Was ist Quantenkosmologie?
Die Quantenkosmologie ist ein Zweig der theoretischen Physik, der versucht, das Universum eher auf einer Quantenskala als auf einer klassischen Skala zu verstehen. Obwohl es zunächst absurd erscheinen mag, etwas so grundlegend Großes wie das Universum durch einen Zweig der Physik zu beschreiben, der sich typischerweise auf die Welt des Mikroskops konzentriert, kann die Quantenkosmologie tatsächlich dazu beitragen, die Hauptfragen zu erklären, die im Herzen des Verständnisses des Universums liegen. Eines der Hauptziele der Quantenkosmologie ist es, den Zustand des Universums zum Zeitpunkt des Urknalls zu erklären, da viele Eigenschaften des Universums erklärt werden können, wenn die Ursprünge des Systems verstanden werden.
Um die Quantenkosmologie zu verstehen, ist zunächst ein grundlegendes Verständnis der Quantenphysik erforderlich. Während die klassische Physik den Bereich größerer Objekte wie Planeten, feste Objekte und alles betrachtet, was mit bloßem Auge zu sehen ist, befasst sich die Quantenmechanik mit dem Bereich atomarer und subatomarer Teilchen und Wellen. In vielen Fällen verhalten sich Objekte auf einer Quantenskala nach Regeln, die sich von denen makroskopischer Objekte zu unterscheiden scheinen. Trotzdem glauben einige Physiker, dass das Verhalten größerer Objekte den Regeln der Quantenmechanik entspricht; große Körper wie das Universum können daher besser verstanden werden, wenn sie auf Quantenebene beschrieben werden können.
Der zentrale Untersuchungsbereich in der Quantenkosmologie ist das Verhalten und der Zustand des Universums unmittelbar nach dem Urknall. Da herkunftsbezogene Fragen nicht durch Beobachtung beantwortet werden können, besteht das allgemeine Mittel zur Entwicklung von Theorien darin, den aktuellen Zustand des Universums zu betrachten und dann rückwärts auf den Urknall zu extrapolieren, um herauszufinden, wie der Prozess begann. Im Idealfall wird die Kenntnis der Ursprünge des Universums, die durch die Quantenkosmologie gewonnen wurden, es den Wissenschaftlern schließlich ermöglichen, die Zukunft des Universums mit hoher Wahrscheinlichkeit vorherzusagen.
Einige Physiker haben sich für die Quantenkosmologie entschieden, weil sie einen Weg um das enorme Problem ermöglicht, das durch die Untersuchung der Ursprünge des Universums mit der allgemeinen Physik entsteht. Laut Stephen Hawking begann das Universum wahrscheinlich als Singularität, um die die Gesetze der allgemeinen Physik bekanntermaßen zusammenbrechen. Um die Bedingungen nach dem Urknall genau verstehen zu können, ist die Quantenphysik möglicherweise vorzuziehen, da nicht bekannt ist, dass sie in der Nähe einer Singularität einem ähnlichen Zusammenbruch unterliegt.
Die Quantenkosmologie ist ein relativ neuer Zweig der theoretischen Physik und reicht bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts zurück. Als solches neues Feld enthält es natürlich weit mehr Fragen als Antworten zu den Ursprüngen und dem Verhalten des Universums. Dennoch hat dieses faszinierende Gebiet einige der intelligentesten Köpfe der Physik angezogen und scheint bereit zu sein, bedeutende Entdeckungen in den kommenden Jahrhunderten zu ermöglichen.