Ekpyrotisches Modell

Das Ekpyrotische Modell wurde 2001 von Paul Steinhardt, Neil Turok und Kollegen vorgestellt und bietet eine Alternative zur kosmischen Inflation. Der Name stammt vom griechischen Wort Ekpyrosis (Feuer) und verweist auf die stoische Vorstellung eines Universums, das in ewigen Zyklen aus Feuer geboren wird.

Das Modell basiert auf der M-Theorie und beschreibt unser Universum als eine dreidimensionale Bran (Membran) in einem höherdimensionalen Raum. Der Urknall war demnach die Kollision unserer Bran mit einer benachbarten Bran. Die dabei freigesetzte Energie erzeugte die Materie und Strahlung, die wir heute beobachten.

Das Ekpyrotische Modell löst dieselben kosmologischen Probleme wie die Inflation (Horizontproblem, Flachheitsproblem), kommt aber ohne die überlichtschnelle Ausdehnung der Inflation aus. Steinhardt und Turok erweiterten es später zum Zyklischen Modell, in dem Bran-Kollisionen sich periodisch wiederholen. In der Science Fiction hat die Idee kollidierender Universen direkte Verwandte: Stephen Baxters Manifold-Reihe und Greg Bears Eon-Trilogie spielen mit ähnlichen kosmologischen Szenarien.

Für Kosmologen ist das Ekpyrotische Modell interessant, weil es bestimmte Vorhersagen macht, die sich von denen der Inflation unterscheiden. Besonders relevant sind Vorhersagen über primordiale Gravitationswellen: Die Inflation sagt einen spezifischen Anteil von Gravitationswellen im kosmischen Mikrowellenhintergrund voraus, das Ekpyrotische Modell dagegen einen sehr kleinen. Wenn zukünftige Messungen den Gravitationswellen-Anteil bestimmen können, wäre das ein direkter Test beider Theorien.

Das Zyklische Modell, die Weiterentwicklung durch Steinhardt und Turok, beschreibt ein Universum ohne Anfang und Ende, das in Billionen-Jahres-Zyklen immer wieder durch Bran-Kollisionen neu erzeugt wird. Jede Kollision führt zu einem Universum ähnlich unserem. Die philosophische Frage, was zwischen den Kollisionen existiert und ob diese Zyklen unendlich zurückreichen, beantwortet das Modell nicht. In diesem Sinne schiebt es das Rätsel des Anfangs nur einen Schritt zurück.