Die Zeitskala des Universums ist verglichen mit der des menschlichen Lebens sehr lange. Es überrascht daher nicht, dass man bis vor kurzem dachte, das Universum wäre im Wesentlichen statisch und unveränderlich in der Zeit. Andererseits muss es offensichtlich gewesen sein, dass die menschliche Gesellschaft sich in der Kultur und in der Technologie weiter entwickelt. Das zeigt aber auch, dass die gegenwärtige Phase der menschlichen Geschichte nicht länger als einige Tausend Jahre gedauert haben kann. Andernfalls wären wir weiter entwickelt als wir es heute sind. Es war folglich ganz natürlich zu glauben, dass die Menschheit und möglicherweise das gesamte Universum einen Anfang in ziemlich naher Vergangenheit hatten. Jedoch waren viele Leute mit der Idee unglücklich, dass das Universum einen Anfang hatte, weil das die Existenz eines übernatürlichen Wesens anzudeuten schien, welches das Universum geschaffen hat. Sie zogen es vor zu glauben, dass das Universum und die Menschheit schon immer bestanden haben. Ihre Erklärung für menschlichen Fortschritt war, dass es periodisch Fluten gegeben hat oder andere Naturkatastrophen, die wiederholt die Menschheit auf einen primitiven Zustand zurück warfen.

Diese Argumentation, ob das Universum einen Anfang hatte oder nicht, bestand fort bis ins 19. und 20. Jahrhundert. Sie wurde hauptsächlich hergeleitet auf der Grundlage von Theologie und Philosophie, mit wenig Berücksichtigung von beobachtbaren Beweisen. Das mag angemessen gewesen sein beim Vorliegen eines notorisch unzuverlässigen Charakters kosmologischer Beobachtungen, wie das bis vor kurzem der Fall war. Der Kosmologe Sir Arthur Eddington sagte einmal, "Sorgen Sie sich nicht, wenn Ihre Theorie nicht mit den Beobachtungen übereinstimmt, denn die sind vermutlich falsch". Wenn jedoch Ihre Theorie nicht mit dem zweiten Gesetz der Thermodynamik im Einklang steht, ist sie in ernsthaften Schwierigkeiten. Tatsächlich steht die Theorie, dass das Universum schon immer bestanden hat, in ernsthaftem Konflikt mit dem zweiten Gesetz der Thermodynamik. Dieses Gesetz stellt fest, dass Unordnung sich stets mit der Zeit erhöht. Wie das Argument zum menschlichen Fortschritt deutet es darauf hin, dass es einen Anfang gegeben haben muss. Andernfalls befände sich das Universum in einem Zustand der kompletten Unordnung, und alles hätte die gleiche Temperatur. In einem unendlichen und ewigen Universum würde jede Blickrichtung auf der Oberfläche eines Sternes enden. Das würde bedeuten, dass der Nachthimmel so hell wie die Oberfläche der Sonne wäre. Die einzige Möglichkeit, dieses Problem zu vermeiden, bestünde darin, dass aus irgendeinem Grund die Sterne nicht vor einer bestimmten Zeitpunkt geschienen haben.

In einem Universum, das im Wesentlichen statisch wäre, gäbe es keinen dynamischen Grund, warum die Sterne zu irgend einem Zeitpunkt plötzlich eingeschaltet werden sollten. Irgendeine derartige "Einschaltzeit" hätte durch eine Intervention von außerhalb des Universums veranlasst werden müssen. Die Situation wäre jedoch anders, wenn man sich vorstellt, dass das Universum nicht statisch ist, sondern sich ausdehnt. Galaxien bewegen sich ständig von einander weg. Das heißt, dass sie in der Vergangenheit enger zusammen waren. Man kann die wachsende Entfernung von zwei Galaxien als eine Funktion der Zeit darstellen. Wenn es keine Beschleunigung durch die Schwerkraft gäbe, würde das Diagramm eine gerade Linie sein. Sie würde nach unten bis zum Abstand Null vor ungefähr zwanzig Milliarden Jahren laufen. Man würde erwarten, dass die Schwerkraft die Galaxien aufeinander zu beschleunigen würde. Das bedeutet, dass das Diagramm der Auseinanderbewegung von zwei Galaxien nach unten verbogen würde, unterhalb der geraden Linie. Daher würde die Zeit bis zur Entfernung Null weniger als zwanzig Milliarden Jahren betragen. Zu diesem Zeitpunkt, dem Urknall, wäre sämtliche Materie im Universum in einem Punkt vereint. Die Dichte wäre unendlich. Es wäre etwas, was man Singularität nennt. Bei einer Singularität wären alle Gesetze der Physik zusammen gebrochen. Das bedeutet, dass der Zustand des Universums nach dem Urknall von nichts abhängt, was einmal davor geschehen sein kann, weil die deterministischen Gesetze, die das Universum steuern, beim Urknall zusammenbrechen. Das Universum entwickelt sich ab dem Urknall vollständig unabhängig von allem, was davor war. Sogar die Menge der Materie im Universum kann von der vor dem Urknall abweichen, da das Gesetz der Erhaltung der Materie beim Urknall zusammenbricht.

