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War der Urknall eine Singularität?
Gängiger Theorie zufolge waren im Urknall alle Materie und Strahlung des Universums auf einen winzigen Punkt konzentriert – eine Singularität. Dieser „Urkeim“ dehnte sich dann explosionsartig aus und schuf die Raumzeit, die Grundkräfte der Physik und alle Materie.
Woher kommt die Singularität?
Seit Kosmologen in den 1960er Jahren die ersten Spuren des Urknalls nachwiesen, scheint es, als wäre das Universum einem einzigen, unendlich dichten Punkt entsprungen, einer so genannten Singularität. Verfolgt man diese Bahnen zurück bis zum Urknall, kommt es zur Singularität.
Ist Singularität nichts?
Als Singularität bezeichnet man in der Physik und Astronomie Orte, an denen die Gravitation so stark ist, dass die Krümmung der Raumzeit divergiert, umgangssprachlich also „unendlich“ ist. Physikalische Größen wie die Massendichte, zu deren Berechnung die Metrik benötigt wird, sind dort nicht definiert.
Ist die Urknall-Singularität unvermeidlich?
Doch Mitte der sechziger Jahre zeigten der Mathematiker Roger Penrose von der University of Oxford und der Physiker Stephen Hawking von der University of Cambridge, dass die Urknall-Singularität im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie unter sehr plausiblen Voraussetzungen unvermeidlich ist. Die früheren Einwände waren damit widerlegt.
Warum existierte das Universum schon vor dem Urknall?
Freilich lässt sich spekulieren: Vielleicht existierte das Universum ja schon vor dem Urknall. Es zog sich zusammen, bis die Materie unvorstellbar dicht komprimiert war. Dann gab es eine Art Rückprall, und das Universum begann sich wieder auszudehnen.
Was waren die Konsequenzen beim Urknall richtig verstanden?
Doch auch bei den beiden großen anerkannten Theorien der Physik – der Quantenmechanik und der Relativitätstheorie – waren die physikalischen Konsequenzen am Anfang nicht richtig verstanden. Erst mit der Zeit haben Forscher ein tieferes Verständnis entwickelt. Vielleicht ist das beim Urknall ja genauso.
Ist der Urknall eine Relativitätstheorie?
Zugleich ist der Urknall aber auch der Punkt, an dem die Relativitätstheorie zusammenbricht. Sie kann also keinerlei Aussage darüber treffen, wie genau die Welt im Urknall beschaffen war. Es erscheint paradox, aber die Relativitätstheorie bringt es fertig, ihr eigenes Versagen vorherzusagen.