Astrophysik Unser Universum: Expandierende Blase in einer Extradimension

Woraus besteht unser Universum? Aus Sternen, Galaxien, dunkler Energie und dunkler Materie – sagt das kosmologische Standardmodell. Doch das ist umstritten. Und schwedische Forscher haben einen neuen Vorschlag.

Sterne und Planeten im Weltall
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Das Standardmodell der Kosmologie ist eine feine Sache. Es erklärt mathematisch ziemlich gut, wie sich unser Universum entwickelt hat. Aber es hat ein paar Haken. Denn es besagt, dass das Universum zu 95 Prozent aus dunkler Energie (im Modell als Lambda bezeichnet) und dunkler Materie (CDM – cold dark matter) besteht. Was dunkle Energie und Materie sind, darüber gibt es zwar viele theoretische Aussagen, aber keine praktischen Belege. Und die Bewegungen einiger Galaxien, so neueste Forschungen, stimmen auch nicht genau mit dem Modell überein.

Wir brauchen mehr Dimensionen

Doch was wäre die Alternative? Zum Beispiel ein Modell mit einer Extradimension in der Form eines "dynamisches Objekts, das in einen höherdimensionalen Raum eingebettet ist". Das schreiben Forscher der Universität Uppsala in einem Artikel, der jetzt in Physical Review Letters veröffentlicht wurde. In einer Mitteilung der Universität erklären sie das so: "Unser Universum reitet auf einer expandierenden Blase in einer zusätzlichen Dimension."

Ulf Danielsson ist Astrophysiker an der Uni Uppsala und einer der Autoren der Veröffentlichung. Er beschreibt das Modell, das unsere Vorstellungen vom Universum komplett verändern könnte, in seinem Blog etwas genauer:

Unsere drei Raummaße entsprechen dem Rand der Blase, während der Radius der wachsenden Blase die zusätzliche Dimension ist.

Ulf Danielsson, Astrophysiker, Universität Uppsala

Und in dieser Blase sehen wir die dunkle Energie, so Danielsson, doch das sei nur ein Effekt der zusätzlichen Dimension. Wichtig sei dagegen, dass das Modell mit der Stringtheorie in Übereinstimmung sei. Alle im Universum vorhandene Materie entspreche dabei den Enden von Strings, die sich in die zusätzliche Dimension erstrecken.

Eine schwarze Blase von der Strahlen ausgehen.
So illustrieren die Forscher der Uni Uppsala ihr Modell. Die Strahlen sind die Strings, die Fäden, die sich in zusätzliche Dimensionen erstrecken. Bildrechte: Suvendu Giri

Die Stringtheorie beschreibt das Universum nicht mit Teilchen, sondern mit Strings (engl. Für Fäden/Saiten). Diese eindimensionalen Objekte manifestieren sich durch unterschiedliche Schwingungen, was jedoch deutlich mehr Raumdimensionen benötigt. Physiker Danielsson z.B. geht von neun Raumdimensionen aus. Vier davon (oder 5, wenn man die Zeit mit einbezieht) seien groß, fünf sind klein und aufgerollt. Doch bisher ist das alles nur eine Theorie, ein Modell. Der nächste Schritt, so  Danielsson, besteht darin, "alle mathematischen Details zu überprüfen und Wege zu finden, um die Theorie anhand von Beobachtungen zu testen".

Dieses Thema im Programm: MDR FERNSEHEN | Urknall oder Schöpfung? | 20. Januar 2019 | 22:15 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 27. Februar 2019, 14:15 Uhr