Branenkosmologie
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Die Branenkosmologie ist eine Theorie, die davon ausgeht, dass neben den vier in der Kosmologie üblichen Raumzeitdimensionen noch eine oder mehrere zusätzliche Dimensionen existieren. Die vierdimensionale Raumzeit ist somit eine Hyperebene, die sogenannte Bran, die in eine höherdimensionale Raumzeit, den sogenannten Bulk, eingebettet ist. Gewöhnliche Materie ist auf der Bran gefangen, d.h. sie kann nicht in die Extradimension(en) entweichen. Diese zusätzlichen Dimensionen sind deshalb im Alltag nicht wahrnehmbar. Sie haben allerdings Einfluss auf das Expansionsverhalten des Universums, was eine Möglichkeit zur experimentellen Überprüfung der Branenkosmologie liefert.
[Bearbeiten] Geschichte
Bereits 1914 wurde von Gunnar Nordström und später in den 1920er Jahren von Theodor Kaluza und Oskar Klein eine fünfte Dimension vorgeschlagen. Auf diese Weise wollten sie eine Vereinigung von Gravitation und elektromagnetischer Kraft erreichen. Die Idee der zusätzlichen Dimensionen wurde später von der Stringtheorie aufgegriffen. Diesen Theorien gemeinsam ist, dass die Extradimensionen kompaktifiziert, d.h. aufgerollt, sind. Der Kompaktifizierungsradius liegt in etwa bei der Plancklänge. Dies bedeutet, dass die zusätzlichen Dimensionen derart klein sind, dass sie weder im Alltag, noch in bisherigen Experimenten wahrzunehmen sind.
Erst gegen Ende der 1990er Jahre wurde ein Modell entwickelt, das Randall-Sundrum-Modell, das eine unendlich große, also nicht kompaktifizierte, Extradimension ermöglichte. Ziel dieses Modells war es, das Hierarchieproblem zu lösen, d.h. eine Erklärung dafür zu finden, dass die Gravitation um Größenordnungen schwächer ist als die übrigen Wechselwirkungskräfte. Das Randall-Sundrum-Modell stellt das erste Branenmodell dar. Im Laufe der letzten Jahre wurde eine Vielzahl weiterer Modelle entwickelt, die sich in ihren Auswirkungen (z.B. auf die Expansion des Universums) zum Teil deutlich von dem ursprünglichen Modell unterscheiden. Die Branenkosmologie ist somit kein einheitliches theoretisches Gebilde, sondern splittet sich in viele verschiedene Modelle auf.
