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Lexikon der Astronomie: Ekpyrotisches Modell

Ein modernes, kosmologisches Modell, das den Urknall durch die Kollision zweier Universen erklärt! Diese mutige und spekulative Annahme geht auf Paul Steinhardt und Neil Turok (2001) zurück und kann tatsächlich mathematisch mit den Stringtheorien gefasst werden.

Etymologie von ekpyrosis

Die Namensgebung basiert auf der ekpyrosis, einem griechischen Wort für den Weltenbrand, wie ihn die Stoa (Schule der Stoiker um Zenon von Krition, 336 – 264 v. Chr.) verwendete. Gemäß stoischer Vorstellung, wird der Kosmos durch das Urfeuer in periodisch wiederkehrenden Zeiträumen verbrannt und entsteht in derselben Form neu (palingenesis: Wiedergeburt). Damit zeigt sich abermals, wie gut das Denken der Antike eine Renaissance im Denken der Neuzeit erlebt.

Ohne Bums, kein Dings

Im Ekpyrotischen Modell kollidiert unser Universum mit einem zweiten, uns nicht zugänglichen Universum, einem Paralleluniversum. Beide Universen beschreibt man im Rahmen der Stringtheorie als dreidimensionale 3-Branen, die eine fünfdimensionale Welt, den Bulk, beranden. Die Strahlung und Materie bleibt auf ihr Universum beschränkt, nur die Gravitation kann von einer Bran zur anderen vermitteln. Die Ursache für die Kollision ist die folgende: die beiden Branen driften durch die Vermittlung eines zeitlich variablen Skalarfeldes, dem Radion, aufeinander zu. Aus der inelastischen Kollision würde dann soviel Energie frei, dass sie den Urknall treiben könnte und daraus auch Materie und Strahlung entstehen könnten.

Problem: Feinabstimmung

Kritisch am Ekpyrosis-Modell ist die erforderliche Symmetrie der exakt parallel zueinander ausgerichteten, vierdimensionalen Vorläuferuniversen. Jede Asymmetrie wurde inflationär, d.h. exponentiell, verstärkt werden und damit die Kollision und das Ekpyrotisches Modell zunichte machen. Die Kosmologen erhoffen sich durch die direkte Messung von Gravitationswellen – wenn ihr Nachweis denn gelingen sollte – Aufschluss darüber, ob Inflation oder Ekpyrosis die richtige Beschreibung des Universums liefert. Hochfrequente Gravitationswellen als Reliktstrahlung der Ekpyrosis sollten nämlich intensiver sein. Auch könnten zukünftige Polarisationsmessungen der kosmischen Hintergrundstrahlung, die letztendlich auch eine Aufprägung durch Gravitationswellen erfahren haben, eines der Modelle begünstigen.

Auf Ekpyrosis folgt Ekpyrosis?

Die Erweiterung des Ekpyrotischen Modell, die noch mehr die Grenzen des Vorstellbaren strapaziert, ist das Zyklische Universum, wo die Kollisionen der Welten wiederholt, eben zyklisch, stattfinden. Dann hätten wir es mit einem pulsierenden Universum zu tun, das periodisch in der Abfolge von Big Bang, Expansion, Stopp, Kontraktion, Big Crunch, erneuter Big Bang entsteht und vergeht.

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  • Die Autoren
- Dr. Andreas Müller, München

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