Da Ereignisse vor dem Urknall keine feststellbaren Konsequenzen haben, kann man sie aus der Theorie heraus schneiden und sagen, dass die Zeit beim Urknall anfing. Ereignisse vor dem Urknall sind einfach nicht definiert, weil es keine Möglichkeit gibt zu messen, was bei ihnen geschah. Diese Art des Anfangs des Universum und der Zeit selbst ist sehr verschieden von den Anfängen, wie man sie früher angenommen hatte. Diese mussten dem Universum durch irgendeine externe Instanz auferlegt werden. Es gibt keinen dynamischen Grund, warum die Bewegung der Körper im Sonnensystem nicht in der Zeit zurückverfolgt werden könnte, weit über das Jahr 4.004 v.Chr. hinaus, dem Datum für die Erschaffung des Universums gemäß dem Buch Genesis. So hätte es die direkte Intervention von Gott erfordert, wenn das Universum an diesem Datum angefangen hätte. Im Gegensatz dazu ist der Urknall ein Anfang, der erforderlich war durch die dynamischen Gesetze, die das Universum regeln. Er ist folglich wesentlich für das Universum und nicht bewirkt von außen.

Obwohl die Gesetze der Wissenschaft vorauszusagen schienen, dass das Universum einen Anfang hatte, schienen sie auch vorauszusagen, dass man nicht feststellen könnte, wie das Universum seinen Anfang nahm. Das war offensichtlich sehr unbefriedigend. So unternahm man eine Anzahl von Versuchen, die Schlussfolgerung zu umgehen, dass es eine Singularität unendlicher Dichte in der Vergangenheit gegeben hat. Ein Vorschlag sollte das Naturgesetz über die Schwerkraft derart ändern, dass sie abstoßend wirken würde. Dies könnte zu einem Diagramm des Auseinandertriftens von zwei Galaxien führen in Form einer Kurve, die sich Null nähert, aber zu beliebiger endlicher Zeit in der Vergangenheit nie wirklich erreicht. Stattdessen sollten sich, so die Idee, während der Fortbewegung der Galaxien voneinander neue Galaxien im Zwischenraum bilden, und zwar aus Materie, von der man annahm, dass sie fortwährend neu ensteht. Das war die Steady State Theorie, vorgeschlagen durch Bondi, Gold und Hoyle.

Die Steady State Theorie war etwas, das Karl Popper eine gute wissenschaftliche Theorie nennen würde: sie machte definitive Vorhersagen, die durch Beobachtung überprüft und möglicherweise widerlegt werden konnten. Leider wurde die Theorie widerlegt. Der erste Ärger kam mit den Cambridge-Beobachtungen zur Anzahl von Radioquellen unterschiedlicher Stärke. Man würde erwarten, dass die schwächeren Quellen im Durchschnitt auch die weiter entfernten sein würden. Man würde folglich auch erwarten, dass sie zahlreicher wären als helle Quellen, die uns tendenziell näher wären. Jedoch stieg das Diagramm der Zahl der Radioquellen, entgegen ihrer Stärke, bei schwachen Strahlungsquellen viel kräftiger an als die Steady State Theorie voraussagte. Es gab Versuche, das Anzahl-Diagramm dadurch zu erklären, dass man annahm, einige der schwachen Radioquellen befänden sich innerhalb unserer eigenen Galaxie und würden daher nichts über die Kosmologie aussagen. Dieses Argument hielt den weiteren Beobachtungen nicht wirklich stand. Aber der abschließende Nagel im Sarg der Steady State Theorie kam 1965 mit der Entdeckung der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung. Diese Strahlung ist dieselbe in allen Richtungen. Sie hat das Spektrum von Strahlung im thermischen Gleichgewicht bei einer Temperatur von 2,7 Grad über dem absoluten Nullpunkt. Scheinbar gibt es keine Möglichkeit, diese Strahlung mit der Steady State Theorie zu erklären.

