Herr Rosswog, wenn man an den Urknall denkt, kann man tatsächlich sagen, das Universum ist aus dem Nichts entstanden?

Das ist natürlich eine der ganz großen Fragen, auf die es momentan keine abschließende Antwort gibt. Es gibt Forscher, die diesen Standpunkt vertreten, aber ich würde sagen, das können wir im Moment nicht mit Sicherheit sagen. Sollte uns aber nicht davon abhalten, mit interessanten Ideen zu kommen.

Gibt es das Nichts denn überhaupt?

Hier haben Philosophen und Physiker unterschiedliche Vorstellungen, was sie mit „Nichts“ meinen. Wenn man an den Raum zwischen den Sternen denkt, so ist er an irdischen Standards gemessen leer, so leer wie das beste Vakuum, das man auf der Erde erzeugen kann. Wenn man aber genauer hinsieht, enthält dieser Raum immer noch etwa ein Wasserstoffatom pro Kubikzentimeter. Man kann noch einen Schritt weiter gehen: nehmen wir zum Beispiel an, man könnte aus einem Container wirklich alle Atome, jedes einzelne, entfernen – wäre dann wirklich nichts drin?

Und?

Laut der Heisenbergschen Unschärferelation kann man Energien und Zeiten nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmen. Das heißt, selbst wenn man alle Atome entfernt hat, können für kurze Momente Teilchen-Antiteilchen-Paare entstehen. So etwas nennt man Quantenfluktuationen. So gesehen ist noch nicht einmal das Nichts wirklich nichts.

Sind das dann schwarze Löcher?

Nein, das ist etwas anderes. Schwarze Löcher entstehen zum Beispiel, wenn ein massiver Stern explodiert. Dabei entsteht eine Region, in der die Raum-Zeit-Krümmung so extrem wird, dass noch nicht einmal Licht mehr entkommen kann.

Nicht Nichts, dafür ungeheuer dicht: Aus einem schwarzen Loch kommt nichts heraus, nicht einmal Licht.
Nicht Nichts, dafür ungeheuer dicht: Aus einem schwarzen Loch kommt nichts heraus, nicht einmal Licht. | Bild: afp

Ein schwarzes Loch ist also nicht nichts, es kann nur nichts herauskommen?

Genau. Ein schwarzes Loch hat ein paar wenige Eigenschaften wie etwa Masse und es kann sich um sich selbst drehen. Andere Eigenschaften dagegen gehen verloren. Der große Unterschied: Die Quantenfluktuationen kommen aus der Quantentheorie, schwarze Löcher hingegen sind eine Vorhersage von Einsteins Relativitätstheorie. Und die beiden Theorien passen momentan nicht wirklich zusammen. Seit fast 100 Jahren versucht man, zu verstehen, wie die zusammenpassen.

Und wie erforscht man das Nichts?

Das kommt darauf an, was man genau fragt. Wenn man verstehen möchte, was in der Nähe von schwarzen Löchern passiert, beinhaltet das sehr viel theoretische Modellierung, die dann zum Beispiel einem Realitätstest durch Teleskop-Beobachtungen standhalten muss. Wenn man sich dagegen für die Quantenfluktuationen interessiert, muss man Experimente an Elementarteilchen-Laboren durchführen.

Hört sich aufwendig an.

Ja. Eine kleine Anekdote zu den Gravitationswellen, einer Vorhersage Einsteins von 1916, die 2015 erstmals nachgewiesen wurden: Es ist unglaublich schwierig, Gravitationswellen zu messen. Um sicherzustellen, dass die Detektoren präzise arbeiten, haben die Direktoren ein falsches Signal eingespeist. Das hat höchste Entzückung bei den Wissenschaftlern ausgelöst und sie haben das Signal tatsächlich korrekt interpretiert. Sie dachten nun natürlich, sie hätten den Nobelpreis gewonnen, der Champagner war schon bestellt. Und dann kamen die Direktoren und eröffneten: Sorry, das war kein echtes Signal. Aber 2017 haben sie ja dann wirklich den Nobelpreis gewonnen.