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Wie eine Dampfblase im Kochtopf

Dass der Kosmos sehr wahrscheinlich mit einem "Urknall" begann, ist weithin bekannt. Wie dieser genau ablief und das uns umgebende Universum hervorbrachte, dagegen weniger. Eine Lücke, die der emeritierte Physikprofessor Helmut Satz mit vorliegendem Buch schließen möchte. Wegen der extremen Dichte, die das Universum anfangs besaß, benötigt man die Teilchenphysik, um die damaligen Vorgänge zu beschreiben. Diese war das Arbeitsgebiet des Autors. Außerdem sind natürlich Astronomie und Kosmologie wichtig – Disziplinen, in denen Satz nicht selbst publiziert hat.

Das erste Kapitel zum Urknall und dem, was "vorher" war, bleibt notgedrungen spekulativ. Vermutlich ist das Universum als Blase aus einer Art Urkonsistenz hervorgegangen, wobei spontan ein Phasenübergang von einem höher- zu einem niederenergetischen Zustand ablief – ähnlich, wie sich in überhitztem Wasser Dampfblasen bilden. Und wahrscheinlich ist das nicht nur einmal passiert, sondern es geschieht immer wieder.

Der entscheidende Überschuss

Weiterhin umreißt Satz die Teilchenphysik – ein notwendiger Exkurs, um verstehen zu können, wie die Materie im Universum entstand. Zudem behandelt er jene kleine, aber wichtige Asymmetrie der schwachen Wechselwirkung, die unerlässlich war, damit am Ende des Urknalls Materie übrigblieb. Ohne sie hätten sich sämtliche entstandenen Teilchen und ihre entsprechenden Antiteilchen gegenseitig vernichtet.

Mit zunehmender Ausdehnung und dadurch fallender Temperatur durchlief das Universum eine Reihe weiterer Phasenübergänge, verrät die Lektüre: von der Quark- über die Hadron- und Lepton- zur Strahlungs- und schließlich Materieära, dem heutigen Zustand. Während des letzten Übergangs, bei einer Durchschnittstemperatur des Alls von rund 3000 Kelvin, trennte sich die Strahlung von der Materie und das Universum wurde durchsichtig. Die dabei "freigelassene" Strahlung sehen wir heute als kosmischen Mikrowellenhintergrund. Daran anschließend kommt der Autor auf die Strukturbildung im Kosmos zu sprechen: Wie konnte so etwas Komplexes wie das Universum entstehen, wenn doch die Gesetze der Physik diktieren, das große Ganze entwickle sich in Richtung maximaler Unordnung?

Vieles bleibt rätselhaft, allen voran die Dunkle Materie und die Dunkle Energie. Zusammen mit Schwarzen Löchern widmet Satz ihnen ein eigenes Kapitel, das treffend mit "Dunkle Ecken" überschrieben ist. Ein kurzer Ausblick auf die erwartete weitere Entwicklung des Kosmos und ein Resümee in Form einer "neuen Schöpfungsgeschichte" runden das Werk ab.

Gedrängte Darstellung mit Patzern

Das alles zusammen ist viel Stoff für die gerade einmal 184 Seiten des Buchs. Wahrlich keine leichte Kost, aber ein wichtiges und fesselndes Thema. Leider kann man das Werk nicht uneingeschränkt empfehlen, vor allem aus zwei Gründen. Zum einen gelingt es Satz nicht, die diversen Phasenübergänge eingängig zu erklären; der Text springt immer wieder vor und zurück und dürfte etliche Leser verwirren. Der Übergang zur Nukleosynthese ist sogar zweimal kurz hintereinander erläutert, als hätte der Autor sich hier versehentlich wiederholt. Zum anderen fallen beim Lesen etliche Ungenauigkeiten und regelrechte Fehler auf. Die Sonne ist nicht bereits eine Milliarde Jahre nach dem Urknall entstanden; die Temperatur bei der Strahlungsentkopplung betrug nicht 300.000 Kelvin; es wurde kein Schwarzes Loch entdeckt, indem man dabei zusah, wie es etwas verschluckte. Und so weiter.

Diese Schnitzer müssen nicht sein, und man kann nur hoffen, dass der Verlag sie für Folgeauflagen korrigiert. In dem Zug kann man auch gleich die verunglückte "neue Schöpfungsgeschichte" streichen. Überflüssig sind zudem die beiden Anhänge: Kästchen und Kreuze abzuzählen, um Zustände und Wahrscheinlichkeiten zu erklären, erfreut nur bedingt; und das Anführen der Einstein-Gleichungen ohne Erklärung des Tensorkalküls ergibt wenig Sinn.

Trotz alledem liefert "Kosmische Dämmerung" einen faktenreichen und kompakten Überblick über die Entwicklung des Universums. Die Forschungsdisziplinen, die hierfür notwendig sind, bekommt man als Leser(in) vorgestellt. Ein Glanzpunkt ist das Kapitel über Strukturbildung und Entropie – ich kenne kein anderes populärwissenschaftliches Buch, das diesen Aspekt so gut beschreibt.

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