Ein anderer Versuch, einen Anfang der Zeit zu vermeiden, war der Vorschlag, dass möglicherweise nicht alle Galaxien von einem einzelnen Punkt in der Vergangenheit herkommen. Obgleich sich die Galaxien im Durchschnitt mit einer gleich bleibenden Rate voneinander weg bewegen, haben sie auch kleine zusätzliche Geschwindigkeiten relativ zur konstanten Expansion. Diese sogenannten "sonderbaren Geschwindigkeiten" der Galaxien können sich seitlich zur Hauptrichtung der Expansion bewegen. Es wurde argumentiert, dass bei Zurückverfolgung der Positionen der Galaxien in der Zeit die seitwärts gerichteten "sonderbaren Geschwindigkeiten" bewirken würden, dass die Galaxien nicht von einem Punkt ausgegangen sein könnten. Stattdessen könnte es eine vorhergehende Kontraktionsphase des Universums gegeben haben, bei der sich die Galaxien auf einander zu bewegten. Die seitlich gerichteten Geschwindigkeiten könnten bewirkt haben, dass die Galaxien nicht zusammenstießen, sondern hinter einander davon geeilt sind und dann begonnen haben, sich voneinander fort zu bewegen. Es hätte keine Singularität endloser Dichte oder einen Zusammenbruch der Gesetze der Physik gegeben. So bestünde für das Universum und die Zeit keine Notwendigkeit für einen Anfang. In der Tat könnte man annehmen, dass das Universum oszilliert hat, obwohl das noch nicht das Problem mit dem zweiten Gesetz der Thermodynamik lösen würde: man würde erwarten, dass das Universum mit jeder Oszillation weniger geordnet werden würde. Es ist folglich schwierig zu sehen, wie das Universum während einer endlosen Zeit oszilliert haben könnte.

Diese Möglichkeit, dass Galaxien sich verfehlt haben könnten, wurde gestützt durch ein Papier von zwei Russen. Sie behaupteten, dass es keine Singularitäten in einer Lösung der Feldgleichungen von der Allgemeinen Relativitätstheorie geben würde, die vollständig allgemein wäre, in dem Sinne, dass sie keine genaue Symmetrie hätte. Jedoch hat sich ihre Behauptung als falsch erwiesen durch eine Anzahl von Theoremen von Roger Penrose und mir. Diese zeigten, dass Allgemeine Relativität Singularitäten voraussagte, wann immer mehr als eine bestimmte Menge an Materie in einer Region vorhanden war. Die ersten Theoreme waren dazu da zu zeigen, dass Zeit innerhalb eines Schwarzen Lochs, das durch den Zusammenbruch eines Sternes hervorgerufen wurde, zu Ende gegangen ist. Andererseits ist die Expansion des Universums wie die Umkehrung des Zusammenbruchs eines Sternes. Ich möchte Ihnen daher zeigen, dass beobachtete Beweise darauf hindeuten, dass das Universum genügend Materie enthält, um sich wie die Umkehrung eines Schwarzen Lochs zu verhalten, und demnach eine Singularität enthält.

Um Beobachtungen in der Kosmologie zu besprechen, ist es nützlich, ein Diagramm von Ereignissen in Raum und Zeit zu erstellen, und zwar mit der Zeit in vertikaler und den Raumrichtungen in horizontaler Darstellung. Um dieses Diagramm angemessen zu zeigen, würde ich tatsächlich einen vierdimensionalen Bildschirm benötigen. Jedoch wegen Einsparungen der Regierung können wir nur einen zweidimensionalen Schirm zur Verfügung stellen. Ich bin folglich nur in der Lage, eine der Raumrichtungen zeigen zu können.

