Kosmische Doppelgänger: Wie es zum Urknall kam - Wie unzählige Universen entstehen [Taschenbuch]

Es gibt wenig Bücher, die ein Weltbild erschüttern - oder aufbauen - und so gut geschrieben sind, dass jede Seite ein echtes Lesevergnügen ist. "Kosmische Doppelgänger" gehört dazu. Es ist das erste populärwissenschaftliche Buch des an der amerikanischen Tufts University in Medford, Massachusetts, forschenden Physikers und Kosmologen Alexander Vilenkin.

In 19 kurzen Kapitel geht es buchstäblich ums Ganze: Vom Ursprung bis zum Ende des Universums. Hierzu sind zwar einige (gute) Bücher erhältlich, aber " Kosmische Doppelgänger" ist anders. Zwar werden auch in ihm kurz die wesentlichen Aspekte der modernen Kosmologie (Relativitätstheorie, Quantenphysik, Urknall-Modell, aktuelle Messungen) erläutert, so dass keine speziellen Vorkenntnisse erforderlich sind. Aber der größte Teil des Buchs unterscheidet sich von der Konkurrenz, denn Vilenkin schreibt über Themen, die man anderswo nicht oder nur kurz (und nicht selten missverständlich oder unangemessen) dargestellt findet. Und er beschreibt die Forschungen aus erster Hand: als einer, der sie auf Konferenzen und in vielen persönlichen Diskussionen miterlebt sowie durch seine eigenen Beiträge auch wesentlich mitgestaltet hat. Gleichwohl stellt er sich nicht in den Mittelpunkt. Sein Stil ist angenehm zu lesen, sehr präzise, schlank, nie langweilig und gewürzt mit feinem Humor. Immer wieder bieten Anekdoten - viele sind hier erstmals einer größeren Öffentlichkeit vorgestellt - Abwechslung und Erholungspausen.

Vilenkin gibt gute Argumente dafür, dass potenziell unendlich viele andere Blasenuniversen existieren. Womöglich haben viele ganz andere Naturkonstanten oder -gesetze. Dann könnten sie sich viel schneller ausgedehnt haben oder sind längst wieder in sich zusammengestürzt, oder sie enthalten keine Sterne, lediglich Wasserstoff oder nur Strahlung. Viele wären also wüst und leer. Dass wir in einem lebensfreundlichen Universum sind, wäre also ein schlichter Beobachter-Selektionseffekt - ähnlich wie wir uns nicht zu wundern brauchen, im Sonnensystem auf der Erde und nicht auf dem Merkur oder Pluto zu leben, denn dort wäre es viel zu heiß oder kalt. Kosmologen sprechen anstelle dieses Beobachter-Selektionseffekts auch vom "Anthropischen Prinzip", für das Vilenkin schon früh argumentiert hat. Mehr noch, er führte ein weiteres Prinzip in die Kosmologie ein: das Prinzip der Mittelmäßigkeit. Es hilft in diffizilen statistischen Problemen bei der Beschreibung kosmologischer Parameterwerte.

Von "innen" (aber nicht "von außen"!) betrachtet sind viele Blasenuniversen unendlich groß. Da jedoch die Zahl der physikalischen Zustände und Konfigurationen in so einer Blase endlich ist - eine Konsequenz der Heisenbergschen Unschärferelation der Quantenphysik - ergibt sich Vilenkin zufolge eine geradezu abenteuerliche Schlussfolgerung: Alle Zustände sind irgendwo realisiert, und zwar potenziell unendlich oft. Mit anderen Worten: Es muss unendlich viele "Parallelerden" geben, die mit unserer identisch sind, aber auch unendlich viele mit alternativen Geschichtsverläufen, in denen beispielsweise Elvis Presley noch lebt und Al Gore, nicht George Bush, amerikanischer Präsident ist. (In unserem beobachtbaren Universum könnte es 10 hoch 10 hoch 90 verschiedene physikalische Zustände und 10 hoch 10 hoch 150 verschiedene Entwicklungsverläufe geben, aber das sind nur grobe Schätzungen - entscheidend ist jedoch, das die Zahl endlich ist!) Diese Hypothese lässt sich schwer akzeptieren. Dies gilt vor allem für die Tatsache unserer atomgenauen Doppelgänger, auch wenn der nächste schätzungsweise unerreichbare 10 hoch 10 hoch 100 Lichtjahre entfernt wäre. Doch wenn die Annahmen stimmen, ist die Schlussfolgerung zwingend. Und diese "Paralleluniversen" sind alle gleich real - sie gehören zu einer Welt. (Sie sind aber keine Superposition wie in der "Many Worlds"-Interpretation der Quantenphysik!) Daher der englische Buchtitel "Many Worlds in One".

