Die Lesch-Unziker – Debatte

Otto Sager, Entwurf 11.12.2015
Die Lesch-Unziker – Debatte
Urknall oder Holzweg?
Zum Thema:
Bei dieser Debatte geht es um die Kosmologie. Kosmologie ist die Lehre vom Aufbau und der Entwicklung des Weltalls. Damit ist sie ein Teilgebiet der Astronomie. Die Astronomie ist die Wissenschaft von
den Gestirnen. Sie untersucht die Eigenschaften der Himmelsk€rper, der interstellaren Materie und der im
Weltall auftretenden Strahlung. Die Astronomie gilt als eine der •ltesten Wissenschaften. Dabei ging es um
das Wesen der Planeten und Sterne, die fr‚her kultisch verehrt wurden, und um das Erarbeiten eines Kalenders. Lange diente die Astronomie auch f‚r astrologische Zukunftsdeutungen.
Im Zentrum der heutigen Debatten steht das Standardmodell der Kosmologie, welches Harald Lesch in
vielen B‚chern und Fernsehsendungen popul•r gemacht hat. Einer der sch•rfsten Kritiker dieses Modells
ist Alexander Unzicker. Lesch und Unzicker leben beide in M‚nchen und man kann annehmen, dass sie
schon einige Streitgespr•che gef‚hrt haben.
Zur Einstimmung sollten wir dem philosophischen Gespr•ch von Richard David Precht mit seinem Sohn
Oskar zuh€ren, nachdem sie die Computersimulation ‚ber die Entstehung des Universums angeguckt
haben:





Papa, warum gibt es das alles?
Wie meinst du das, Oscar?
Ich meine, warum es das alles gibt. Warum gibt es alles und nicht nichts?
Du meinst, warum es Sterne, Planeten, Pflanzen, Tiere und Menschen gibt?
Ja, warum ist das alles €berhaupt da?
Precht erz•hlt nun einige Mythen. Nachher f•hrt er mit dem Dialog weiter:
 Jeder kann sich seine eigene Geschichte ausdenken, woher die Welt kommt. Und weisst du, woran das liegt? Weil
man niemals herausfinden wird, was die Wahrheit ist.
 Aber was wir gesehen haben, ist doch die Wahrheit. Das Universum ist durch den Urknall entstanden.
 Ja, das vermuten wir. Jedenfalls soweit wir das heute wissen. Vielleicht gibt es aber auch bald eine neue Theorie.
Und in hundert Jahren sieht man die Sache wieder anders. Genau wissen werden wir es nie.
 Wenn es den Urknall gab, wonach alles auseinandergeflogen ist, dann muss es auch etwas vorher gegeben haben vor
dem Urknall.
Und dies f‚hrt zur Schlussfolgerung:
‚Nicht jede philosophische Frage l‚sst sich beantworten. Auf viele gibt es nur ungef‚hre Antworten. Und viele davon f€hren sofort zu neuen Fragen.‘
Zwei kurze Portr•ts:
Harald Lesch wurde am 28. Juli 1960 geboren. Seit 1995 ist er Professor f‚r Astrophysik an der Universit•t M‚nchen. Er befasst sich vor allem mit Schwarzen L€chern und Neutronensternen. Zudem unterrichtet er Naturphilosophie an der Hochschule f‚r Philosophie in M‚nchen.
Alexander Unzicker wurde am 13. M•rz 1965 geboren. Er studierte Physik und Rechtswissenschaften in
M‚nchen. Er promovierte ‚ber ein Thema der Neurowissenschaften. Unzicker arbeitet als Gymnasiallehrer in M‚nchen.
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Otto Sager, Entwurf 11.12.2015
Das Standardmodell der Kosmologie
Das kosmologische Weltbild basiert einerseits aus einer Kombination von Einsteins Allgemeiner Relativit•tstheorie (ART), dem Standardmodell der Elementarteilchen1 und aus den Beobachtungen, die mit
Teleskopen und Satelliten gemacht wurden. Bis heute erhalten wir alle Informationen aus dem Weltall
durch Photonen des elektromagnetischen Spektrums. Ob sp•ter durch Gravitonen oder Neutrinos neue,
verl•ssliche Informationen gewonnen werden k€nnen, ist noch v€llig offen. Informationen aus dem Weltall sind immer Informationen aus der Vergangenheit. Die •ltesten verf‚gbaren Informationen findet man
im Mikrowellenbereich in der Hintergrundstrahlung. Die ART kennt sowohl L€sungen f‚r ein statisches
als auch f‚r ein expandierendes Universum. Die Beobachtungen mussten deshalb entscheiden, welcher
Ansatz richtig ist, und heute wird niemand an der Expansion des Universums zweifeln. F‚r diesen Fall
f‚hren die mathematischen L€sungen zu Singularit•ten und der Urknall w•re eine solche Singularit•t. In
der modernen Kosmologie muss man definitiv auf die Vorstellungen von Newton von einem absoluten
Raum und einer absoluten Zeit verzichten.2 Man kann also nicht sagen, wo der Urknall stattgefunden hat.