Während wir das Universum betrachten, schauen wir in der Zeit zurück, weil das Licht entfernte Objekte vor langer Zeit verlassen musste, um uns in der Gegenwart zu erreichen. Das heißt, dass die Ereignisse, die wir beobachten, auf etwas liegen, was unser Kegel des Lichts der Vergangenheit genannt wird. Die Spitze des Kegels befindet sich an unserer Position in der Gegenwart. Während man auf dem Diagramm in der Zeit zurück geht, verbreitet sich der Licht-Kegel zu größeren Abständen und sein Bereich nimmt zu. Wenn jedoch genügend Materie in unserem Licht-Kegel in die Vergangenheit vorkommt, verbiegt sie die Strahlen des Lichtes in deren Richtung. Das bedeutet, dass beim Blick zurück in die Vergangenheit die Ausdehnung unseres Licht-Kegels in der Vergangenheit ein Maximum erreicht und dann beginnt, sich zu verringern. Es ist diese Fokussierung unseres Licht-Kegels in die Vergangenheit, hervorgerufen durch den Gravitationseffekt der Materie im Universum, die das Signal dafür ist, dass das Universum sich innerhalb seines Horizontes befindet, wie die Zeitumkehrung eines Schwarzen Lochs. Wenn man feststellen kann, dass es genügend Materie im Universum gibt, um unseren Licht-Kegel in die Vergangenheit zu fokussieren, dann kann man die Theoreme der Singularität anwenden, um zu zeigen, dass Zeit einen Anfang haben muss.

Wie können wir aus den Beobachtungen ableiten, ob es genügend Materie in unserem Licht-Kegel in die Vergangenheit gibt, um ihn zu fokussieren? Wir beobachten eine Anzahl von Galaxien, aber wir können nicht direkt messen, wieviel Materie sie enthalten. Genau so wenig können wir sicher sein, dass jede Sichtlinie von uns aus durch eine Galaxie geht. Daher präsentiere ich ein anderes Argument, um zu zeigen, dass das Universum genügend Materie enthält, um unseren Licht-Kegel in die Vergangenheit zu fokussieren. Das Argument basiert auf dem Spektrum der Mikrowellen Hintergrundstrahlung. Diese ist charakteristisch für eine Strahlung, die sich im thermischen Gleichgewicht befand mit Materie mit der gleichen Temperatur. Um solch ein Gleichgewicht zu erzielen, ist es notwendig, dass die Strahlung durch Materie viele Male abgelenkt wird. Zum Beispiel hat das Licht, das wir von der Sonne empfangen, ein charakteristisches thermisches Spektrum. Das ist nicht so, weil die Kernreaktionen, die in der Mitte der Sonne ablaufen, Strahlung mit diesem thermischen Spektrum erzeugen. Vielmehr kommt das daher, dass die Strahlung auf ihrem Weg vom Zentrum viele Male durch die Materie in der Sonne abgelenkt worden ist.

Im Falle des Universums weist die Tatsache eines derart genauen thermischen Spektrums des Mikrowellen-Hintergrunds darauf hin, dass es viele Male abgelenkt worden sein muss. Das Universum muss folglich genügend Materie enthalten, um es undurchsichtig zu machen in jeder Richtung, in die wir schauen, weil der Mikrowellenhintergrund in jeder Richtung, in die wir schauen, derselbe ist. Zudem muss diese Undurchsichtigkeit sehr weit weg von uns sein, weil wir trotzdem Galaxien und Quasare in großer Entfernung sehen können. Daher muss es eine Menge Materie in großer Entfernung von uns geben. Die größte Undurchsichtigkeit für ein breites Wellenband, bei einer gegebenen Dichte, kommt von ionisiertem Wasserstoff. Daraus folgt, dass bei genügend Materie, um das Universum undurchsichtig zu machen, es auch genügend Materie zum Fokussieren unseres Licht-Kegels in die Vergangenheit gibt. Man kann dann das Theorem von Penrose und mir anwenden, um zu zeigen, dass Zeit einen Anfang haben muss.

