Kosmische Inflation 24.10.2025, 11:00 Uhr

Wie alles begann: Neue Theorie zur Geburt des Universums

Die ersten Sekundenbruchteile nach dem Urknall bleiben eines der größten Rätsel der Physik. Forschende des Max-Planck-Instituts für Physik (MMP) haben nun ein Modell entwickelt, das die sogenannte kosmische Inflation – also die erste extrem schnelle Ausdehnung des Universums – mit bekannten Teilchen und Kräften erklärt. Ganz ohne exotische Physik.

Max-Planck-Team entwickelt Modell der „warmen Inflation“: Bekannte Teilchen erklären, wie das frühe Universum Energie gewann.

Foto: Smarterpix/cloudyew

Max-Planck-Team entwickelt Modell der „warmen Inflation“: Bekannte Teilchen erklären, wie das frühe Universum Energie gewann.

Foto: Smarterpix/cloudyew

Während gängige Theorien davon ausgehen, dass das frühe Universum kalt und nahezu leer war, beschreibt das neue Modell eine „warme Inflation“, bei der bereits während der Ausdehnung Energie in Form von Wärme vorhanden war. Diese Wärme entstand demnach durch Prozesse, die sich mit den bekannten Kräften und Teilchen des Standardmodells der Teilchenphysik erklären lassen. Das neue Konzept könnte sogar helfen, Dunkle Materie und die Geburt des Universums besser zu verstehen.

Ein Wärmebad aus Teilchen

Das Modell kommt weitgehend ohne hypothetische, exotische Teilchen oder neue Wechselwirkungen aus. Stattdessen genügt das Standardrepertoire der Teilchenphysik, um die physikalischen Prozesse der Inflation zu beschreiben. Damit rückt die Möglichkeit näher, die frühesten Momente des Universums experimentell auf der Erde nachvollziehen zu können, was ein Meilenstein für die moderne Kosmologie wäre.

„Mit unserer Studie zeigen wir einen völlig neuen Weg für warme Inflation“, erklärt Sebastian Zell, Wissenschaftler in der Abteilung Kosmologie und Teilchenphysik am MPP. „Schon während sich das frühe Universum ausdehnte, könnte es in ein Wärmebad aus bekannten Elementarteilchen getaucht gewesen sein.“

