Astronomen akzeptieren im Allgemeinen die Theorie, dass unser Universum aufgrund der kosmischen Inflation so aussieht wie es ist - eine schnelle Expansion in den Augenblicken nach seiner Geburt. Die Inflation ist jedoch nicht das einzige Modell, das das frühe Universum erklärt. Es gibt andere, und sie werden verrückt.
Drei Physiker der Universität in Buffalo - Ghazal Geshnizjani, Will Kinney und Azadeh Moradinezhad Dizgah - machten sich daran, andere kosmische Modelle zu untersuchen. Ihre Studie mit dem Titel „Allgemeine Bedingungen für skaleninvariante Störungen in einem expandierenden Universum“ erschien im November im Internet Zeitschrift für Kosmologie und Astroteilchenphysik (Nicht zu verwechseln mit dem Zeitschrift für Kosmologie) und enthielt einige interessante Ergebnisse.
Sie hielten an den Grundlagen fest - dass die Gravitationstheorie korrekt ist und dass sich das frühe Universum schnell ausdehnt. Mit diesen beiden Einschränkungen stellte das Team fest, dass nur drei Modelle das frühe Universum und die Verteilung der Materie erklären, die wir heute beobachten. Diese Modelle erfordern jedoch eine sehr seltsame Physik.
Nach ihren Berechnungen erforderte das frühe Universum eine beschleunigte kosmische Expansion (Inflation), eine Schallgeschwindigkeit, die schneller als die Lichtgeschwindigkeit ist, oder eine extrem hohe kosmische Energie, um in unser aktuelles Universum zu gelangen. Das dritte Modell erfordert tatsächlich eine so hohe Energie, dass Wissenschaftler eine Theorie der Quantengravitation wie die Stringtheorie aufrufen müssten, um die zusätzlichen Dimensionen der Raumzeit zu erklären, die auftauchen würden.
Die Nachricht zum Mitnehmen? Die Inflation sei die einzige Möglichkeit, das Universum im Kontext der Standardphysik zu erklären, sagte Kinney. Er lässt zu, dass sich jemand eine exotische Physik einfallen lässt, um andere Modelle zu erklären oder zu erstellen, beispielsweise eine Schallgeschwindigkeit, die schneller als die des Lichts ist, vermutet jedoch, dass Menschen mit Modellen, die den allgemein anerkannten Gesetzen der Teilchenphysik entsprechen, besser arbeiten können.
Die Schwierigkeit, andere Modelle zu erklären, sagte Kinney, "stellt die Idee der Inflation auf eine viel stärkere Grundlage, weil die verfügbaren Alternativen Probleme oder Verrücktheiten mit ihnen haben."
Die kosmische Inflation beinhaltet die Quantenfeldtheorie, um die Verteilung der Materie im Universum zu erklären. Unter normalen Umständen können Materieteilchen und Antimaterie plötzlich entstehen, bevor sie sofort kollidieren und sich gegenseitig vernichten. Diese Paare flogen nach der Geburt des Universums so schnell auseinander, dass sie keine Chance hatten, sich neu zu kombinieren. Die gleiche Theorie gilt für Gravitonen und Antigravitonen, die Gravitationswellen bilden.
Diese Materieteilchen bilden die Grundlage aller Strukturen im Space Magazine. Winzige Schwankungen führen dazu, dass Materie zusammenbricht und Sterne, Planeten und Galaxien bildet.
Die Suche nach anderen tragfähigen Modellen geht jedoch weiter. Kinney ist noch nicht mit der Erforschung anderer Theorien fertig, einschließlich solcher, die auf überluminalen Schallgeschwindigkeiten beruhen. Es kann noch einige wesentliche Änderungen in unserem Verständnis des Kosmos geben.
Quelle: Universität von Buffalo
