{"id":23670,"date":"2017-05-22T10:45:19","date_gmt":"2017-05-22T08:45:19","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2017\/05\/22\/der-kalte-fleck-und-der-beweis-fuer-die-existenz-des-multiversums\/"},"modified":"2025-05-14T16:30:37","modified_gmt":"2025-05-14T14:30:37","slug":"der-kalte-fleck-und-der-beweis-fuer-die-existenz-des-multiversums","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2017\/05\/22\/der-kalte-fleck-und-der-beweis-fuer-die-existenz-des-multiversums\/","title":{"rendered":"Der kalte Fleck im Kosmos und der „Beweis“ f\u00fcr die Existenz des Multiversums"},"content":{"rendered":"

In der Wissenschaftsberichterstattung machen gerade wieder Geschichten \u00fcber das Multiversum die Runde. Angeblich h\u00e4tte man nun einen „Beweis“ oder zumindest einen „Hinweis“ darauf gefunden, dass unser Universum nicht allein ist sondern nur eines von vielen Universen (siehe zum Beispiel hier<\/a> (WebCite<\/a>) oder hier<\/a>, WebCite<\/a>). Wir w\u00fcrden in einem „Multiversum“ leben und neue Beobachtungsdaten sollen das belegen.<\/p>\n

Dabei geht es in der wissenschaftlichen Arbeit die all dem zugrunde liegt eigentlich um etwas ganz anderes. Es geht um die Messung der kosmischen Hintergrundstrahlung und den sogenannten „kalten Fleck“. Die Bezeichnungen sind eigentlich selbsterkl\u00e4rend: Bei der kosmischen Hintergrundstrahlung handelt es sich um Strahlung die den gesamten Hintergrund des Kosmos erf\u00fcllt. Und der kalte Fleck ist ein Fleck im Universum an dem es kalt ist. Aber auch wenn das richtig ist hat man dadurch den eigentlichen Punkt noch lange nicht verstanden, weswegen ich doch ein wenig weiter ausholen m\u00f6chte.<\/p>\n

\"Die<\/a>
Die Temperaturverteilung der kosmischen Hintergrundstrahlung und der „kalte Fleck“ (ESA and Durham University<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n

Die kosmische Hintergrundstrahlung ist das \u00e4lteste Licht das im Universum existiert. 400.000 Jahre nach dem Urknall, vor 13,8 Milliarden Jahren, war das junge Universum weit genug abgek\u00fchlt so dass sich all die freien Elektronen an die Atomkerne binden konnten. Jetzt konnte sich erstmals das Licht im Kosmos ausbreiten; zuvor sind die Lichtteilchen immer von den freien Elektronen absorbiert und an ihnen gestreut wurden. Die Strahlung breitete sich aus und ein Teil davon schwirrt heute immer noch durchs All. Da es sich um das \u00e4lteste Licht handelt ist es auch unsere beste Quelle um mehr \u00fcber das junge Universum zu erfahren – ich habe hier sehr ausf\u00fchrlich erkl\u00e4rt wie und was man daraus lernen kann<\/a>.<\/p>\n

Das Licht der kosmischen Hintergrundstrahlung erreicht uns von jedem Punkt des Himmels; es hat aber nicht immer exakt die gleichen Eigenschaften. Es ist generell sehr kalt und hat eine Temperatur die nur minimal \u00fcber dem absoluten Nullpunkt liegt. Aber manchmal ist die kosmische Hintergrundstrahlung ein wenig w\u00e4rmer und manchmal ein wenig k\u00e4lter als der Durchschnitt. Das liegt daran das die Materie im fr\u00fchen Universum nicht absolut gleichm\u00e4\u00dfig verteilt war. In manchen Regionen gab es ein bisschen mehr; in manchen ein bisschen weniger. Diese „Klumpen“ waren wichtig denn sie \u00fcbten eine st\u00e4rkere Gravitationskraft auf ihre Umgebung aus und das f\u00fchrte dazu dass sich die ersten Strukturen und daraus sp\u00e4ter die ersten Sterne und Galaxien im Universum bildeten. Gravitation beeinflusst aber auch das Licht und f\u00fchrt so zu der Variation der Hintergrundstrahlung.<\/p>\n

Es ist also nicht \u00fcberraschend, dass man in der Hintergrundstrahlung kalte (und warme) Flecken findet. Das war zu erwarten und als man sie in den 1990er Jahren das erste Mal entdeckte wurde diese Tatsache auch mit dem Nobelpreis f\u00fcr Physik ausgezeichnet. Es war genau das was das Standardmodell der Urknall-Kosmologie vorhergesagt hat. Und bis heute stimmen die Vorhersagen der Theorie \u00fcber die Variationen der Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung fast exakt mit den Messungen \u00fcberein. <\/p>\n

