💥 Eine einfache Erweiterung der allgemeinen Relativitätstheorie erklärt die Geburt des Universums

Und wenn der Urknall nicht mit einer Singularität begann? Dieser Punkt unendlicher Dichte, der unter Physikern so umstritten ist, könnte vermieden werden. Ein neuer Ansatz der Quantengravitation schlägt vor, dass das Universum ohne dieses problematische Konzept entstanden sein könnte, indem Einsteins Theorie einfach modifiziert wird.

Diese Idee geht davon aus, dass die Schwerkraft selbst bei extremen Energien die anfängliche Expansion des Kosmos ausgelöst haben könnte, ohne dass zusätzliche Zutaten hinzugefügt werden müssen.


Einsteins Theorie, die allgemeine Relativitätstheorie, funktioniert in den meisten Situationen bemerkenswert gut, sagt aber Singularitäten zum Zeitpunkt des Urknalls und im Inneren von Schwarzen Löchern voraus. Diese Punkte, an denen Dichte und Temperatur unendlich werden, sind ein Zeichen dafür, dass die Theorie über ihre Grenzen hinaus getrieben wird. Um dies zu beheben, haben Physiker der Universität Waterloo und des Perimeter Institute eine Erweiterung namens quadratische Quantengravitation untersucht.


Diese neue Theorie verhält sich bei den höchsten Energien bemerkenswert gut, im Gegensatz zur allgemeinen Relativitätstheorie. Sie schlägt vor, dass die ursprüngliche Inflation, diese Phase der schnellen Expansion des Universums, eine direkte Folge der Schwerkraft selbst sein könnte, ohne dass ein hypothetisches Feld benötigt wird.

Das resultierende Modell stimmt sehr gut mit den aktuellen Daten überein, manchmal sogar besser als klassische Inflationsmodelle. Was das Team überraschte, war, wie selbstverständlich eine Inflationsphase entstand, sobald die Theorie in einem konsistenten Rahmen behandelt wurde. Dies verändert unsere Sicht auf das frühe Universum: Anstatt der Schwerkraft Elemente hinzuzufügen, enthält sie bereits die notwendigen Zutaten.

Um diese Idee zu testen, verlassen sich die Wissenschaftler auf die primordialen Gravitationswellen und den kosmischen Mikrowellenhintergrund, dieses fossile Leuchten aus den allerersten Augenblicken des Universums. Wenn zukünftige Beobachtungen besondere Muster in diesen Signalen entdecken, könnte dies bestätigen, dass die quadratische Quantengravitation der richtige Weg ist. Das Team plant, seine Vorhersagen zu verfeinern und mit den kommenden Daten zu vergleichen.

Diese Forschung, veröffentlicht in Physical Review Letters, eröffnet somit einen vielversprechenden neuen Weg, um die ersten Momente unseres Universums zu verstehen, ohne auf unendliche Singularitäten zurückgreifen zu müssen. Der nächste Schritt wird sein, dieses Modell durch präzise Beobachtungen von den klassischeren Inflationstheorien zu unterscheiden.

Quelle: Physical Review Letters