Big Bounce

Der Big Bounce (großer Rückprall) ist eine Alternative zum klassischen Urknallmodell. Statt einer Singularität am absoluten Anfang geht dieses Modell davon aus, dass ein vorheriges Universum in sich zusammenfiel und beim Erreichen extremer Dichte wieder nach außen expandierte. Der große Kollaps des alten Kosmos wäre damit zugleich der Urknall des neuen, und einen wahren Anfang gäbe es nicht.

Die Idee eines schwingenden, sich ewig wiederholenden Universums ist alt, scheiterte aber lange an einem Problem: Mit jedem Zyklus müsste die Entropie zunehmen, sodass die Zyklen nicht beliebig oft ablaufen könnten. Neue Modelle umgehen das. Die Schleifen-Quantengravitation zeigt, dass Quanteneffekte eine Singularität verhindern können, weil die Quantengeometrie bei extrem hoher Dichte eine abstoßende Kraft erzeugt, die den Kollaps abfedert und umkehrt. Auch die ekpyrotischen und zyklischen Modelle von Paul Steinhardt und Neil Turok entwerfen einen ewigen Wechsel aus Zusammenziehen und Ausdehnen.

Damit konkurriert der Big Bounce mit dem etablierten Urknall samt Inflation um die Frage, wie alles begann. Beobachtungen, die zwischen den Modellen unterscheiden könnten, etwa feine Spuren in der kosmischen Hintergrundstrahlung, werden intensiv gesucht, eine endgültige Entscheidung steht aber aus.

Für die Science-Fiction ist der Big Bounce besonders reizvoll, weil er ein zyklisches Universum erlaubt, in dem eine Zivilisation vielleicht Informationen über den Rückprall hinweg in den nächsten Kosmos retten könnte. Stephen Baxter spielt in seinem Roman Ring mit dieser Idee, und auch Alastair Reynolds greift verwandte Konzepte in seiner Revelation-Space-Reihe auf.

Roger Penroses Konforme Zyklische Kosmologie (CCC) ist eine elegante Variante des Bounce-Gedankens. Penrose argumentiert, dass ein Universum im Wärmetod und ein Universum kurz nach dem Urknall matematisch identisch sind: Beide haben keine massiven Teilchen mehr, also keine natürliche Längen- oder Zeitskala, und sind deshalb konform äquivalent. In Penroses Modell gibt es kein Knallen und kein Zusammenfallen, sondern eine nahtlose Übergabe von Äon zu Äon, von einem Wärme-Tod-Kosmos zum nächsten Urknall.

Die observationelle Seite der Frage ist interessant. Lee Smoolin und Julian Barbour argumentieren, dass Big-Bounce-Modelle konkrete Spuren in der kosmischen Hintergrundstrahlung hinterlassen sollten. Penrose behauptet, solche Spuren bereits gefunden zu haben: kreisförmige Temperaturmuster in der CMB, die er als Gravitationswellen-Echos aus dem Vorgänger-Äon deutet. Die meisten Kosmologen sehen das als statistisches Artefakt, aber die Debatte ist nicht abgeschlossen.

In der Science-Fiction gehört der zyklische Kosmos zu den großartigsten Hintergründen für Zivilisationsgeschichten auf kosmischer Zeitskala. Wenn Informationen einen Bounce überleben können, entweder durch Penroses Gravitationswellen-Spuren oder durch eine direkte technologische Einschreibung ins Universum, dann gibt es eine Kontinuität jenseits des Todes eines Kosmos, die das Genre als ultimatives Vermächtnis-Thema nutzen kann.