Ist das Multiversum real? Die Wissenschaft hinter „Alles überall auf einmal“

Gibt es Multiversen? Ist unser Universum eines von vielen? Das Multiversum ist ein zentrales Handlungsinstrument in dem Erfolgsfilm Alles überall auf einmal– in bester Position, um bei den 95. Academy Awards, auch bekannt als Oscars, groß zu gewinnen – in dem eine chinesische Einwanderin Paralleluniversen erforscht, in denen sie völlig unterschiedliche Leben führt.

Aber hat das Multiversum eine wissenschaftliche Grundlage?

In dem Film verbindet sich Michelle Yeohs Figur Evelyn Wang mit Versionen ihrer selbst in Paralleluniversen, um zu verhindern, dass das Multiversum zerstört wird. Ist es weit hergeholt? Natürlich! Aber gerade jetzt versuchen Kosmologen herauszufinden, ob es eine Gruppe mehrerer Universen gibt, die parallel zueinander verlaufen – und ob sie bewohnbar sein könnten.

Was ist das Multiversum?

Es ist ein Bündel von Ideen von Kosmologen und Quantentheoretikern darüber, dass unser Universum möglicherweise nicht das einzige ist und dass es eine höhere Struktur mit mehreren anderen Universen teilt. „Einige vermuten, dass der Inflationsschub in den frühen Stadien unseres Universums ewig sein könnte, aus dem sich individuelle Universen herauskristallisieren, die jeweils mit ihren eigenen einzigartigen Gesetzen der Physik geschrieben sind“, sagte er Geraint Lewis Professor für Astrophysik an der University of Sydney, Australien und Autor von „Woher kam das Universum? Und andere kosmische Fragen.“ In dieser kosmologischen Erklärung des Multiversums können die anderen Universen parallel zu unserem eigenen – falls sie existieren – in der Lage sein, Leben zu erhalten oder nicht.

Dieser Inflationsschub in unserem Universum ist natürlich ein wichtiger Beweis dafür, dass unser Universum aus einem heißen, dichten Punkt hervorgegangen ist – dem Urknall. Was jedoch vor dem Urknall geschah – und ob neben unserem eigenen vielleicht gleichzeitig andere Universen entstanden sind – ist völlig unbekannt.

Häufige Missverständnisse über das Multiversum

Es gibt keine Beweise für andere Universen. Das größte Missverständnis über das Multiversum ist also, dass es sich um eine knochenharte Theorie handelt, die bewiesen wurde. „Es ist nicht – es hat nicht wirklich eine mathematische Grundlage – es ist eine Sammlung von Ideen“, sagte Lewis. „Im Kreislauf der Wissenschaft bleibt es im Hypothesenstadium und muss zu einer robusten Aussage werden, bevor wir die Konsequenzen wirklich verstehen können.“

Eine der letzten Theorien von Stephen Hawking vor seinem Tod im Jahr 2018 sagt voraus, dass das Universum endlich und viel einfacher ist, als viele aktuelle Theorien über den Urknall behaupten. Das hat Konsequenzen für das Multiversum-Paradigma. „Wir sind nicht auf ein einziges, einzigartiges Universum beschränkt, aber unsere Ergebnisse implizieren eine signifikante Reduzierung des Multiversums auf eine viel kleinere Auswahl möglicher Universen.“ sagte Falken.

2020 Nobelpreisträger Sir Roger Penrose behauptet dass ein früheres Universum vor dem Urknall existierte und noch heute als Narbe auf dem kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB) zu beobachten ist. Das CMB ist ein schwaches Leuchten sehr langwelliger Mikrowellenstrahlung, die unser Universum erfüllt, was ein wichtiger Teil des Beweises für den Urknall selbst ist. A ähnliche Hypothese zu Penrose wurde letztes Jahr von der Kosmologin Laura Mersini-Houghton vorgeschlagen. Beides sind faszinierende Theorien, aber beide sind unbegründet. Im Moment bleibt das Multiversum eine wunderbare Idee, aber nicht viel mehr.

Kann das Multiversum jemals bewiesen werden?