Die Fokussierung unseres Licht-Kegels in die Vergangenheit deutete an, dass Zeit einen Anfang haben muss, wenn die Allgemeine Relativitätstheorie korrekt ist. Aber man könnte überhaupt die Frage aufwerfen, ob die Allgemeine Relativität wirklich korrekt ist. Sie stimmt zweifellos mit allen Beobachtungstests überein, die durchgeführt worden sind. Allerdings prüfen diese die Allgemeine Relativität nur über ziemlich große Distanzen. Wir wissen, dass Allgemeine Relativität auf sehr kleinen Distanzen nicht wirklich korrekt sein kann, weil sie eine klassische Theorie ist. Das bedeutet, sie zieht das Unbestimmtheits-Prinzip der Quantenmechanik nicht in Betracht, das besagt, dass ein Gegenstand nicht gleichzeitig eine gut definierte Position und eine gut definierte Geschwindigkeit haben kann: je genauer man die Position misst, desto weniger genau kann man die Geschwindigkeit messen und umgekehrt. Folglich benötigt man, um das Stadium mit sehr hoher Dichte zu verstehen, als das Universum sehr klein war, eine Quantentheorie von Schwerkraft, welche die Allgemeine Relativität mit dem Unbestimmtheits-Prinzip kombiniert.

Viele Leute hofften, dass Quanteneffekte irgendwie die Singularität der unendlichen Dichte entschärfen würden und dem Universum erlauben würden, zurückzufedern und zu einer vorhergehenden Kontraktionsphase zurückzukehren. Das wäre so ähnlich wie die frühere Idee von den Galaxien, die sich verfehlen, aber das Zurückfedern würde bei einer viel höheren Dichte auftreten. Ich glaube jedoch nicht, dass dies geschieht: Quanteneffekte beseitigen nicht die Singularität und erlauben es der Zeit nicht, sich unendlich rückwärts fortzusetzen. Aber es scheint so, dass Quanteneffekte die am wenigsten zulässige Eigenschaft entfernen können, nämlich die der Singularität in der klassischen Allgemeinen Relativität. Das heißt, dass die klassische Theorie nicht ermöglicht zu errechnen, was aus einer Singularität herauskommen würde, weil alle Gesetze der Physik dort zusammenbrechen würden. Das würde bedeuten, dass die Wissenschaft nicht herausfinden könnte, wie das Universum angefangen hat. Stattdessen würde man an eine Stelle außerhalb des Universums herantreten müssen. Das könnte der Grund sein, warum viele religiöse Führer bereit wären, den Urknall und die Theoreme zur Singularität zu akzeptieren.

Es scheint so, dass die Quantentheorie andererseits voraussagen kann, wie das Universum anfängt. Quantentheorie führt eine neue Idee ein, die der imaginären Zeit. Imaginäre Zeit mag wie Science Fiction klingen, und sie ist in Doktor Who eingebracht worden. Aber dennoch, sie ist ein echtes wissenschaftliches Konzept. Man kann sie folgendermaßen darstellen. Man kann an gewöhnliche, reale Zeit als horizontale Linie denken. Links hat man die Vergangenheit und rechts die Zukunft. Aber es gibt eine andere Art von Zeit in vertikaler Richtung. Diese wird imaginäre Zeit genannt, weil es nicht die Art von Zeit ist, die wir normalerweise erfahren. Aber in gewissem Sinne ist sie genau so real wie das, was wir Realzeit nennen. Die drei Richtungen im Raum und die eine Richtung der imaginären Zeit bilden das, was eine Euklidische Raum-Zeit genannt wird. Ich denke nicht, dass irgendwer einen vierdimensionalen gekrümmten Raum darstellen kann. Aber es ist nicht zu schwierig, eine zweidimensionale Oberfläche, wie einen Sattel oder die Oberfläche eines Fußballs sichtbar zu machen.

Tatsächlich haben James Hartle von der Universität von Kalifornien in Santa Barbara und ich vorgeschlagen, dass Raum und imaginäre Zeit zusammen in der Tat in der Ausdehnung begrenzt sind, aber keine Grenze haben. Sie wären wie die Oberfläche der Erde, aber mit zwei weiteren Dimensionen. Die Oberfläche der Erde ist im Umfang begrenzt, aber sie hat keine Grenzen oder Ränder. Ich habe die Welt umrundet und ich bin nicht heruntergefallen.

