Techniklexikon

kosmische Defekte

durch spontane Symmetriebrechung bei kosmischen Phasenübergängen im frühen Universum entstehende Raumzeitsingularitäten, die nach ihrer (räumlichen) Dimension in Monopole (nulldimensional), kosmische Strings (eindimensional), kosmische Domänenwände (zweidimensional) und kosmische Texturen klassifiziert werden. Im Rahmen des Standardmodells der Kosmologie hat sich das heutige Universum nach dem Urknall aus einem extrem heissen und dichten Plasma entwickelt, das anfangs schnell expandierte und dabei abkühlte. Entsprechend dem Standardmodell der Elementarteilchenphysik sollten bei einem solchen Prozess eine Reihe von symmetriebrechenden Phasenübergängen durchlaufen werden, bei denen sich die Eigenschaften der fundamentalen Wechselwirkungen drastisch ändern. Die Anzahl der Phasenübergänge kann nur bei Kenntnis einer (bisher nicht gefundenen) konsistenten vereinheitlichten Theorie der vier fundamentalen Wechselwirkungen bestimmt werden, die wichtigsten Übergange werden bei Energien von 10¹⁵ GeV (GUT-Phasenübergang) und etwa 300 GeV (elektroschwacher Phasenübergang) erwartet. Der englische Physiker T.W.B. Kibble wies 1976 darauf hin, dass bei jedem dieser Phasenübergänge dadurch Defekte entstehen können, dass in kausal getrennten Teilen des Universums unterschiedliche Vakuumzustände (mit nichtverschwindendem Erwartungswert) vorliegen können, die bei einem kausalen Kontakt nicht »ausgeglichen« werden können.

Analoge Defekte sind in der Physik der kondensierten Materie sowohl theoretisch als auch experimentell intensiv untersucht worden (Gitterfehler). Im Gegensatz dazu gibt es bisher für keine Art der genannten kosmischen Defekte experimentelle Evidenz, jedoch wird insbesondere nach kosmischen Strings gesucht, etwa mit COBE.