Durch Zur‚ckrechnen der Expansion will man aber trotzdem ein Alter f‚r das Universum angeben, und
man kommt dabei auf etwa 13,7 Milliarden Jahre. Die Hintergrundstrahlung stammte aus der Zeit von ca.
300‘000 Jahren nach dem angenommen Urknall. Was im Intervall zwischen dem Urknall und der Bildung
der Hintergrundstrahlung wirklich passiert ist, bleibt Spekulation, da wir ‚ber keine Beobachtungen verf‚gen, mit denen die Aussagen ‚berpr‚fbar w•ren.
Nach dem Standardmodell der Kosmologie ergibt sich grob folgender Ablauf nach dem Urknall (vgl.
Wikipedia):
 Planck-„ra: bis 10-43 s alle vier Kr•fte sind noch vereint3;.
 Inflation•re Phase: Endet nach 10-30 s; extreme Expansion um einen Faktor zwischen 1030 und
1050.
 Quark-„ra: bis 10-7 s; es bilden sich Quarks, Leptonen und Photonen.
 Hadronen-„ra: Bis 10-4 s; Protonen, Neutronen und deren Antiteilchen sowie Myonen, Elektronen, Positronen und Neutrinos entstehen.
 Lepton-„ra: bis 10 s; Myonen zerfallen, Elektronen und Positronen zerstrahlen.
 Primordiale Nukleosynthese: Bis 3 min; Wasserstoff, Helium und Lithium entstehen.
 Strahlungs-„ra: ca. 300‘000 Jahre; Hintergrundstrahlung.
 Materie-„ra: Bis heute; Universum wird durchsichtig, Galaxien und Sterne entstehen und vergehen.
Wie sich der Urknall abgespielt hat, dazu gibt es auch zwei spekulative Theorien:

Gem•ss Stephen Hawking „f€hren Vakuum- oder Quantenfluktuationen zur Schaffung winziger Universen
aus dem Nichts. Einige erreichen eine kritische Gr…sse, expandieren dann inflation‚r; in ihnen entstehen Galaxien, Sterne und, mindestens in einem Fall, Wesen wie wir.“ Dies ist die Spekulation ‚ber m€gliche ‚Multiversen‘.

Dagegen meint Martin Bojowald, ein String-Theoretiker und Vertreter der Schleifengravitation,
dass es keinen ‚Big Bang’, sondern nur einen ‚Big Bounce‘ gab. Es gab schon fr‚her ein Universum, dass sich immer mehr zusammenzog bis zur Gr€sse der Planck-L•nge und das sich nun
wieder expandiert.
Nach dem Standardmodell der Elementarteilchen gibt es drei Grundkr•fte: Die starke Kraft, die
elektromagnetische Kraft und die schwache Kraft. Zus•tzlich gibt es als vierte Kraft die Gravitationskraft.
2 Vgl. Die Newton-Leibniz – Debatte.
3 Die Planck-Zeit berechnet sich aus den fundamentalen Konstanten G (Gravitationskonstante), h dem Planck’schen
Wirkungsquantum und der Lichtgeschwindigkeit c.
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Es ist wohl besser, wenn man solche Spekulationen, auch wenn dahinter schwierige mathematische Modelle stehen, nicht weiter kommentiert.
Schwachstellen des Standardmodells
Dunkle Materie und dunkle Energie
Schon Fritz Zwicky hat aufgrund von Beobachtungen festgestellt, dass es im Universum dunkle Materie
geben m‚sse, die keine elektromagnetische Strahlung aussendet. Da weitere Beobachtungen zeigen, dass
sich das Universum beschleunigt ausdehnt, m‚sste zudem eine unbekannte Kraft vorhanden sein, die man
dunkle Energie nennt. F‚r jeden unbekannten Effekt kann man spekulativ ein entsprechendes Feld definieren, das zeitlich und r•umlich schwanken kann. Dieses hypothetische Feld nennen die Astrophysiker
,Quintessenz‘.4 Andere nehmen an, dass man in die L€sung der Einstein‘schen Relativit•tstheorie eine
kosmologische Konstante einf‚hren m‚sste, wodurch die dunkle Energie eine Eigenschaft des Raumes
w•re. Gewonnen hat man dadurch aber noch nichts. Heute geht man davon aus, dass das Weltall nur zu
5% aus sichtbarer Materie besteht, die direkt beobachtet werden kann. 25% werden der dunklen Materie
zugeschrieben und 70% der unbekannten dunklen Energie. Welche Rolle die dunkle Energie und die
dunkle Materie kurz nach dem Urknall gespielt haben, weiss man nicht.
