Die Inflationstheorie
Die kosmische Inflation soll unmittelbar nachdem Urknall erfolgt sein und ist eine Phase extremer Expansion des Universums. Man glaubt das das Universum sich in dieser winzigen Zeit um den
Faktor 10 hoch 26 ausgedehnt hat. Konkret würde das heißen das sich das Universum von einem Durchmesser weit unter der eines Protons auf einen Durchmesser von 10 cm ausgebreitet hat.
Die Theorie der kosmischen Inflation war notwendig geworden weil das bisherige Urknallmodell mehrere Unzulänglichkeiten enthielt die dann durch das inflationäre Universum gelöst worden. Mit der Theorie konnte das Problerm gelöst werden das das Universum selbst in sehr weit entfernten Regionen gleichartige Eigenschaften aufweist. Die Inflation löst dieses Rätsel, indem sie formulierte, dass das Universum vor dieser Phase viel kleiner und homogener war, wodurch alle Teile miteinander interagieren konnten. Ein weiteres Problem ist die durch Beobachtung festgestellte geometrische Flachheit des Weltalls was ohne die Inflation nicht erklärbar wäre. Jede noch so geringe Abweichung von der Flachheit hätte dazu geführt das das Universum heute gekrümmt wäre. Die anfängliche Inflation mit ihrer extremen Ausdehnung hat jede bestehende Krümmung effektiv geglättet.
Ein hypothetisches Feld mit hoher Energie im frühen Universum soll die Inflation angetrieben haben. Als das Feld seine Energie verloren hatte wandelte es diese in Materie und Strahlung um. Der scheinbare Widerspruch wird dadurch gelöst das der Energieverlust nicht bedeutet das die Energie verschwindet. Stattdessen wandelt sich die potentielle Energie des Feldes in andere Formen von Energie um. Dieser Prozess wird als "Reheating" bezeichnet. Dabei zerfällt das Inflationsfeld und seine Energie wird in Teilchen umgewandelt, die Materie und Strahlung bilden.
Die Beweise für die Inflation sind zahlreich und weitgehend überzeugend. Das Nachglühen des Urknalls, der sogenannte Mikrowellenhintergrund zeigt winzige Temperaturschwankungen die den Quantenfluktuationen entsprechen, die während der Inflation entstanden sein sollen. Auch die Verteilung von Galaxie und Galaxienhaufen läßt sich gut mit den Vorhersagen der Inflationstheorie in Übereinstimmung bringen.
Die Idee des inflationären Universums wurde 1981 von dem amerikanischen Kosmologen Alan Guth vorgeschlagen. Die Theorie war kein Bestandteil des ursprünglichen Urknallmodels sondern ergänzte das Modell. Vorarbeiten hatte der Kosmologe Andrei Linde geleistet der dafür 2004 den Gruber-Preis für Kosmologie bekam.
Trotz des Erfolges der Inflationstheorie blieben viele Fragen offen wie zb. Was die Inflation ausgelöst hatte. Oder wie läßt sich die Inflationstheorie man der Quantengravitation vereinbaren.Fest steht, die Theorie der kosmischen Inflation hat unser Verständnis des frühen Universums revolutioniert und bietet einen Rahmen für weitere Entdeckungen über die Ursprünge und die Entwicklung unseres Kosmos.
LINK