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Science
07/13/2020

Paralleluniversum: Das sagen die Forscher zu ihrer Entdeckung

Im antarktischen Eis wurde etwas gemessen, für das es noch keine Erklärung gibt.

von Franziska Bechtold

Wenn Wissenschaftler etwas finden, das sie nicht erklären können, stellen sie zunächst eine riesige Liste an möglichen Theorien auf. Im Falle einer Entdeckung im Eis der Antarktis reicht diese Liste von einer ungenauen Messung bis hin zur Existenz eines Spiegeluniversums. Theoretisch ist das möglich, auch wenn es dafür bisher keinerlei Beweise gibt.

Widerlegt wurde die Theorie bisher aber auch nicht. Das nahmen Anfang Juni einige Medien wie die New York Post zum Anlass, aus Ereignissen, die 2016 und 2018 registriert wurden, den Beweis für „ein Spiegeluniversum, in dem Zeit rückwärts läuft“ zu konstruieren. Das wäre eine unglaubliche Entdeckung – zumindest, wenn die Wissenschaftler tatsächlich einen Beweis dafür gefunden hätten.

Ein Ort, an dem die Zeit rückwärts läuft

Doch der Reihe nach. Was ist überhaupt ein Spiegeluniversum? Es greift die Theorie von Paralleluniversen auf, also die Idee, dass unser Universum mindestens einen Zwilling hat. Im Falle eines Spiegeluniversums ist das vergleichbar mit einem symmetrischen Punkt, an dem sich ein Objekt spiegelt – geformt wie eine Sanduhr.

Der Punkt ist der Urknall, von dem aus sich unser Universum ausdehnt. Die Theorie des Spiegeluniversums besagt nun, dass sich vom Punkt des Urknalls ein zweites Universum in die entgegengesetzte Richtung ausdehnt. Will man dieses Universum möglichst spektakulär beschreiben, sagt man, dass dort die Zeit rückwärts läuft. Allerdings nur relativ zu unserer Zeitmessung.

Denn die beginnt mit dem Urknall. Aus unserer Sicht ist der Urknall null und alles was hinter diesem Punkt liegt, muss negativ sein, da es sich weiter in die Vergangenheit ausdehnt. Aus Sicht der Spiegel-Erde-Bewohner ist hingegen unser Universum das, in dem die Zeit rückwärts läuft.

Diese Symmetrie bedeutet aber auch, dass die physischen Gesetze gespiegelt werden. Sie funktionieren aber trotzdem genauso wie in unserem Universum. Dreht sich ein Neutrino in unserem Universum nach rechts, dreht es sich im Spiegeluniversum nach links. Ist ein Teilchen in unserem Universum positiv geladen, ist es im Spiegeluniversum negativ geladen.

Neutrino-Messungen

Für das Entstehen der ganzen Geschichte sind 2 Messstationen von Bedeutung: Die Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA) und das IceCube Neutrino Observatory. ANITA konnte mehrere Male ultra-energiereiche kosmische Strahlung messen, die auf Neutrinos hinweist. Neutrinos sind winzige Teilchen, die so gut wie keine Masse haben. Sie entstehen an Orten extremer nuklearer Reaktionen wie im Zentrum unserer Sonne oder während einer Supernova.

Von diesem Ursprung aus fliegen sie in einer geraden Linie weiter, ohne starke Wechselwirkungen wie etwa durch Gravitation oder elektromagnetische Ladung zu erfahren. Hunderte Milliarden Neutrinos durchqueren pro Sekunde unseren Körper und unsere Erde. Wenn sie am anderen Ende der Erde – dem Südpol – wieder herauskommen, kann ANITA sie messen.

Während der unvorhergesehenen Ereignisse konnte ANITA vermeintlich Neutrinos mit einer extrem hohen Energie erkennen, IceCube allerdings nicht, obwohl sie in ihren Aufzeichnungen hätten auftauchen müssen. Deshalb untersuchten sie die Daten und identifizierten 2 mögliche Ursachen für ihr auftauchen: Entweder es handelt sich um eine fehlerhafte Messung oder ein bisher unbekanntes Kapitel in der Physik muss aufgeschlagen werden.

Forscher bremsen Hoffnungen

Dass von dieser Schlussfolgerung in der medialen Berichterstattung ausgerechnet und allein das Spiegeluniversum übrigblieb, hat bei den Forschern einige Irritationen ausgelöst. "Wir haben eigentlich keine Vermutung darüber aufgestellt, dass es sich bei diesen Messungen um einen Beweis für ein Spiegeluniversum handeln könnte“, erklärt Ibrahim Safa, einer der Mitautoren der IceCube-Studie, im Gespräch mit der futurezone.