Auch wenn unserem Blasenuniversum eine unbestimmte Zeit lang ein falsches Vakuum vorausging, müsste es also einen absoluten Anfang gegeben haben. Und hierzu leistete Vilenkin - wie Stephen Hawking, Jim Hartle und andere - ebenfalls entscheidende Forschungsbeiträge: Ihm zufolge entstand der Kosmos durch einen Quantentunnel-Effekt quasi aus dem Nichts. So ein Zufall ist analog zum radioaktiven Zerfall eines Atoms. Die naheliegende Frage nach der Kausalität schmettert Vilenkin ab: Es ist ein Quantenprozess und erfordert keine Ursache. Ebenso die Frage, was vor dem Tunnelvorgang war: Da gab es weder Raum noch Zeit, somit ist die Frage sinnlos. Doch selbst wenn dies so wäre, und davon sind bei weitem nicht alle Quantenkosmologen überzeugt, hätte man keine Letzterklärung, sondern ein noch schwierigeres Problem. Denn die philosophische Frage, warum etwas ist und nicht nichts, hat Vilenkin ja nicht beantwortet, sondern vielmehr elegant umgangen. Und zwar zu einem hohen Preis, wie er selbst zugibt: Das Tunneln wird mit den Gesetzen der Quantenphysik beschrieben, also müsse das "Nichts" diesen Gesetzen gehorchen; die Gesetze der Physik müsse es gegeben haben, auch wenn da kein Universum war. Wie aber können physikalische Gesetze unabhängig von Raum, Zeit, Materie und Energie existieren?

Einige Schwarzweiß-Abbildungen bereichern das Buch: Fotos der wichtigsten erwähnten Forscher, augenzwinkernde Karikaturen und einige gute, für das Verständnis oft sehr hilfreiche Grafiken. Für die Lektüre des Buchs sollte man sich Zeit nehmen: Nicht weil sie besonders schwierig ist - die Themen sind anspruchsvoll, aber der Autor überfordert seine Leser nicht, auch wenn er sie herausfordert: zum Mitdenken -, sondern weil der Lesegenuss sonst zu schnell vorbei ist.

Wirklich eine großartige Lektüre, die meine Erwartungen weit übertroffen hat. Vilenkin hat eine tiefes Verständnis von den hochfliegenden Ambitionen der Kosmologie, weiß diese auch gut zu vermitteln. Hier lässt er seinen Ideen freien Lauf, ohne dabei die Grenze des wissenschaftlich Vertretbaren zu überschreiten. Er begleitet den Leser auf eine beschwingte Tour durch alle relevanten Themen: die Relativitätstheorie, die Urknalltheorie, Inflation, Symmetriebrechung, Vakuumzerfall, String Theorie, kosmische Zyklen usw. In die Erzählung bringt er etliche persönliche Anekdoten ein, die dem Leser einige charmante Vertreter der neueren Geschichte der Kosmologie vorstellen. Er fühlt sich sehr zu Hause in diesem Mileu, und seine Freude, Ideen mit diesen Zeitgenossen auszutauschen, kann man auf jeder Seite des Buches miterleben. Insgesamt erzählt Vilenkin eine faszinierende Geschichte, besser als jeder Science Fiction. Mich hat er oft zum Schmunzeln gebracht - mehr als Stephen Hawking, der mit seiner 'Kurzen Geschichte der Zeit' als schärfster Konkurrent in der Welt der großen Ideen für ein breites Publikum gelten mag.

In diesem kurzweilig erzählten Buch holt der Autor zum Schlag der Schläge aus, von dem Beginn des Universums bis zu seiner wahrscheinlichen Zukunft findet sich alles wieder.

Wie bei vielen neueren kosmolgischen Werken bekommt man kaum noch Luft - "Startrek" ist spießige Hausmannskost gegen das, was hier vermittelt wird.

Das Wesentliche ist die These, dass das Universum an sich für immer expandieren wird, damit ist aber eine Art Multiversum gemeint, das sozusagen unendlich viele Blubberbläschen bildet, die mit jeweils einem eigenen Urknall eine Region schaffen, die ein "Einzeluniversum" darstellt.

Nur ein kleiner Teil dieser Gebilde ist bewohnbar, und es ist kein Wunder, dass wir uns gerade in einem solchen Teiluniversum wiederfinden, so wie ja auch niemand ein Leben auf dem Mond erleben kann, aber viele Menschen eines auf der Erde ("Anthropisches Prinzip").

Weniger schön ist allerdings die Zukunft der Blubberbläschen, sie werden nach einer gewissen Zeit wieder zusammenfallen.

Der logische Clou an der Sache ist nun der, dass die Anzahl der physikalisch möglichen Ereignisse im Multiversum begrenzt ist, der Platz, an dem sich diese manifestieren können, jedoch faktisch unbegrenzt.

Daraus folgt, dass es mehrere (viele, unbegrenzt viele?) Teiluniversen geben muss, in denen dasselbe oder fast dasselbe passiert.

Neben der bereits bestehenden Multiversum-Theorie, wie sie z.B. von David Deutsch dargestelt wird, und die sich aus der Quantenunschärfe speist, bekommen wir es hier mit einer weiteren und nicht konkurrierenden Theorie zu tun.

Interessant ist auch die Theorie, wie alles begonnen haben könnte, einfach aus dem Nichts, durch eine Quantenbewegung. Die einzige Voraussetzung hierfür wäre, dass unsere Naturgetze sich auch auf das Nichts erstrecken müssten, und warum das so sein sollte, darauf hat auch Vilenkin keine abschließende Erklärung. Bevor er hier mystisch werden kann, vertieft er das Nachenken an diesem Punkt nicht weiter.

Gewürzt ist das Buch mit einem gewissen Humor, hinter dem Vilenkin einige Male hintergründige Kritik auf populäre Kollegen versteckt.