Wenn Raum und imaginäre Zeit in der Tat wie die Oberfläche der Erde sind, würde es keine Singularität in der imaginären Zeitrichtung geben, bei der die Gesetze der Physik zusammenbrechen würden. Und es würde keine Grenzen zwischen imaginärer Zeit und Raum-Zeit geben, genau wie es keine Grenzen auf der Oberfläche der Erde gibt. Dieses Fehlen von Grenzen bedeutet, dass die Gesetze der Physik den Zustand des Universums einzig in der imaginären Zeit bestimmen würden. Aber wenn man den Zustand des Universums in der imaginären Zeit kennt, kann man den Zustand des Universums in der Realzeit errechnen. Man würde immer noch irgendeine Art von Urknall-Singularität in der Realzeit erwarten. Daher würde Realzeit nach wie vor einen Anfang haben. Aber man würde nicht an etwas außerhalb des Universums herantreten müssen, um festzustellen, wie das Universum anfing. Stattdessen würde die Art, wie das Universum aus dem Urknall heraus entstanden ist, durch den Zustand des Universums in der imaginären Zeit bestimmt. So würde das Universum ein vollständiges Selbsterhaltungs-System sein. Es würde nicht bestimmt durch irgendetwas außerhalb des physischen Universums, das wir beobachten.

Die Ohne-Grenzen-Bedingung ist die Aussage, dass die Gesetze der Physik überall gelten. Offenbar ist das etwas, an das man glauben möchte, aber es ist eine Hypothese. Man muss es nachprüfen, indem man den Zustand des Universums, wie er vorausgesagt wurde, mit Beobachtungen vergleicht von dem, wie das Universum wirklich ist. Wenn die Beobachtungen mit den Vorhersagen der Ohne-Grenzen-Hypothese nicht übereinstimmen, würden wir folgern müssen, dass die Hypothese falsch war. Es würde etwas außerhalb des Universums geben müssen, um das Uhrwerk aufzuziehen und das Universum in Gang zu setzen. Selbst wenn die Beobachtungen mit den Vorhersagen übereinstimmen, beweist das selbstverständlich nicht, dass die Ohne-Grenzen-Hypothese korrekt ist. Aber das allgemeine Vertrauen in sie würde erhöht, besonders weil es scheinbar keine andere natürliche Hypothese gibt für den Quantenzustand des Universums.

Die Ohne-Grenzen-Hypothese sagt, dass das Universum an einem einzelnen Punkt, wie der Nordpol der Erde, beginnen würde. Aber dieser Punkt wäre nicht eine Singularität wie der Urknall. Stattdessen wäre es ein gewöhnlicher Punkt in Raum und Zeit, wie der Nordpol ein gewöhnlicher Punkt auf der Erde ist, wie man mir erklärt hat. Ich bin selbst nicht dort gewesen.

Entsprechend der Ohne-Grenzen-Hypothese würde sich das Universum in einer gleichmäßigen Weise von einem einzelnen Punkt ausgedehnt haben. Während es sich ausdehnte, würde es Energie vom Gravitationsfeld geborgt haben, um Materie zu erzeugen. Wie jeder Wirtschaftswissenschaftler vorausgesagt haben könnte, ist das Resultat von all diesem Borgen Inflation. Das Universum dehnte sich aus und borgte sich mit einer ständig steigenden Rate. Glücklicherweise muss die Schuld von Gravitations-Energie nicht vor dem Ende des Universums zurückerstattet werden.

