Horizontproblem

Das Horizontproblem ist eines der grundlegenden Rätsel der Kosmologie, das im Rahmen des klassischen Urknall-Modells entdeckt wurde. Es betrifft die Gleichförmigkeit der kosmischen Hintergrundstrahlung (CMB) und die Frage, wie verschiedene Regionen des Universums, die scheinbar nie miteinander in Kontakt gewesen sind, ähnliche physikalische Eigenschaften aufweisen können.

Das Problem entsteht aus der Tatsache, dass das Universum in entgegengesetzten Richtungen am Himmel sehr gleichförmig erscheint, mit einer sehr ähnlichen Temperatur der CMB-Strahlung. Diese weit entfernten Regionen sind jedoch so weit voneinander entfernt, dass sie im klassischen Urknall-Modell nicht genügend Zeit gehabt hätten, um miteinander in kausalem Kontakt zu stehen, das heißt, Informationen oder Energie auszutauschen. Ohne eine solche Interaktion ist es schwer zu erklären, warum diese Regionen ähnliche Temperaturen und Dichten aufweisen.

Die Inflationstheorie wurde in den 1980er Jahren von Alan Guth und anderen als Lösung für das Horizontproblem vorgeschlagen. Sie besagt, dass das Universum in einer extrem frühen Phase seiner Entwicklung eine extrem schnelle Expansion, die sogenannte "Inflation", durchlaufen hat. Während dieser Inflationsphase wurden die verschiedenen Regionen des Universums, die ursprünglich miteinander in Kontakt standen und somit die Möglichkeit hatten, ihre Temperaturen und Dichten auszugleichen, aufgrund der beschleunigten Expansion auseinandergetrieben.

Durch diese sehr schnelle Expansion hätten sich die beobachteten Gleichförmigkeiten in der CMB-Strahlung entwickeln können, bevor die Regionen zu weit voneinander entfernt waren, um miteinander in kausalem Kontakt zu stehen. Die Inflationstheorie bietet somit eine plausible Lösung für das Horizontproblem und hat in den letzten Jahrzehnten weitere Unterstützung durch Beobachtungen und theoretische Entwicklungen erhalten.