Warum ist das Universum so komplex und schön?

Diese langweilige kosmische Landschaft existiert, weil das Universum einmal wirklich langweilig war. Kurz nach dem Urknall und Hunderttausende Jahre danach war es unerbittlich langweilig. Alles, was existierte, war ein dicker, rotglühender Dunst aus Partikeln, der sich über Billionen und Abermillionen Kilometer erstreckte und jeden Punkt im Universum fast gleichmäßig ausfüllte, mit winzigen Unterschieden in der Dichte der Materie zwischen den einzelnen Punkten.

Doch als sich das Universum ausdehnte und abkühlte, verstärkte die Schwerkraft diese winzigen Unterschiede. Langsam, im Laufe der folgenden Millionen und Abermilliarden von Jahren, zogen die Orte im Universum mit etwas mehr Stoff noch mehr Stoff an. Und daher kamen wir – die Fülle an Dingen im heutigen Universum entstand schließlich, als sich immer mehr Material ansammelte und diese etwas überdichten Regionen zu radikal komplizierten Orten wurden, die mit genug Materie gefüllt waren, um Sterne, Galaxien und uns zu bilden. Im allergrößten Maßstab herrscht immer noch Langeweile, wie schon seit Anbeginn der Zeit. Aber hier unten im Dreck gibt es jede Menge Abwechslung.

Diese Geschichte hat noch einige Lücken. Zum einen ist nicht klar, woher die Angelegenheit überhaupt kam. Die Teilchenphysik verlangt, dass alles, was Materie erzeugt, auch die gleiche Menge Antimaterie erzeugen muss, wobei das Gleichgewicht zwischen beiden sorgfältig gewahrt bleiben muss. Jede Art von Materieteilchen hat einen Antimaterie-Zwilling, der sich in fast jeder Hinsicht wie Materie verhält. Wenn jedoch ein Materieteilchen mit seinem Antimaterie-Gegenstück in Kontakt kommt, vernichten sie sich gegenseitig, verschwinden und hinterlassen nichts als Strahlung.

Genau das geschah direkt nach dem Urknall. Materie und Antimaterie vernichteten sich und hinterließen unser Universum voller Strahlung – und einer kleinen Menge übrig gebliebener Materie, die die Menge an Antimaterie zu Beginn leicht überstiegen hatte. Dieses winzige Missverhältnis hat den Unterschied zwischen dem Universum, das wir heute haben, und einer Ewigkeit der Langeweile ausgemacht, und wir wissen nicht, warum es passiert ist. „Irgendwie gab es dieses kleine Ungleichgewicht, das sich auf alles ausgewirkt hat – nämlich auf uns. Wir liegen mir wirklich am Herzen“, sagt Lindley Winslow, experimentelle Teilchenphysikerin am MIT. „Wir haben viele Fragen zum Universum und seiner Entwicklung. Aber das ist eine ziemlich einfache Kindergartenfrage: „Okay, warum sind wir hier?“

Auf frischer Tat ertappt

Um diese Frage zu beantworten, haben Winslow und andere Physiker auf der ganzen Welt mehrere Experimente konstruiert, um die Natur dabei zu beobachten, wie sie das Gleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie stört. Sie hoffen, diesen Verstoß in Form eines neutrinolosen Doppel-Beta-Zerfalls zu sehen, einer Art radioaktiven Zerfalls. Im Moment ist dieser Prozess theoretisch – es kann sein, dass er überhaupt nicht stattfindet. Sollte dies jedoch der Fall sein, wäre dies eine mögliche Erklärung für das Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie im frühen Universum.

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