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Jenseits des Universums

  • SendeterminDienstag, 20. Dezember 2005, 21.00 - 21.45 Uhr .

Die Erde ist nicht das Zentrum der Welt, sondern nur ein einzelner, kleiner Planet in einem riesigen StichwortSonnensystem. Das wissen wir seit langem. Auch unsere Sonne ist nur eine von vielen Sonnen in der Milchstraße. Und selbst die StichwortMilchstraße ist nur eine kleine Galaxie neben unendlich vielen anderen StichwortGalaxien in einem unfassbar großen StichwortUniversum. Und Physiker glauben heute, dass auch das Universum nur ein winziges, unbedeutendes Teilchen in einem noch viel größeren Gebilde ist! Das ist eine echte Herausforderung für die menschliche Vorstellungskraft: man rechnet darin nämlich nicht nur mit den drei Raum-Dimensionen, die wir kennen, nämlich Länge, Breite und Höhe. Für eine Vorstellung von der Natur des Universums sind mindestens vier Dimensionen erforderlich: Es kommt die Zeit noch dazu. Nach den Vorstellungen der Fachleute soll das Universum einem Topf mit kochendem Wasser ähneln: Durch spontane Energie-Sprünge - so genannte Raum-Zeit-Fluktuationen - bilden sich ständig kleine Bläschen heraus, die rasch expandieren. Und unser Universum befindet sich an der Oberfläche eines solchen Bläschens, das vor 15 Milliarden Jahren entstanden ist und seither ununterbrochen expandiert. Unendlich viele andere Blasen-Universen entstehen, expandieren, kollabieren, platzen und kollidieren miteinander. Das ist die interkosmische Suppe, genannt Multiversum.

Unsere Nachbarn im Multiversum

Grafik Blasen im Hyperraum mit eingeblendeten Straßen-Szenen
und Fernseh-Störungen
Science oder Fiction: Welche Naturgesetze herrschen in den Parallel-Universen?

Welche Naturgesetze in den anderen Blasen-Welten herrschen, entscheidet der physikalische Zufall. Einige Welten sind vielleicht aus StichwortAntimaterie aufgebaut. In anderen könnten Raum oder Zeit auf merkwürdige Weise verformt sein. Bizarre Phantasien von Science-Fiction-Autoren, wie Spiegel-Welten oder Rückwärts-Welten, in denen die Zeit rückwärts läuft, könnten theoretisch in unserer Nachbarschaft wirklich existieren. Auch Welten, die sich von unserer kaum unterscheiden und in denen möglicherweise sogar unsere Doppelgänger leben, wären prinzipiell denkbar. Die Physiker glauben allerdings, dass es in den meisten Blasen-Welten überhaupt keine Materie gibt. Wenn eine Blase nur ein wenig langsamer oder schneller als unsere expandiert, dann ist sie entweder zu heiß und zu dicht oder, im Gegensatz dazu, zu kalt, als dass sich dort die Bausteine des Lebens hätten bilden können.

Eine Reise zum Parallel-Universum

Grafik: Ein Tunnel zwischen Universen
Einstein-Rosen-Brücke: ein Geheimgang zwischen Parallelwelten

Nicht nur Science-Fiction-Autoren, sondern auch viele Forscher glauben, dass es zwischen den einzelnen Blasen-Universen Verbindungen gibt, die uns eine Reise in Parallelwelten ermöglichen könnten. Diese Idee geht auf StichwortAlbert Einstein zurück. Nach seiner Relativitäts-Theorie sind Raum und Zeit elastisch wie Gummi. Unter dem Einfluss der Masse wird das Raum-Zeit-Kontinuum gekrümmt. Schon kleinere Sterne können durch ihre Schwerkraft eine messbare Delle im Raum verursachen. Verdichtet sich Materie besonders stark, wie etwa nach der Explosion eines Sterns, wird diese Delle tiefer: Ein StichwortSchwarzes Loch entsteht. Die extreme StichwortGravitation führt dazu, dass aus der Verformung im Raum-Zeit-Gefüge ein Tunnel entsteht. Dieser Tunnel, die so genannte Einstein-Rosen-Brücke, führt möglicherweise in ein Parallel-Universum! Eine verlockende Reisemöglichkeit: Man könnte in den Tunnel von einer Seite eintauchen und schon in wenigen Augenblicken in einem anderen Universum sein. Das einzige Problem dabei wäre die extreme Gravitation im Inneren des Tunnels. Sie würde den Reisenden in kleinste Stückchen zerquetschen.