So wie wir es bisher verstanden haben, nein, weshalb die Diskussion über das Multiversum von einigen Wissenschaftlern lächerlich gemacht wird. Aber das bedeutet nicht, dass es nicht eines Tages eine wissenschaftliche Theorie werden kann. „Wir haben keine Ahnung, ob es testbar ist oder nicht“, sagte Lewis. „Sobald wir die Mathematik in der Hand haben, haben wir die Möglichkeit zu sehen, ob wir die Anwesenheit anderer Universen entdecken können … derzeit haben wir keine Ahnung, auf welchem ​​​​Weg wir uns befinden.“ Was die Wissenschaft braucht, ist eine mathematische Theorie zum Testen. Es hat noch keine.

Könnte es möglich sein, zwischen Paralleluniversen zu springen?

Wenn sie dann existieren, wäre es sicher möglich, zwischen Paralleluniversen zu reisen. Warum nicht? „Ich frage mich, ob die potenziell komplexe Geometrie aller Universen bedeutet, dass sie irgendwie miteinander verbunden sein könnten – über Wurmlöcher und dergleichen“, sagte Lewis. "Das würde bedeuten, dass Rückschlüsse auf ihre Existenz möglich sind und sogar Reisen zwischen Universen möglich sind."

Allerdings wird der Gedanke, zwischen Paralleluniversen hin und her zu springen – ganz zu schweigen davon, andere Versionen von uns selbst darin zu sehen oder zu treffen – ein wenig zu hollywoodreif. Denn was ist, wenn es tatsächlich unendlich viele Paralleluniversen gibt und alle leblos sind? Dies ist ein Bereich, in dem Multiversum-Wissenschaft zu betreiben beginnt.

Ist das Multiversum lebensfreundlich?

Hollywood könnte sich damit zufrieden geben, sich zu fragen, was in einem Paralleluniversum passieren würde, wenn jemand eine andere Lebensentscheidung treffen würde. Kosmologen sind mehr daran interessiert, darüber nachzudenken, ob andere Universen, wenn sie existieren, andere physikalische Gesetze haben könnten als unsere eigenen. Könnten sie noch Leben beherbergen? Das ist die zentrale Frage in neuen Arbeiten zu Multiversumsvorhersagen, von denen die neueste war veröffentlicht diesen Monat. „Wir wissen bereits, dass einige Änderungen der physikalischen Gesetze schnell zu toten und sterilen Universen führen“, sagte Co-Autor Lewis.

Haben wir also einfach Glück, in einem Universum zu leben, das Galaxien bilden kann, die Leben beherbergen können? Es ist nicht so einfach. „Es gibt eine Idee – die Hypothese der seltenen Erden– dass, obwohl unser Universum eindeutig bewohnbar ist, die Bedingungen für Leben verschwindend gering sind“, sagte Lewis. Zusammen mit Kollegen hat er Milliarden von Jahren der Verarbeitung von Elementen in unserem Universum auseinandergenommen, welche Elemente in Sternen erzeugt wurden, wie sie in unserem Universum verteilt waren und welche chemischen Reaktionen stattgefunden haben. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Verhältnis von Kohlenstoff zu Sauerstoff – etwas, das durch Kernreaktionen im Inneren von Sternen bestimmt wird – besonders wichtig zu sein scheint. Dies gilt auch für ein Gleichgewicht zwischen diesen beiden Elementen, obwohl andere Elemente weniger kritisch zu sein scheinen.

„Es gibt diejenigen, die die galaktische Bewohnbarkeit untersuchen und denken, dass Leben an den äußeren Rändern von Galaxien wahrscheinlich extrem selten ist, da es einfach nicht genug Elemente für das Leben gibt“, sagte Lewis. Wenn also Teile unseres Universums unbewohnbar sind, werden es auch Teile – und vielleicht ganze – anderer Universen sein. Wenn jedoch Leben in diesen sogenannten unbewohnbaren Regionen unseres Universums entdeckt würde, dann würde sich plötzlich alles, überall (auf einmal) ändern. „Wenn wir feststellen, dass Leben in vielen dieser Umgebungen üblich ist – was selbst eine bedeutsame Geschichte wäre – dann würde das darauf hindeuten, dass Leben in einem Teil des Multiversums möglich sein sollte“, sagte Lewis.

Hat die Multiversum-Theorie eine Zukunft?

Die Nutzung des Multiversums in Alles überall auf einmal war ein großer Erfolg, aber das Konzept selbst ist noch weit davon entfernt, eine akzeptierte wissenschaftliche Theorie zu werden. „Alle gute Wissenschaft beginnt mit einer (manchmal verrückten) Idee“, sagte Lewis. „Aber die Pfade in Sackgassen auch.“

Wünsche dir einen klaren Himmel und große Augen.