Wie viele Universen gibt es? Was Forschung dazu sagt

Inhalt

Kurz gesagt: Beobachtbar und nachgewiesen ist genau ein Universum. Mehrere physikalische Theorien lassen die Existenz weiterer Universen zu — die Idee heißt Multiversum. Weil sich außerhalb unseres Universums nichts messen lässt, gilt keine dieser Vorstellungen bislang als bestätigt.

Was mit Universum gemeint ist

Das Wort bezeichnet ursprünglich die Gesamtheit von allem, was existiert — nach dieser Definition kann es per se nur eines geben. In der Physik wird der Begriff enger verwendet: für einen zusammenhängenden Raumzeitbereich mit eigenen Anfangsbedingungen. Erst diese engere Fassung macht die Frage nach mehreren Universen überhaupt sinnvoll.

Wichtig ist außerdem die Unterscheidung zwischen dem gesamten Universum und dem beobachtbaren Universum. Letzteres reicht nur so weit, wie Licht seit dem Urknall zu uns gelangen konnte. Alles jenseits dieser Grenze existiert, ist uns aber nicht zugänglich.

Diese Beobachtungsgrenze liegt bei rund sechsundvierzig Milliarden Lichtjahren, obwohl das Universum nur knapp vierzehn Milliarden Jahre alt ist. Der Unterschied entsteht durch die Ausdehnung des Raums selbst. Er ist keine Verletzung der Lichtgeschwindigkeit.

Die Idee des Multiversums

Verschiedene Theorien führen unabhängig voneinander auf die Möglichkeit weiterer Universen. Sie stammen aus ganz unterschiedlichen Bereichen der Physik und meinen nicht dasselbe. Der gemeinsame Begriff Multiversum verdeckt diese Unterschiede eher, als dass er sie klärt.

Keine dieser Theorien wurde aufgestellt, um mehrere Universen zu behaupten. Sie ergeben sich jeweils als Nebenprodukt aus Rechnungen, die andere Fragen beantworten sollten. Das macht sie interessant, aber nicht automatisch richtig.

Der entscheidende Einwand ist immer derselbe: Was sich grundsätzlich nicht beobachten lässt, entzieht sich der Prüfung. Ob solche Aussagen noch Physik sind, ist unter Fachleuten umstritten. Die Debatte darüber läuft seit Jahrzehnten.

Die ewige Inflation

Nach der Inflationstheorie dehnte sich der Raum kurz nach dem Urknall extrem schnell aus. In manchen Varianten hört dieser Vorgang nie vollständig auf, sondern setzt sich in entfernten Bereichen fort. Dabei entstehen laufend neue Blasen, die jeweils eigene Universen bilden.

Diese Blasen wären durch weiter expandierenden Raum voneinander getrennt und niemals erreichbar. In ihnen könnten andere Naturkonstanten gelten. Manche wären für Leben ungeeignet, andere nicht.

Die Inflationstheorie selbst ist gut motiviert und erklärt mehrere Beobachtungen, etwa die gleichmäßige Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung. Die Fortsetzung zur ewigen Inflation ist dagegen eine Erweiterung. Sie ist nicht zwingend.

Die Viele-Welten-Deutung

In der Quantenmechanik liefert eine Messung eines von mehreren möglichen Ergebnissen. Die Viele-Welten-Deutung nimmt an, dass alle möglichen Ergebnisse eintreten, jeweils in einem eigenen Zweig der Wirklichkeit. Es gäbe dann unzählige parallele Welten.

Diese Deutung kommt ohne einen gesonderten Kollaps der Wellenfunktion aus und ist mathematisch schlank. Dafür verlangt sie eine ungeheure Zahl nicht beobachtbarer Zweige. Beide Seiten dieser Rechnung sind ernst gemeint.

Konkurrierende Deutungen kommen mit einer einzigen Welt aus und liefern dieselben experimentellen Vorhersagen. Genau deshalb lässt sich zwischen ihnen nicht entscheiden. Es ist eine Frage der Interpretation, nicht der Messung.

Die Stringlandschaft

Stringtheorien lassen eine enorme Zahl möglicher Lösungen zu, die jeweils andere physikalische Eigenschaften ergeben. Häufig genannt wird die Größenordnung von zehn hoch fünfhundert Möglichkeiten. Man spricht von einer Landschaft möglicher Universen.

Kombiniert mit der ewigen Inflation entsteht die Vorstellung, dass jede dieser Möglichkeiten irgendwo verwirklicht ist. Unser Universum wäre dann eine unter vielen Varianten. Warum gerade unsere Konstanten gelten, wäre damit statistisch erklärt.

Kritiker halten dem entgegen, dass eine Theorie, die fast alles zulässt, nichts mehr vorhersagt. Diese Kritik ist ernst zu nehmen. Sie ist der Kern der Auseinandersetzung um die Stringtheorie.

Das anthropische Argument

Mehrere Naturkonstanten liegen in einem engen Bereich, ohne den keine Sterne, keine schweren Elemente und kein Leben entstehen könnten. Dieser Befund wird als Feinabstimmung bezeichnet. Er verlangt eine Erklärung.

Das Multiversum liefert eine mögliche: Gibt es sehr viele Universen mit verschiedenen Konstanten, ist es kein Wunder, dass wir uns in einem geeigneten befinden — in ungeeigneten gäbe es niemanden, der fragen könnte. Das ist das anthropische Prinzip.

Ob das eine echte Erklärung oder nur eine Umformulierung des Problems ist, wird unterschiedlich beurteilt. Andere Ansätze suchen nach einem tieferen Grund für die Konstanten. Auch diese Frage ist offen.

Was sich prüfen ließe

Vollständig unprüfbar ist die Idee nicht: Wären zwei Blasenuniversen früher einmal kollidiert, könnte das Spuren in der kosmischen Hintergrundstrahlung hinterlassen haben. Danach wurde gesucht. Gefunden wurde bislang nichts Belastbares.

Auch bestimmte Muster in der Verteilung der Materie im großen Maßstab wurden als mögliche Hinweise diskutiert. Die vorliegenden Daten reichen nicht aus, um daraus etwas abzuleiten. Die statistische Aussagekraft ist zu gering.

Solange keine solche Beobachtung gelingt, bleibt die Zahl der Universen eine offene Frage. Die einzige belegbare Antwort lautet: eines. Alles andere ist Theorie.

Was in Filmen gemeint ist

In Filmen und Serien meint Multiversum meist begehbare Parallelwelten, zwischen denen Figuren wechseln können. Nach allen ernsthaften physikalischen Modellen wäre genau das ausgeschlossen. Die Universen wären grundsätzlich voneinander getrennt.

Diese Darstellung hat den Begriff populär gemacht und zugleich verzerrt. Wer nach Multiversum sucht, findet deshalb überwiegend Unterhaltungsstoff. Die physikalischen Modelle sehen anders aus.

Das macht die Filme nicht schlechter, verschiebt aber die Erwartung. Ein Wechsel zwischen Universen gehört zur Fiktion. In der Physik ist er kein Thema.

Häufige Fragen