Aber eben nur fast! 2004 entdeckte man eine Region die heute als „cold spot“ („kalter Fleck“) bekannt ist. Sie nimmt am Himmel ungef\u00e4hr 5 Grad ein (ist also circa 10 mal so gro\u00df wie der Vollmond) und 0.00015 Grad k\u00e4lter als ihre Umgebung. Das ist nicht viel aber mehr als zu erwarten w\u00e4re.<\/p>\n

\"Computersimulation<\/a>
Computersimulation der Struktur des Kosmos<\/figcaption><\/figure>\n

Die bis jetzt favorisierte Erkl\u00e4rung f\u00fcr die Existenz des kalten Flecks hatte mit sogenannten „Voids“ zu tun. Das sind Regionen im Universum in denen sich nichts befindet. Beziehungsweise weniger als sonst irgendwo. Im Kosmos sind die Galaxien ja in Galaxienhaufen angeordnet und diese Haufen in langen „fadenartigen“ Strukturen, den Filamenten<\/i>. Zwischen den Filamenten ist nichts – das sind die Voids<\/i> (siehe dazu hier<\/a> und hier<\/a>). Die Voids haben jetzt erst mal nichts mit der kosmischen Hintergrundstrahlung zu tun. Aber die Hintergrundstrahlung gibt es schon sehr, sehr lange. Wenn sie uns heute<\/i> erreicht, dann war sie 13,8 Milliarden Jahre unterwegs und hat in der Zeit sehr viel erlebt. Sie ist durchs Universum gereist und dabei an Galaxien vorbeigeflogen – und hat vielleicht auch Voids durchquert.<\/p>\n

Seit Albert Einstein wissen wir, dass Licht von Gravitation beeinflusst wird: Es verliert Energie, wird also r\u00f6tlicher, wenn es sich durch ein starkes Gravitationsfeld bewegt und kann diese Energie wieder zur\u00fcck gewinnen, wenn es das Gravitationsfeld verl\u00e4sst. In etwa so wie man Energie aufwenden muss wenn man mit dem Rad einen H\u00fcgel hinauf f\u00e4hrt, dann aber wieder Schwung und Energie gewinnt wenn man hinunter rollt. In einem statischen Universum gleicht sich das aus, unser Universum aber expandiert. Der „H\u00fcgel“ wird in dem Fall also gestreckt w\u00e4hrend das Licht unterwegs ist und der Weg nach „oben“ ist k\u00fcrzer als der Weg nach „unten“. Und umgekehrt geht das ganze genau so, nur das es hier jetzt ein „Loch“ ist bei dem der Weg hinein k\u00fcrzer als der Weg hinaus ist. Die „H\u00fcgel“ sind in der Kosmologie gro\u00dfe Ansammlungen von Materie; die „L\u00f6cher“ sind die Voids. Licht das Voids durchquert hat danach also ein bisschen weniger Energie als vorher – und die Temperatur ist geringer. <\/p>\n

Das nennt man den „Sachs-Wolfe-Effekt“ und ich habe das alles vor zwei Jahren schon mal ausf\u00fchrlich erkl\u00e4rt<\/a>, denn damals haben Wissenschaftler eine Arbeit ver\u00f6ffentlicht um mit genau diesem Effekt die Existenz des kalten Flecks zu erkl\u00e4ren. Sie gingen davon aus, dass der kalte Fleck uns eine Region am Himmel zeigt, in der sich weniger Materie befindet als anderswo weswegen die kosmische Hintergrundstrahlung dort k\u00e4lter ist.<\/p>\n

Und jetzt<\/i> sind wir endlich wieder in der Gegenwart und beim Multiversum angelangt. Denn Ruari Mackenzie<\/i> von der Universit\u00e4t Durham und seine Kollegen haben sich die Sache jetzt nochmal genauer angesehen („Evidence against a supervoid causing the CMB Cold Spot“<\/a>). Sie haben fast 7000 Galaxien vermessen die sich in Blickrichtung des kalten Flecks befinden und das mit Galaxien in einem anderen „normalen“ Teil des Himmels verglichen. Ihr Resultat: Die Verteilung ist nicht sonderlich unterschiedlich. Das Licht aus Richtung des kalten Flecks hat zwar einige Voids durchquert aber wenn man diese Effekte aufsummiert, dann reicht es nicht um die niedrige Temperatur des kalten Flecks zu erkl\u00e4ren.<\/p>\n

\"<\/a>

Verteilung der Galaxien in Blickrichtung des kalten Flecks (unten) und an einem Vergleichspunkt (oben). (Bild: Durham University<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n

