Gewagte Theorie über Schwarze Löcher könnte belegen, dass es keinen Urknall gegeben hat

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An der Universität in Campinas, Brasilien, gibt es einen Physiker, der kein großer Fan der Urknall-Theorie ist. Juliano César Silva Neves geht vielmehr davon aus, dass es einen Kollaps gegeben hat, gefolgt von einem gewaltigen Rückprall.

Die Idee selbst ist nicht neu, doch Neves hat einen fünfzig Jahre alten mathematischen Trick angewandt, der eigentlich Schwarze Löcher erklärt, um zu zeigen, dass unser Universum überhaupt nicht auf einen solchen massiven Startschuss angewiesen sein musste, um zu existieren. Seine Studie erschien kürzlich im Fachjournal „General Relativity and Gravitation“.

Auf den ersten Blick scheint unser Universum nicht allzu viel mit Schwarzen Löchern gemeinsam zu haben. Das eine dehnt sich ins All aus, in dem überall Gesteinsbrocken verteilt sind, das andere ist ein Objekt, das eine so starke Gravitation erzeugt, dass nicht einmal Licht entkommen kann.

Beiden zugrunde liegt jedoch ein Ereignis, das als Singularität bekannt ist. Die gängige Definition davon lautet, dass in Singularitäten Geodäten, die Bahnen von Materie und Licht, enden und auch die Raumzeit in diesen singulären Punkten nicht mehr fortgesetzt werden kann, weil die Krümmung unendlich wird.

Die physikalischen Gesetze finden demnach in Singularitäten keine Anwendung mehr. Es ist keine physikalische Aussage möglich, weil hier wesentliche, physikalische Größen wie Dichte oder Krümmung divergieren.

„Es gibt zwei Arten von Singularität im Universum“, sagte Neves zum Fachmagazin „Agência FAPESP“. „Eine ist die mutmaßliche Anfangssingularität, die den Urknall bezeichnen soll. Die andere versteckt sich hinter dem Horizont eines schwarzen Lochs.“

Einige Wissenschaftler gehen sogar davon aus, dass das Universum selbst in einem Schwarzen Loch eines Vorgängeruniversums entstanden ist (Immer mehr Beweise, dass der Urknall doch nicht der Ursprung des Universums ist).

Unabhängig davon, von welcher Singularität gesprochen wird: in beiden Fällen sind die Feldgleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie die zur Erklärung herangezogenen physikalischen Gesetze. Diese Theorie (Albert Einsteins Gravitationstheorie) ist jedoch eine „klassische Theorie“, keine Quantentheorie.

Daher verliert sie auf sehr kleinen Längenskalen ihre Gültigkeit und dort beginnt der Bereich einer Quantengravitation. Über den inneren Zustand oder den Aufbau von Singularitäten im Rahmen dieser Theorien ist jedoch nur sehr wenig bekannt. Singularitäten sind deshalb immer wieder ein Streitthema unter Physikern.

Theoretisch betrachtet brauchen nicht alle Arten von Schwarzen Löchern eine Singularität, um zu existieren. „Es gibt keine Singularitäten in sogenannten gewöhnlichen Schwarzen Löchern“, sagte Neves (Einstein`s Irrtum: Schluss mit der Relativitätstheorie – jetzt! (Videos)).

Im Jahr 1968 präsentierte der Physiker James Bardeen eine Lösung für das Singularitätsproblem. Er entwickelte einen mathematischen Ansatz zur Beschreibung Schwarzer Löcher, der das zwingende Vorhandensein einer Singularität aufhob. Er nannte sie „gewöhnliche Schwarze Löcher“.

Die Geschichte und Erklärung hinter Bardeens Modell ist sehr umfangreich und kompliziert — vereinfacht und zusammengefasst nahm Bardeen an, dass die Masse im Zentrum eines Schwarzen Lochs nicht konstant sein muss.

Stattdessen könnte man sie mit einer Funktion beschreiben, die davon abhängt, wie weit man vom Zentrum entfernt ist. Das würde bedeuten, dass Masse sich am Ende so verhält, als würde sie über Volumen verfügen. Auch dann, wenn sie in einen sehr engen Raum gezwängt wird.

Neves geht davon aus, dass sich Bardeens Theorie auch auf die Singularität übertragen lässt, die mit dem Urknall in Verbindung gebracht wird. „Eliminiert man die Singularität oder den Urknall, dann kommt theoretisch ein Big Bounce in Betracht“, so Neves.

Die Theorie eines Big Bounce, eines Großen Rückpralls, ist schon mehr als ein Jahrhundert alt. Dabei wird angenommen, dass der Urknall das Resultat des Kollapses eines vorigen Universums war. Die Big-Bounce-Theorie geht von einer Quantisierung der Raumzeit aus und vermeidet so die problematischen Singularitäten, da alle physikalischen Größen nur endliche Werte annehmen können.

Momentan stellt diese Theorie eher ein Randgebiet der Kosmologie dar, doch Neves glaubt, dass noch Spuren des Universums vor der großen Kontraktion zu finden sein könnten. Diese zu entdecken, würde seine Theorie bestätigen.

Auch wenn die Beweise bislang fehlen, verdient jeder Ansatz zur Lösung des Singularitätsproblems weitere Forschungsarbeit. Neves’ Arbeit ist eine weitere Möglichkeit, dieses Rätsel zu knacken, das der Mensch bisher nicht zu lösen imstande war.

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Literatur:

Die Weltraumverschwörung: Wer beherrscht die Herrscher der Erde?

Im Paralleluniversum: Eine kosmologische Reise vom Big Bang in die 11. Dimension

Die Wahrnehmungsfalle, Teil 2: Oder … alles nur Mumpitz. Ja, ALLES.

Die Physik der unsichtbaren Dimensionen: Eine Reise durch Zeittunnel und Paralleluniversen

Quellen: PublicDomain/businessinsider.com am 21.12.2017

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