Das Inflationäre Multiversum ist eine weitere wissenschaftlich diskutierte Theorie der „vielen Welten“. Es entsteht aufgrund des angenommenen Inflaton-Felds, welches negative Inflation erzeugt. Gegenkraft ist die Gravitation. Wenn sich dieser Zustand der Expansion durch das Inflatonfeld verlangsamt, wandelt sich die Energie an dieser Stelle, wodurch Materie und Strahlung entsteht – das was wir als Urknall bezeichnen.
Vorgeschlagen von: Alan Guth, 1980
Wichtigste Unterstützer: Andrei Linde, Alexander Vilenkin, Leonard Susskind, Sean Carroll
Status: unbewiesen
Das Inflationäre Multiversum vorgestellt
Stellen Sie sich vor, im weiten unendlichen Raum existiert ein sogenanntes Inflaton-Feld. Es handelt sich um ein Energiefeld, dass negative Gravitation erzeugt – ein Energiefeld also, dass alles voneinander Wegstößt, beziehungsweise den Raum auseinander treibt – wie eine Gegenkraft zur Gravitation. Solche Felder werden in der modernen Physik gerne gebracht. Man kennt ein ähnliches Konzept etwa vom berühmten Higgs-Feld, durch dessen Interaktion alle Elementarteilchen eine Masse erhalten.
Resultat: Expansion schneller als die Lichtgeschwindigkeit
Die Entstehung eines solchen Feldes für die Inflation, würde einen unglaublich schnell expandierenden Raum darstellen, viel schneller noch, als die Lichtgeschwindigkeit ist. Wenn dieser Zustand sich verlangsamt, weil dieses Inflatonfeld danach trachtet, seine Energie abzugeben, dann stoppt dieses Feld seine Expansion. Dadurch wandelt sich die Energie dieses Inflatonfeldes an dieser Stelle, wodurch Materie und Strahlung entsteht: Das ist nach dieser Theorie der Urknall. Dieser Zerfall des Inflatonfeldes, der ein Urknallszenario bewirkt, geschieht nicht überall zugleich – durch Quanteneffekte entstehen an unterschiedlichen Stellen im Raum dieses Feldes unterschiedliche „Urknälle“ – während das Inflatonfeld an allen anderen Stellen weiter expandiert. Damit haben wir mit jedem solchen Urknall in Summe ein Inflationäres Multiversum.
Perfekt abgetrennte Parallelwelten
Jedes Universum ist darin für sich perfekt abgetrennt und mit eigener Zeit und Materie ausgestattet. Hierfür ist häufig ein Schweizer Käse als Analogie genutzt worden. Dabei sind es die Löcher im Käse, die für jeweils ein Universum stehen. In jedem dieser Löcher können sogar unterschiedliche Naturgesetze gültig sein – wie etwa eine Lichtgeschwindigkeit, die langsamer oder schneller ist, als jene in unserem Universum, oder auch andere Werte für die Naturkonstanten.
1980: Alan Guth postuliert das Inflationäre Multiversum
Dieses inflationäre Multiversum hat im Jahr 1980 zuerst Alan Guth postuliert, um die Gleichförmigkeit unseres beobachtbaren Universums zu erklären. Andrei Linde und Alexander Vilenkin haben es dann unabhängig von einander und wenige Jahre später verfeinert, und ein Multiversum der Ewigen Inflation vorgeschlagen, um gewissen Probleme von Guths Variante zu lösen. Linde beschrieb dieses Multiversum so: „Anstatt ein einzelner expandierender Feuerball zu sein, wie er von der Urknalltheorie beschrieben wird, sieht das Universum wie ein riesiges, wachsendes Fraktal aus. Es besteht aus vielen inflationären Bällen, die neue Bälle hervorbringen, welche wiederum mehr Bälle erzeugen, bis ins Unendliche.“
Rezeption: Inflationäres Multiversum
Beim inflationären Multiversum handelt es sich wohl um eine der am weitesten etablierten und anerkannten Variante eines Multiversums. Dies liegt daran, dass die Inflation unseres Universums allgemeiner Konsens ist. Das sich nun aufgrund mathematischer Notwendigkeit ergeben hat, dass Inflation zumeist ewig ist, ergibt diese breite Unterstützung. Auch zu diesem kosmologischen Multiversum bekannte sich etwa Stephen Hawking, und dies gar als zwingend logische Konsequenz: „Das Konzept des Multiversums kann die Feinabstimmung der physikalischen Gesetze erklären, ohne dass ein wohlwollender Schöpfer nötig ist, der das Universum zu unserem Nutzen erschuf. […] Es ist keine eigenständige Theorie, die nur zu dem speziellen Zweck herangezogen wird, die Feinabstimmung zu erklären. Es ist eine Konsequenz der Hartle-Hawking-Grenzbedingung sowie vieler anderer Theorien der modernen Kosmologie.“
Quellen:
- Andrei Linde, The Self-Reproducing Inflationary Universe, Scientific American (Vol. 271, No. 5) November 1994, Seite: 48-55
- Leonard Susskind, The Black Hole War: My Battle with Stephen Hawking to Make the World Safe for Quantum Mechanics, Little, Brown and Company, 2008