit Charles L. Bennett, der Leiter der WMAP-Mission (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe).

Unendlich langer Trichter - riesige geschlossene Glocke

Derweil gehen die Ulmer Kosmologen um Prof. Steiner davon aus, dass mithilfe des Studiums der Mikrowellen-Strahlung im Weltraum und die Art ihrer Verteilung sowie die Beschaffenheit ihrer kleinsten Strukturen durchaus Rückschlüsse auf das Aussehen resp. die Form unseres Universums möglich sind. So deuten die jüngst vom WMAP-NASA-Weltraumobservatorium gemessenen rätselhaften Schwankungen der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, insbesondere aber die Form ihrer kleinsten Strukturen, die Mikrowellen-Flecken, darauf hin, dass unser Universum gemäss dem gängigen Urknallmodell nicht flach sein kann. Denn wie das Boomerang-Ballon-Team seinerzeit herausfand, präsentieren sich die Mikrowellen-Flecken, die via Computer visualisiert werden können, nicht als runde Gebilde, wie es bei einem flachen Universum zu erwarten gewesen wäre, sondern als elliptisch geformte.

"Schaut man sich die kleinen Strukturen näher an, dann sehen diese wie kleine Ellipsen aus", so Prof. Steiner gegenüber dem New Scientist. Und eben diese kleinsten Strukturen in der Mikrowellenstrahlung verraten nach Ansicht der Ulmer Forscher auch etwas über die Krümmung des Universums selbst. Denn die elliptische Form der kleinsten Mikrowellen-Flecken kann nur so erklärt werden, dass der dreidimensionale Raum an jedem Ort sattelförmig gebogen ist, was wiederum auch das Aussehen des Universums in punkto Struktur und Form prägen könnte.

Im trichterförmigen Universum ist der Raum endlich und merkwürdig gefaltet

"Das Universum wäre danach trichterartig geformt. In einer Richtung mündet es in einen engen, unendlich langen Trichter. Auf der anderen Seite hingegen weitet dieser sich einer Art riesigen Glocke auf, die jedoch unten geschlossen ist", erläutert Prof. Steiner gegenüber Telepolis in einem Telefoninterview. Dabei müsse man sich das Universum aber im wahrsten Sinne des Wortes "bildlich" vorstellen. "Das Bild eines Trichters oder eines mittelalterlichen Horns, wie es im New Scientist dargestellt wurde, war etwas irreführend. In Wahrheit handelt es sich hierbei nur um ein zweidimensionales Analogon", relativiert Steiner den Sachverhalt. Besagte zweidimensionale Abbildung zeige bestenfalls den Ausschnitt von einer Art Oberfläche des Universums, obwohl dieses keinen Rand und damit auch keine Oberfläche besitzt.

Die sich hieraus ergebene Konsequenz ist dennoch radikal: Das Universum muss räumlich endlich sein. Derart endlich, dass Steiner mit dem aktuellen WMAP-Datenmaterial, das im letzten Jahr während einer ausgiebigen Observationsphase gesammelt wurde, den Rauminhalt unseres "heutigen" Universums berechnen konnte, so wie es sich uns 13,7 Milliarden Jahre nach dem Big Bang präsentiert. Danach soll es eine "Größe" von 10 hoch 32 Kubiklichtjahren aufweisen. "380.000 Jahre nach dem Urknall war der Kosmos aber natürlich wesentlich kleiner. Für großräumige Temperaturfluktuationen viel zu klein", erklärt der Ulmer Kosmologe "in Einklang mit den Daten von WMAP".

Surrealistische Effekte

Auf jeden Fall wären in diesem Trichter-Universum, das in der Terminologie der Mathematik als "Picard-Topologie" bekannt ist, surrealistische Effekte und seltsame Phänomene keine Seltenheit. Hierzu Holger Then vom Ulmer Forscherteam: "Befände man sich am schmalen Ende des langen Horns, sähen die Dinge in der Tat recht seltsam aus." Würde man sich nämlich dort etwa lange genug in Richtung des schmalen Trichter-Endes bewegen, könnte man sich irgendwann selbst auf den Hinterkopf schauen. Flöge man dagegen in die entgegengesetzte Richtung zum unteren Ende, befände man sich nach einer gewissen Zeit automatisch wieder auf dem Rückweg - und zwar auf der anderen Seite des Hornes. Entscheidend für die Wahrnehmung des Universums sei, wo sich der Beobachter gerade genau befände. Da unsere Milchstraße aber höchstwahrscheinlich zu weit weg von dem trichterförmigen Ende sei, könne diese seltsame Gegend mit Teleskopen nicht untersucht werden.

Sollte sich das Modell Steiners eines Tages als korrekt erweisen und mit späteren astronomischen Observationen korrespondieren, wäre dies zumindest für das altbewährte kosmologische Prinzip das Ende, ist doch diesem zufolge das Universum homogen und isotrop und in ihm ist keine Richtung ausgezeichnet - aus der Isotropie in jedem Punkt folgt die Homogenität. Schließlich wäre es in einem trichterförmigen endlichen Universum vorbei mit jeglicher Isotropie. In ihm gäbe es dann eben doch einen "ausgezeichneten" Platz.

Doch dies sollte niemanden dazu verleiten, sich jetzt in einem Trichter zu stürzen oder freiwillig in ein mittelalterliches Horn zu kriechen. "Ausgezeichnete" und weitaus bequemere Plätze dürfte es auf Mutter Erde noch zur Genüge geben.

x
Fehler melden
Telepolis zitieren
Vielen Dank!
Kommentare lesen (133 Beiträge)
  • Wer ? (08.06.2004 14:03)
  • O.K... (28.05.2004 12:28)
  • Re: (28.05.2004 12:27)
mehr...
Anzeige
Anzeige
Hellwach mit Telepolis
Anzeige
Cafe
Telepolis-Cafe

Angebot des Monats:
Kaffee und Espresso aus Nicaragua in der Telepolis-Edition für unsere Leser

Cover

Aufbruch ins Ungewisse

Auf der Suche nach Alternativen zur kapitalistischen Dauerkrise

Anzeige
Cover

Die Form des Virtuellen

Vom Leben zwischen den Welten

Machteliten

Von der großen Illusion des pluralistischen Liberalismus

bilder

seen.by

Mit dem Schalter am linken Rand des Suchfelds lässt sich zwischen der klassischen Suche mit der Heise-Suchmaschine und einer voreingestellten Suche bei Google wählen.

Tastenkürzel:

ctrl-Taste:
Zum Wechseln zwischen Heise- und Google-Suche

esc-Taste:
Verlassen und Zurücksetzen des Eingabe-Felds

Buchstaben-Taste F
Direkt zur Suche springen

SUCHEN

Mit dem Schalter am linken Rand des Suchfelds lässt sich zwischen der klassischen Suche mit der Heise-Suchmaschine und einer voreingestellten Suche bei Google wählen.

SUCHEN

.
.