Kosmische Brücken: die Wurmlöcher

Grafik: winzige grüne Wurmlöcher überall
Wurmlöcher im Raum-Zeit-Schaum: Theoretisch können sie Milliarden von Lichtjahren überbrücken

Erst in den 80er Jahren des vorigen Jahrhunderts haben Physiker eine andere Möglichkeit für Reisen in die Parallelwelten gefunden und zwar in allerwinzigsten Größenordnungen – so klein, dass sie mit Mikroskopen nicht mehr zu erkennen sind. Nach den Gesetzen der Quantenmechanik ist das Vakuum in ultrakleinen Dimensionen nicht leer. In jedem Kubikmillimeter bilden sich ständig winzige Verformungen und Mini-Tunnel durch die Raumzeit, so genannte Wurmlöcher. Obwohl sie unscheinbar aussehen, können sie theoretisch Millionen von StichwortLichtjahren überbrücken. Entfernungen spielen für sie keine Rolle. Das Problem bei den Wurmlöchern ist: Sie sind extrem klein und kurzlebig. Einen Massetransport können sie nicht leisten. Der amerikanische Physiker Kip Thorne berechnete jedoch, dass man solche winzigen Wurmlöcher künstlich ausdehnen und stabilisieren könnte! Allerdings ist die Zeit für solche Manipulationen noch nicht reif: Man benötigt dafür mehr Energie, als auf der ganzen Erde überhaupt zur Verfügung steht.

Ausgang ungewiss

Für den russischen Astrophysiker Sergej Krasnikov ist das jedoch kein Grund, die Hoffnung auf Raum-Zeit-Reisen aufzugeben: Er berechnete, dass einzelne Wurmlöcher, die noch in den Zeiten des Urknalls entstanden sind, zusammen mit dem Universum expandieren und sich selbst stabilisieren können. Ein ganzes Tunnelnetz von Verbindungen zwischen den Blasen-Welten wäre denkbar! Solche Wurmlöcher wären groß genug, dass ein Mensch oder sogar ein Raumschiff sie durchfliegen könnte. Man müsste also nur noch die Eingänge finden.

Grafik Blasen im Hyperraum, die miteinander durch Tunnel verbunden
sind
"Wurm-U-Bahn" im Multiversum: ein interkosmisches Tunnelnetz

Da im Innern der Wurmlöcher nicht nur Raum, sondern auch Zeit gekrümmt sind, dauerte die Reise durch ein solches Loch nur wenige Augenblicke. Niemand könnte aber vorhersagen, an welcher Stelle man wieder herauskäme: Ein Parallel-Universum als Austrittsort wäre ebenso wahrscheinlich wie die Bushaltestelle zwei Straßen weiter.

