Zusammenprallende Welten zünden alle paar Billionen Jahre einen neuen Urknall

Die zentrale Rolle in Steinhardts und Turoks Theorie spielt ein Kraftfeld, das so genannte Radionfeld. Dieses Radionfeld agiert in einer aus vier Raumdimensionen und einer Zeitdimension bestehenden Raumzeit, dem so genannten Bulk-Universum. Unser eigenes Universum, das eine Raumdimension weniger besitzt, bildet eine “Bran” (Kunstwort aus Membran) in diesem Bulk-Universum. Außer unserer existiert noch eine weitere Bran ? ein zu unserem eigenen Universum paralleles Schattenuniversum. Diese Bran-Theorie ist eine Variante der Stringtheorie, die aus dem Versuch hervorging, einige grundlegende Probleme der Teilchenphysik zu lösen.

Das von den beiden Kosmologen neu eingeführte Radionfeld erzeugt in unserem Universum die dunkle Energie, die für die erst vor wenigen Jahren festgestellte beschleunigte Ausdehnung des Universums verantwortlich ist. Außerdem erzeugt das Radionfeld die zwischen den beiden Branen wirkende Kraft.

Die für das Radionfeld aus den Grundprinzipien von Quantentheorie und Relativitätstheorie aufgestellte Gleichung ergibt nun folgendes Bild: Die beiden Brane kollidieren in einem Zyklus von einigen Billionen Jahren miteinander. Bei solch einer Kollision wird in unserem Universum der Urknall gezündet. Anschließend bewegen die Brane sich wieder voneinander weg (in der vierten Raumdimension), während sie sich innerhalb ihrer drei Raumdimensionen ausdehnen. Zunächst wird diese Expansion gebremst, nach einigen Milliarden Jahren aber beschleunigt. Während dieser beschleunigten Ausdehnung sind die beiden Brane in der vierten Raumdimension maximal voneinander entfernt und verharren in diesem Zustand für einige Billionen Jahre fast bewegungslos.

Wenn die beiden Brane sich schließlich wieder annähern, wird die Expansion innerhalb der Brane wieder abgebremst, aber nicht gestoppt und schon gar nicht umgekehrt. Unser Universum expandiert also fortwährend. Lediglich während der Kollisionsphase schrumpfen die beiden Brane geringfügig.

Die Konsequenz ist, dass die im Universum durch die Energie des Urknalls erzeugte Materie während der Billionen Jahre dauernden Expansion ausgedünnt wird. Wenn die Brane sich wieder annähern und kollidieren, ist unser Universum praktisch leer, bis die nächste Kollision einen neuen Urknall zündet.

Da die Gravitation ? anders als die anderen physikalischen Grundkräfte ? auch in die vierte Raumdimension hineinwirkt, liefert die Theorie der beiden Forscher auch eine Erklärung für die in unserem Universum bisher nicht gefundene dunkle Materie, die sich aber durch ihre Gravitation bemerkbar macht: Wir können diese Materie in unserem Universum nicht finden, weil sie gar nicht drin ist. Es ist Materie aus der anderen Bran, deren Gravitation aber in unser Universum hineinwirkt.