Schließlich würde die Periode der Inflation zu Ende sein, und das Universum würde in ein Stadium von gemäßigterem Wachstum oder Expansion zurück versetzt. Jedoch hätte Inflation ihre Markierung auf dem Universum zurückgelassen. Das Universum würde, nur mit sehr geringfügigen Unregelmäßigkeiten, fast vollständig gleichmäßig gewesen sein. Diese Unregelmäßigkeiten sind so winzig, nur ein Teil von Hunderttausend, dass man jahrelang nach ihnen ohne Erfolg gesucht hat. Aber 1992 fand der Forschungs-Satellit für die kosmische Hintergrundstrahlung, COBE, diese Unregelmäßigkeiten in der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung. Es war ein historischer Moment. Wir sahen zurück zum Ursprung des Universums. Die Form der Fluktuationen im Mikrowellen-Hintergrund stimmen fast mit den Vorhersagen der Ohne-Grenzen-Hypothese überein. Diese sehr geringfügigen Unregelmäßigkeiten im Universum würden einige Regionen veranlasst haben, sich weniger schnell auszudehnen als andere. Schließlich würden sie die Ausdehnung gestoppt haben und würden nach innen auf sich selbst eingestürzt sein, um Sterne und Galaxien zu bilden. So kann die Ohne-Grenzen-Hypothese alle reichen und vielfältigen Strukturen der Welt erklären, in der wir leben. Was sagt die Ohne-Grenzen-Hypothese für die Zukunft des Universums voraus? Weil sie verlangt, dass das Universum im Raum sowie in der imaginäre Zeit begrenzt ist, folgt daraus, dass das Universum schließlich wieder in sich zusammen stürzen wird. Allerdings wird es nicht in sich zusammen stürzen während einer sehr langen Zeit, viel länger als die 15 Milliarden Jahre, die es sich bereits ausgedehnt hat. So haben Sie Zeit, Ihre Staatsanleihen zu verkaufen, bevor das Ende des Universums nahe ist. In was Sie dann investieren sollten, weiß ich jedoch nicht.

Ursprünglich dachte ich, dass der Zusammenbruch die Zeitumkehr der Expansion sein würde. Das würde bedeutet haben, dass der Pfeil der Zeit in die andere Richtung während der Kontraktions-Phase gezeigt haben würde. Menschen würden jünger werden, während das Universum kleiner würde. Schließlich würden sie zurück in der Gebärmutter verschwunden sein. Ich erkenne aber jetzt, dass ich falsch lag, wie diese Lösung zeigt. Der Kollaps ist nicht die zeitliche Umkehrung der Expansion. Die Expansion beginnt mit einer inflationären Phase, aber der Kollaps wird nicht generell enden mit einer anti-inflationären Phase. Zudem wachsen die kleinen Abweichungen von der konstanten Dichte auch in der Kontraktions-Phase. Das Universum wird immer klumpiger und unregelmäßiger, während es kleiner wird, und Unordnung wird zunehmen. Das heißt, dass der Pfeil der Zeit sich nicht umkehren wird. Menschen fahren fort, älter zu werden, selbst nachdem das Universum angefangen hat, sich zusammenzuziehen. So ist es kein gute Idee zu warten, bis das Universum zusammenstürzt, um zu Ihrer Jugend zurückzukehren. Sie wären sowieso bis dahin ein wenig darüber weg.

In Zusammenfassung dieses Vortrags kann ich sagen, dass das Universum nicht schon immer bestanden hat. Stattdessen hatten das Universum und die Zeit selbst einen Anfang im Urknall, ungefähr vor 15 Milliarden Jahren. Der Anfang der Realzeit wäre eine Singularität gewesen, an der die Gesetze der Physik zusammen gebrochen waren. Dennoch würde die Art, mit der das Universum anfing, durch die Gesetze der Physik bestimmt worden sein, falls das Universum die Ohne-Grenzen-Bedingung erfüllt hat. Das besagt, dass in der imaginären Zeitrichtung die Raum-Zeit in der Ausdehnung begrenzt ist, aber keine Grenzen oder Ränder hat. Die Vorhersagen der Ohne-Grenzen-Hypothese scheinen mit den Beobachtungen übereinzustimmen. Die Ohne-Grenzen-Hypothese sagt auch voraus, dass das Universum schließlich wieder zusammenbricht. Allerdings wird die Kontraktions-Phase gegenüber der Expansions-Phase nicht den entgegengesetzten Zeit-Pfeil haben. So werden wir weiter älter werden, und wir kommen nicht zu unserer Jugend zurück. Weil die Zeit nicht rückwärts gehen will, denke ich, es ist besser, jetzt aufzuhören.