Stichwörter

1 Sonnensystem
Unser etwa 4,6 Milliarden Jahre altes Sonnensystem besteht aus der Sonne, den neun Planeten (Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun und Pluto), mindestens sechzig Monden, unzähligen Asteroiden, Kometen, Meteoriten, interplanetarem Staub und Gas. Forscher schätzen, dass der Durchmesser des Sonnensystems etwa 30 Milliarden Kilometer beträgt. Zurück zum Absatz
2 Sonne
Die Sonne ist der Zentralkörper unseres Planetensystems und unser nächster Stern. Der mittlere Abstand von der Erde zur Sonne beträgt 149,6 Mio. km. Die von der Sonne abgestrahlte Energie ermöglicht erst das Leben auf der Erde.
3 Milchstraße
Nachts können wir die Milchstraße als schwach leuchtendes Band am Himmel erkennen. Sie besteht aus vielen Einzelsternen, Sternhaufen und Nebeln. Auch unsere Sonne und das gesamte Sonnensystem gehören dazu: Die Milchstraße ist eine Galaxie - und sie ist die Galaxie, in der unsere Erde beheimatet ist. Wir können etwa 5.000 Sterne der Milchstraße am Himmel sehen; sie befinden sich nahe genug an unserem Sonnensystem. Darüber hinaus gehören ihr jedoch noch ca. 200 Mrd. weitere Sterne an. Das Zentrum der Milchstraßen-Galaxie befindet sich in Richtung des Sternenbildes Schütze und ist etwa 26.000 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Zurück zum Absatz
4 Galaxie
Eine Galaxie ist eine riesige Ansammlung von bis zu einer Billion Sternen. Forscher unterscheiden so genannte "Spiralnebel" mit Durchmessern von 10.000 bis 100.000 Lichtjahren und kleinere, häufiger auftretende "elliptische" und "irreguläre Nebel". Auch unsere Erde ist Bestandteil einer Galaxie: Mit der "Milchstraße" am nächtlichen Sternenhimmel kann man einen Teil von ihr beobachten. Zurück zum Absatz
5 Universum
Mit Universum bezeichnet man die Gesamtheit aller Sterne und Sternsysteme. Universum ist gleichbedeutend mit Kosmos oder Weltall. Zurück zum Absatz
6 Antimaterie
Antimaterie setzt sich aus den Bausteinen Positronen, Antiprotonen und Antineutronen zusammen. Man nennt sie auch Antiteilchen. Der englische Physiker Paul A. M. Dirac war es, der in den 20er Jahren des vergangenen Jahrhunderts als Erster die Existenz von Antiteilchen und damit auch von Antimaterie vermutete. 1932 konnte er dann im Experiment ein Antiteilchen nachweisen: ein positiv geladenes Elektron. Zurück zum Absatz
7 Albert Einstein
Albert Einstein wurde am 14. März 1879 in Ulm geboren und starb am 18. April 1955 im US-amerikanischen Princeton. Einstein wurde weltbekannt durch die Begründung der Relativitätstheorie in den Jahren 1914/15. Darüber hinaus sorgte er für großes Aufsehen mit seiner Hypothese, dass Licht aus Teilchen bestehe. 1921 erhielt er für seine Beiträge zur Quantentheorie den Nobelpreis für Physik. Zurück zum Absatz
8 Schwarzes Loch
Ein Schwarzes Loch ist ein Himmelskörper mit einem so starken Gravitationsfeld, dass sich nichts von ihm entfernen kann. Ein solches Feld kann zu einem Himmelskörper mit hoher Dichte und relativ kleiner Masse gehören, der zu einem sehr kleinen Volumen verdichtet ist. Ein Schwarzes Loch ist von einer kugelförmigen Grenze umgeben, die als Horizont bezeichnet wird. Durch diesen Horizont kann Licht zwar in den Stern eindringen, aber die Licht-Photonen können danach nicht mehr nach außen dringen: Der Himmelskörper erscheint daher völlig schwarz. Zurück zum Absatz
9 Gravitation
Gravitation bezeichnet die gegenseitige Anziehung von Massen. Eine Form der Gravitation ist die Schwerkraft, die wir auf der Erde spüren. Sie entsteht auf Grund der gegenseitigen Anziehung von Erde und Körpern auf ihr oder in ihrer Nähe. Zurück zum Absatz
10 Lichtjahr
Lichtjahr ist eine Längeneinheit zum Messen von Entfernungen im All. Ein Lichtjahr entspricht der Entfernung, die Licht in einem durchschnittlichen Sonnenjahr zurücklegt. Die Geschwindigkeit von Licht beträgt 300.000 Kilometer pro Sekunde; folglich kommt ein Lichtjahr etwa der Entfernung von 9.461.000.000.000 Kilometern gleich Zurück zum Absatz
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Juri Klebanov

Stand: 22.10.2006


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