Seit der Mensch um Lagerfeuer sitzt, starrt er nächtens in den Himmel. Mutmaßlich staunend. Im Jahr 1006 malten Indianer im heutigen Arizona das Symbol eines gleißenden Sterns auf einen Felsen. Tausend Jahre später erkannten Astronomen darin die Darstellung einer Sternenexplosion, einer Supernova. Im vergangenen Januar präsentierten indische Forscher ein Felsbild aus dem Norden des Subkontinents, das eine 5.600 Jahre alte Supernova zeigen soll. Babylonier und Sumerer, die ältesten Hochkulturen, beschäftigten nicht bloß Priester als Sterndeuter, sondern legten detaillierte Sternkarten und Kalender an.

Zu Recht gilt die Astronomie als die älteste Wissenschaft der Menschheit. Und die Kosmologie ist ihre Königsdisziplin. Kosmologen fragen: Was war am Anfang? Wie sieht das Ende aus? Wie hängen das Kleinste und das Größte zusammen? Wie ist die Welt beschaffen? – Kosmologische Fragen sind automatisch die ganz großen.

So abstrakt und mathematisch die Fachdiskussionen in dieser Disziplin auch sein mögen, ihr Gegenstand wirkt weit über die Astrophysik hinaus. Der besondere Reiz des unendlichen Alls und der ganz großen Fragen gehört mit zur Faszination, die von dem Kosmologen Stephen Hawking ausging. Er ist nach einem erstaunlichen Leben voller einflussreicher Begegnungen gestorben. Aber die großen Fragen an den Kosmos beschäftigen Gelehrte wie Laien weiter:

1. Was war vor dem Urknall?

Diese Frage sei ebenso sinnlos wie die Frage, was nördlich des Nordpols liege, schrieb Stephen Hawking einst. Heute ist man sich da nicht mehr so sicher. Es gibt keine fertige Theorie des Big Bangs, verschiedene Szenarios konkurrieren – und deshalb spekulieren Physiker fleißig über das Davor.

Anhänger der sogenannten Schleifenquantengravitation postulieren, dass Raum und Zeit aus kleinsten Körnchen bestehen. Der Urknall war demnach nur eine Art Nadelöhr, durch das sich ein Vorgängeruniversum hindurchgequetscht hat. Dummerweise sollen bei diesem energiereichen Big Bounce ("Großer Hopser") alle Informationen gelöscht worden sein, deshalb ist die Vermutung nicht zu überprüfen. Neuere Arbeiten vergleichen diesen Prozess mit dem Kondensieren von Dampf zu Wasser. Statt Wassertröpfchen existierten vor dem Urknall halt Raumzeit-Körnchen – auf eine nicht vorstellbare Art und Weise.

Nicht minder fantastisch klingt die Idee, der Urknall sei die Kollision zweier Universen in einer elfdimensionalen Raumzeit. Sie stammt von Neil Turok und Paul Steinhardt, angesehenen Physikern. Und dann ist da noch die Theorie vom Multiversum, die unendlich viele Paralleluniversen annimmt (siehe 4.). Wenn jedes Universum aus einem eigenen Urknall stammen sollte, dann gälte: Vor unserem Urknall waren andere Universen. Max Rauner

2. Woraus besteht das All?

Nur fünf Prozent des Universums sollen aus normaler Materie bestehen, also aus Atomen und Molekülen. Ein verstörender Befund. Was ist mit dem Rest? Den sollen Dunkle Materie (etwa 25 Prozent) und Dunkle Energie (70 Prozent) ausmachen. Zwar hat diese Dunkelmänner niemand je gesehen. Doch nur ihre Existenz kann derzeit viele Beobachtungen erklären. So lässt sich etwa die Geschwindigkeit, mit der sichtbare Sterne das Zentrum ihrer Galaxie umkreisen, nicht allein mit der Schwerkraft der normalen Materie begründen. Irgendetwas anderes scheint da noch kräftig zu ziehen – eine bislang unbekannte, dunkle Form von Materie.