Au\u00dferdem sind sie auch noch zu dem Schluss gekommen, dass der kalte Fleck h\u00f6chstwahrscheinlich keine<\/i> zuf\u00e4llige Schwankung in der Temperatur der Hintergrundstrahlung ist. Die Wahrscheinlichkeit daf\u00fcr betr\u00e4gt nur 2 Prozent. <\/p>\n

Mackenzie und seine Kollegen schlie\u00dfen daraus dass Voids und der Sachs-Wolfe-Effekt nicht als Erkl\u00e4rung f\u00fcr den kalten Fleck dienen k\u00f6nnen. Stattdessen muss seine Existenz tats\u00e4chlich etwas mit den Bedingungen in der Fr\u00fchzeit des Universums zu tun haben. Der kalte Fleck ist kein Result dessen was das Licht seit damals auf seiner Reise zu uns erlebt hat. Es ist nicht erst unterwegs kalt geworden – sondern war es von Anfang an. <\/p>\n

Aber was genau<\/i> nun der Grund daf\u00fcr ist, das wissen auch Mackenzie und seine Kollegen nicht. Und die Widerlegung der bisherigen Erkl\u00e4rung bedeutet auch ganz explizit nicht, dass der kalte Fleck ein Beweis f\u00fcr das Multiversum ist! Das k\u00f6nnte<\/i> eine Erkl\u00e4rung sein: Wenn es mehr als ein Universum gibt, dann k\u00f6nnten sich unser Kosmos und ein anderer nach ihrer gemeinsamen Entstehung noch kurzfristig gegenseitig beeinflusst haben (zum Beispiel durch ihre Gravitationskraft) und dabei den kalten Fleck erzeugt haben. Aber wie gesagt: Das ist EINE von vielen Erkl\u00e4rungen und noch dazu eine der etwas exotischeren. Aber nat\u00fcrlich auch eine die maximal spektakul\u00e4r w\u00e4re und auf jeden Fall f\u00fcr Schlagzeilen gut ist. Besonders dann, wenn die Astronomen sie auch noch extra in ihrer Pressemitteilung herausstellen<\/a>.<\/p>\n

In der eigentlichen wissenschaftlichen Arbeit sind die Astronomen deutlich zur\u00fcckhaltender:<\/p>\n

„Man darf nicht vergessen dass der kalte Fleck auch ohne eine Supervoid immer noch durch statistische Fluktuationen und das Standardmodell der Kosmologie erkl\u00e4rt werden kann.“<\/i><\/p><\/blockquote>\n

schreiben Mackenzie und seine Kollegen dort am Ende. Allerdings! Denn die 2% die ich auch oben erw\u00e4hnt habe bedeuten ja: W\u00fcrde man 50 Mal ein Universum so entstehen lassen wie es das Standardmodell der Kosmologie beschreibt, dann h\u00e4tte eines davon einen kalten Fleck so wie wir ihn beobachten. Eine Chance von 1:50 ist jetzt nicht sooo enorm unwahrscheinlich.<\/p>\n

Aber nat\u00fcrlich ist es auch richtig, dass man die Multiversums-Hypothesen als Erkl\u00e4rung heranziehen kann. Ich pers\u00f6nlich habe im Gegensatz zu anderen Wissenschaftlern<\/a> kein prinzipielles Problem mit dem Multiversum (\u00fcber das ich \u00fcbrigens hier sehr viel mehr geschrieben<\/a> habe). Aber aus der Widerlegung einer Hypothese zur Erkl\u00e4rung des kalten Flecks folgt eben nicht die G\u00fcltigkeit einer anderen und noch dazu enorm exotischen Hypothese. So spannend das auch w\u00e4re… \"\"<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

In der Wissenschaftsberichterstattung machen gerade wieder Geschichten \u00fcber das Multiversum die Runde. Angeblich h\u00e4tte man nun einen „Beweis“ oder zumindest einen „Hinweis“ darauf gefunden, dass unser Universum nicht allein ist sondern nur eines von vielen Universen (siehe zum Beispiel hier (<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":23671,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[11],"tags":[5113,318,8536,327,10308,11570,12610,12716,172,15453],"class_list":["post-23670","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-naturwissenschaften","tag-filamente","tag-galaxien","tag-kosmische-hintergrundstrahlung","tag-kosmologie","tag-multiversum","tag-planck","tag-ruari-mackenzie","tag-sachs-wolfe-effekt","tag-universum","tag-void"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23670","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23670"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23670\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":23674,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23670\/revisions\/23674"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/23671"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23670"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23670"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23670"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}