Der kosmische Heizmechanismus

Ganz ohne kleine Ergänzung zum bekannten Standardmodell funktioniert das neue Szenario allerdings nicht. Eine entscheidende Rolle spielt dabei die sogenannte starke Kraft. Sie hält die Bausteine der Atomkerne, also Quarks, mithilfe von Gluonen zusammen.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
ECB Gesellschaft zur Optimierung der Nutzung regenerativer Energien mbH & Co. KG-Firmenlogo
Bauingenieur:in (Tiefbau/Fernwärme) (m/w/d) ECB Gesellschaft zur Optimierung der Nutzung regenerativer Energien mbH & Co. KG
Bad Endorf Zum Job 
Tröger & Cie. Aktiengesellschaft-Firmenlogo
Inhouse Application Consultant (m/w/d) Tröger & Cie. Aktiengesellschaft
Dortmund Zum Job 
EGGER Holzwerkstoffe Brilon GmbH & Co. KG-Firmenlogo
OT Specialist / Operational Technology Engineer (w/m/d) EGGER Holzwerkstoffe Brilon GmbH & Co. KG
TenneT-Firmenlogo
Servicetechniker Instandhaltung Umspannwerke (m/w/d) TenneT
Bayreuth Zum Job 
Humanetics Europe GmbH-Firmenlogo
Senior R&D Electronic Engineer (m/w/d) Humanetics Europe GmbH
Rheinmünster Zum Job 
Humanetics Europe GmbH-Firmenlogo
R&D Software Engineer SQL & ERP Applications (m/w/d) Humanetics Europe GmbH
Rheinmünster Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Abteilungsleitung Konstruktiver Ingenieurbau (m/w/d) Hennigsdorf Die Autobahn GmbH des Bundes
Hennigsdorf Zum Job 
ELAC SONAR GmbH-Firmenlogo
Electronical Engineer / Elektroingenieur (m/w/d) ELAC SONAR GmbH
MED-EL Medical Electronics-Firmenlogo
Technician, Automation Engineering (m/f/d) MED-EL Medical Electronics
Innsbruck Zum Job 
eMoSys GmbH-Firmenlogo
Power Electronics Engineer (m/f/d) Ingenieur Leistungselektronik (w/m/d) eMoSys GmbH
Starnberg Zum Job 
DMT-Gesellschaft für Lehre und Bildung mbH-Firmenlogo
W2-Professur (m/w/d) für Angewandte Materialwissenschaften DMT-Gesellschaft für Lehre und Bildung mbH
Hamburger Hochbahn AG-Firmenlogo
Planungs- / Projektingenieur Nachrichtentechnik - Abnahme und Inbetriebnahme (w/m/d) Hamburger Hochbahn AG
Hamburg Zum Job 
DELTA Gruppe-Firmenlogo
Fachplaner / Projektleiter Versorgungstechnik (m/w/d) DELTA Gruppe
Regensburg, Geisenhausen, Landshut Zum Job 
Hochschule für angewandte Wissenschaften München-Firmenlogo
Professur für Thermo-Fluid-Mechanik und naturwissenschaftliche Grundlagen (W2) Hochschule für angewandte Wissenschaften München
München Zum Job 
BG ETEM-Firmenlogo
Ingenieur/-in (m/w/d) für den Außendienst als Aufsichtsperson BG ETEM
Region Minden Zum Job 
BG ETEM-Firmenlogo
Ingenieur/-in (m/w/d) für den Außendienst als Aufsichtsperson I BG ETEM
Region Norden/Westen Berlin Zum Job 
Hitachi Energy Germany AG-Firmenlogo
Project HSE Specialist (w/m/d) Hitachi Energy Germany AG
Mannheim Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur / Wirtschaftsingenieur (m/w/d) Straßenbau, Schwerpunkt Bauabrechnung Die Autobahn GmbH des Bundes
Schleifring GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur Elektronik (m/w/d) Schleifring GmbH
Fürstenfeldbruck Zum Job 
Rieter Components Germany GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Rieter Components Germany GmbH
Hammelburg Zum Job 

Nach dem neuen Modell könnten diese Gluonen mit einem zusätzlichen Feld aus Axion-ähnlichen Teilchen wechselwirken. Solche Teilchen sind bisher noch nicht nachgewiesen, werden aber schon länger als mögliche Erklärung für offene Fragen in der Physik diskutiert – etwa für die Dunkle Materie. Durch diese Kopplung könnte Wärme entstehen, die das sich ausdehnende frühe Universum aufheizte und die „warme Inflation“ überhaupt erst ermöglichte.

Verbindung zur Dunklen Materie

Axionen sind nicht nur für die frühe Kosmologie von Interesse. Sie gelten auch als mögliche Kandidaten für die Dunkle Materie, deren Natur bislang eines der größten ungelösten Rätsel der Physik darstellt. Mehrere internationale Experimente versuchen, diese Teilchen nachzuweisen, darunter MADMAX, ein vom Max-Planck-Institut für Physik betriebenes Projekt.

„Angesichts dieser Bemühungen sehen wir eine realistische Chance, die warme Inflation in Zukunft experimentell zu überprüfen“, sagt Zell.

Sollte sich das Modell bestätigen, würde es eine Brücke schlagen zwischen kosmologischer Frühgeschichte und Teilchenphysik im Labor – und damit eine der zentralen Fragen der modernen Physik beantworten.

Ein Beitrag von:

  • Tim Stockhausen

    Tim Stockhausen ist Volontär beim VDI Verlag. 2024 schloss er sein Studium der visuellen Technikkommunikation an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg ab. Seine journalistischen Interessen gelten insbesondere Künstlicher Intelligenz, Mobilität, Raumfahrt und digitalen Welten.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.