Ausgelöst wurden die Spekulationen offenbar durch eine andere Studie, die allerdings nur vorveröffentlicht und nie freigegeben wurde. „ANITA hat zwei merkwürdige Signale erkannt. Aber wenn man ein ganzes Universum erfindet, um das zu erklären, dann braucht man die nötigen Beweise, um diese Behauptung zu untermauern“, sagt Safa. Und diese Beweise gebe es einfach nicht, so nett die Idee auch sei.

Das Märchen vom Spiegeluniversum

Eigentlich sei er von den ersten Schlagzeilen amüsiert gewesen, sagt Safa. Als man aber darauf hingewiesen hat, dass „Spiegeluniversen“ nicht das Ergebnis ihrer Arbeit waren und die betroffenen Medien nicht reagierten, ging Safa frustriert über Twitter an die Öffentlichkeit.

Dort schrieb er: „Ich: Wir haben uns ANITA Ereignisse angesehen und es kann sich nicht um Neutrinos aus dem Standardmodell handeln. Wahrscheinlich ist das ein Ergebnis unseres unvollständigen Verständnisses vom antarktischen Eis, aber es besteht die Möglichkeit, dass es sich um ein neues physikalisches Phänomen handelt. Tabloids: PARALLELUNIVERSUM!!!.“ 

Was ist in der Antarktis passiert, dass auf ein solches Spiegeluniversum schließen lassen könnte? ANITA hat eine Anomalie entdeckt die Neutrinos zeigen könnte, die eine extrem hohe Energie haben. So hoch, dass sie es eigentlich nicht einfach durch die Erde schaffen könnten, ohne auf andere Partikel zu krachen.

„Sie bewegen sich wie Steine, die man über einen See springen lässt. Sie stoßen an andere Teilchen und verlieren immer weiter an Energie“, erklärt Safa. Für Neutrinos, die durch die Erde geflogen sind, war ihre Energie zu hoch. Ignoriert man alle anderen Erklärungen, kann man zur Schlussfolgerung kommen, dass im Inneren der Erde Neutrinos aus Dunkler Materie entstehen, die auf die Existenz eines Spiegeluniversums hinweisen könnten.  

Rätsel des antarktischen Eis

Das ist eine Theorie und sie kann natürlich solange bestehen, bis sie widerlegt wurde. Die Wissenschaftler präsentierten aber andere, sehr viel wahrscheinlichere Lösungen für das Rätsel. Eigentlich hätte auch IceCube diese Neutrinos messen müssen, da die Sensoren des Detektors viel feiner sind als die von ANITA, der Einfallswinkel aber die Messstation hätte treffen müssen. Doch sie konnten keinen Hinweis darauf in ihren Daten finden. Eine der wahrscheinlichsten Erklärungen für Safa ist, dass man zu wenig über das antarktische Eis weiß. 

So könnten die Neutrinos nicht durch die Erde geflogen sein, sondern trafen von oben auf das Eis. Dort wurden sie von einer unbekannten Eis-Formation reflektiert und so verändert, dass IceCube sie nicht entdecken konnte. Eine ähnliche Erklärung wäre die Neutrinooszillation. Bisher konnten 3 Arten von Neutrinos nachgewiesen werden. Die Teilchen können zwischen diesen Arten hin- und herwechseln. Auch so können sie einem Detektor wie IceCube entgehen. Oder bei der Entdeckung handelt es sich um eine vierte, bisher unbekannte Art von Neutrinos. 

„Die Geschichte von Neutrino-Physik dreht sich um Anomalien, so finden wir neue Arten von Neutrinos. Deshalb sind wir Physiker immer aufgeregt, wenn wir so eine Entdeckung machen, denn es könnte bedeuten, dass wir auf etwas bisher unbekanntes stoßen“, sagt Safa. Bevor jedoch erneut eine solche Anomalie auftaucht, wird man nicht herausfinden, was wirklich dahinter steckt. Ein wirklich spannendes Rätsel also, das es zu lösen gilt – auch, wenn es schlussendlich „nur“ Aufschluss über das Eis auf unserem eigenen Planeten gibt.

Wie ANITA und IceCube in der Antarktis arbeiten und welche Rolle Dunkle Materie dabei spielt, lest ihr am Dienstag auf futurezone.at.