Eine kleine Notiz über die Natur der Gravitation führt zu Konsequenzen im kosmischen Maßstab – zu Schlussfolgerungen über die Geburt neuer Welten aus Schwarzen Löchern und über das „Erbe“der Zeit durch junge Universen.
Für Science-Fiction-Fans ist die Idee, dass neue Universen in Schwarzen Löchern geboren werden können und dass unsere eigene Welt das Produkt eines Schwarzen Lochs ist, nicht neu. Diese Idee hat jedoch noch keine würdige mathematische Beschreibung. Bis der junge und verzweifelte theoretische Physiker Nikodem Poplawski zur Sache ging. Er ist bereits auf unseren Seiten erschienen, in einer Geschichte über ein ebenso interessantes Werk zum ungefähr gleichen Thema („Die Welt in einem Loch“).
Nach Poplavsky folgt die Hypothese, dass Schwarze Löcher die Vorläufer neuer Welten sind, natürlich aus einer leicht korrigierten Vorstellung von der Natur der Raumzeit. Er stellt fest, dass die traditionellen Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie die Eigenschaften von Teilchen mit halbzahligem Spin nicht berücksichtigen. Aber sie werden von einer der alternativen Gravitationstheorien, der Einstein-Cartan-Theorie, berücksichtigt.
Es beschreibt, dass Teilchen mit halbzahligem Spin interagieren sollten, wodurch eine schwache Abstoßungskraft entsteht. Unter normalen Umständen ist es zu klein, um eine signifikante Auswirkung zu haben. Aber in Fällen, in denen die Dichte der Materie kolossale Werte erreicht, die höher sind als die eines Atomkerns, wird diese Abstoßung signifikant. In diesem Fall, glaubt Poplavsky, sollte es die Bildung einer Singularität im Zentrum des Schwarzen Lochs verhindern, einem hypothetischen Punkt, an dem sich das Raum-Zeit-Kontinuum ins Unendliche erstreckt. Diese scheinbar persönliche Bemerkung hat weitreichende Konsequenzen.
Zuerst sollte man sich daran erinnern, dass die gegenwärtige Größe des Universums viel größer ist als das, was es erreichen könnte, wenn es sich während seiner Existenz mit der gleichen Geschwindigkeit ausdehnt. Dieses Paradoxon wird normalerweise gelöst, indem das Konzept der Inflation eingeführt wird, einer beschleunigten (sogar schneller als die Lichtgeschwindigkeit) Expansion des Universums in den frühen Stadien seiner Existenz. Das Inflationsmodell ist das am häufigsten akzeptierte, aber es sieht nicht sehr elegant aus, da es zu viele Annahmen und zusätzliche Erklärungen dafür erfordert, warum die Inflation aufgetreten ist und warum sie endete. Sein Platz könnte laut Poplavsky sehr wohl durch die Abstoßung von Halbspin-Teilchen eingenommen werden.
Eine weitere Folge dieses Ansatzes ist die Bestätigung der Möglichkeit der Geburt neuer Universen innerhalb von Schwarzen Löchern eines bestimmten Typs. Wo die Abstoßung einerseits die Bildung einer Singularität verhindert und andererseits die Akkumulation von Energien kolossaler Dichte ermöglicht, wachsen Quantenfluktuationen in riesigem Ausmaß und führen zur Entstehung neuer Paare virtueller Teilchen, und dann zur Expansion eines neuen Universums.
Dies ist ein ähnliches Phänomen wie der Urknall. „Die augenblickliche Expansion bleibt für Beobachter von außerhalb des Schwarzen Lochs unsichtbar, für sie laufen alle Prozesse innerhalb seines Ereignishorizonts unbegrenzt weiter“, kommentiert Poplavsky. Als Ergebnis wird ein neues Universum gebildet, mit einem eigenen getrennten „Zweig“der Raumzeit. Interessanterweise bietet solch ein nicht standardmäßiger Ansatz auch eine Lösung für ein weiteres wichtiges Rätsel der modernen Kosmologie, das mit der Existenz eines unidirektionalen Zeitpfeils zusammenhängt.
Sie können darüber ausführlich in der Notiz „Das ewige Problem der Zeit“nachlesen, aber hier genügt es zu sagen, dass die uns bekannten Naturgesetze in keiner Weise in eine bestimmte Richtung weisen. Wenn Sie gedanklich die Zeit zurückdrehen, werden alle Formeln und Berechnungen der klassischen und Quantenmechanik, der Elektrodynamik und der Relativitätstheorie immer noch beachtet (außer dass einige Größen das Vorzeichen in das Gegenteil ändern). Inzwischen hat die Zeit eine Richtung, der man nur schwer widersprechen kann.
Aber nach den Berechnungen von Nikodem Poplavsky „fliegt“der Zeitpfeil auf ganz natürliche Weise: Seine Richtung wird durch den asymmetrischen Materie- und Energiefluss bestimmt, der aus dem „Mutter“-Universum in das Schwarze Loch fällt. Somit fließt die Zeit buchstäblich von ihrer „Mutter“in das neue Universum, vielleicht zusammen mit einigen anderen Eigenschaften.
