In der Stringtheorie sind die grundlegenden Bausteine unseres Universums Fäden ? “Strings” ? von der unvorstellbar winzigen Länge von zehn Billionstel Trilliardstel Millimeter (10 hoch minus 35 Meter). Die bekannten physikalischen Elementarteilchen entsprechen unterschiedlichen Schwingungszuständen dieser Fäden.
Natürlich muss die Stringtheorie für alle überprüften Vorhersagen der Teilchentheorien und der Relativitätstheorie die gleichen Aussagen machen wie diese Theorien. So ist es nicht verwunderlich, dass es bisher keine experimentellen Tests der Stringtheorie gibt. Die Teilchenbeschleuniger der Physiker sind weit davon entfernt, die Energien aufzubringen, bei denen die neuen Vorhersagen der Stringtheorie überprüft werden könnten.
Doch zumindest einmal in der Geschichte des Universums wurden solche Energien freigesetzt. “Im Urknall sehen wir die Energien, die wir brauchen, um subtile Indizien für die Stringtheorie entdecken zu können”, sagt Easther. Der Wissenschaftler und seine Kollegen haben berechnet, wie sich die Stringtheorie in dem heute noch beobachtbaren Nachglimmen des Urknalls bemerkbar machen würde.
Dieses Nachglimmen ? die kosmische Hintergrundstrahlung ? hat sich bis heute auf eine Temperatur von etwa minus 270 Grad Celsius oder 2,73 Grad Celsius über dem absoluten Temperaturnullpunkt abgekühlt. Die Temperatur ist aber nicht exakt gleichförmig, sondern man findet räumlich verteilt kleine Temperaturschwankungen in der Hintergrundstrahlung. Aus diesen Schwankungen kann man auf physikalische Ereignisse in der Frühzeit des Universums zurückschließen.
Unter anderem ? das zeigen jetzt Easther und seine Kollegen ? muss auch die Stringtheorie diesen Schwankungen ihren Stempel aufgeprägt haben. Denn gemäß der Inflationstheorie hat sich das Universum kurz nach dem Urknall ? genauer: eine Billionstel Trilliardstel Sekunde (10 hoch minus 33 Sekunden) nach dem Urknall ? um den gigantischen Faktor von 100.000 Trilliarden (10 hoch 26) aufgebläht. Dadurch haben sich quantentheoretisch verursachte Schwankungen, die zunächst in der Größenordnung der winzigen Stringlänge auftraten, bis heute auf eine Größe von mehreren Lichtjahren ausgedehnt.
Die Physiker hoffen, dass der ESA-Satellit Planck, dessen Start für das erste Quartal 2007 vorgesehen ist, diese Temperaturschwankungen in der kosmischen Hintergrundstrahlung entdecken wird. Ihren Berechnungen zufolge könnten die von der Stringtheorie verursachten Schwankungen bis zu einem Prozent der Größenordnung erreichen, in der sich die aufgrund anderer physikalischer Prozesse vorhergesagten Schwankungen bewegen.