Informationsverlust
Alles, was wir wissen k€nnen, stammt aus Informationen, die wir ‚ber elektromagnetische Strahlung aus
dem Universum gewonnen haben (Existenz anderer Galaxien, Rotverschiebung, Hintergrundstrahlung
usw.). Diese Informationen k€nnen im Laufe der Zeit durch die Expansion des Universums verloren
gehen. Da die kosmische Hintergrundstrahlung immer langwelliger wird, kann sie nach einiger Zeit nicht
mehr in die Milchstrasse eindringen, da sie vom kosmischen Staub reflektiert wird. Zudem werden sich
viele Objekte jenseits des Ereignishorizonts nicht mehr beobachtbar sein. Es k€nnte somit sein dass in
100 Milliarden Jahren dann lebende Astronomen keine R‚ckschl‚sse auf einen Urknall ziehen k€nnten.
Dies hat zur Frage gef‚hrt, inwieweit ein solcher Informationsverlust unter Umst•nden bereits heute eingetreten ist. Damit ergeben sich Zweifel an der Zuverl•ssigkeit kosmologischer Theorien.
Kausalit•t und Quantenphysik
Relativit•tstheorie:
Ein Beobachter – dies sind alle Instrumente auf der Erde und auf Beobachtungssatelliten auf den Umlaufbahnen – k€nnen stets nur Richtung Vergangenheit schauen. Gem•ss der Speziellen Relativit•tstheorie
k€nnen sie aber nur beobachten, was innerhalb des Vergangenheitslichtkegels liegt.5 Damit ergeben sich
folgende Konsequenzen:
 Wir k€nnen mit unseren Instrumenten nur einen kleinen Teil des Universums beobachten. Der
gr€sste Teil liegt ausserhalb unseres Gesichtsfelds.
 Objekte ausserhalb des Vergangenheitslichtkegels k€nnen elektromagnetische Strahlung aussenden, wir k€nnen diese Photonen aber nicht registrieren.
 Zwischen Objekten ausserhalb und innerhalb des Lichtkegels wirken Gravitationskr•fte. Sie
beeinflussen deshalb die von uns beobachteten Bewegungen im Universum. Da die Objekte
ausserhalb f‚r uns nicht sichtbar sind, wirken sie f‚r uns als ‚Dunkle Materie‘.
Aristoteles nahm an, dass die Himmelsk€rper aus anderen Substanzen bestehen w‚rden. Er nannte diese Substanz
‚Quintessenz‘.
5 Dies h•ngt damit zusammen, dass die Lichtgeschwindigkeit einen endlichen, festen Wert hat.
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
Ein Beobachter, der weit entfernt von unserem Lichtkegel in die Vergangenheit schaut, kann andere Objekte sehen und wir wissen nicht, ob er auch eine Hintergrundstrahlung beobachtet. Ob
er auch zum Schluss kommt, dass es einen Urknall gegeben hat, ist gar nicht sicher.
Blick zurÄck ins Universum
Es bleibt anzumerken, dass wir alle Argumente f‚r den Urknall und die Expansion des Universums durch
die dunkle Energie aus der Vergangenheit ableiten. Was das Universum ‚heute‘ macht, wissen wir nicht.
Einstein hat in einem vereinfachenden Satz die Allgemeine Relativit•tstheorie wie folgt erl•utert: „Fr€her
hat man geglaubt, wenn alle Dinge aus der Welt verschwinden, so bleiben noch Raum und Zeit €brig; nach der Relativit‚tstheorie verschwinden aber Zeit und Raum mit den Dingen.“ Entsprechend muss man fordern, dass die Gravitation
und damit auch die Gravitationskonstante G erst mit der Entstehung von massereichen Objekten entstanden ist. In der Planck-„ra m‚sste G dann null sein, oder anders gesagt, g•be es gar keine Planck-„ra.
Das gleiche Argument gilt f‚r die Lichtgeschwindigkeit. Erst mit der Existenz der Photonen, die Informationen mit Lichtgeschwindigkeit ‚bertragen, entstand die Lichtgeschwindigkeit. Die Planck-Zeit kann
damit einen Wert zwischen null und unendlich aufweisen.
Die gr€sste Schwachstelle im propagierten Standardmodell der Kosmologie liegt aber darin, dass man in
der ersten Phase, als die Quantenwelt dominierend war, die wichtigsten Erkenntnisse der Quantenphysik
vernachl•ssigt. Man tut so, als ob Teilchen wie Quarks, Elektronen, Photonen und andere sich nach den
Gesetzen der klassischen Physik verhalten w‚rden. Da wird nichts gesagt zur Verschr•nktheit oder dazu,
dass Ursache und Wirkung in unserem Sinne nicht definiert sind. Auch die Zeit, weder die, welche wir
von Newton kennen, noch die, welche wir mit Einsteins Relativit•tstheorie verkn‚pfen, sind in der Quantenwelt anwendbar. Es ist anzunehmen, dass das Standardmodell der Kosmologie in B•lde gr‚ndlich
‚berarbeitet werden muss.
Unzickers Fundamentalkritik
Im Folgenden wollen wir uns auf die Argumente beschr•nken, die eine direkte Auswirkung auf das Standardmodell der Kosmologie haben.
 Nach der ART laufen Uhren in der N•he von Massen langsamer. Da Atome sich wie Uhren
verhalten, m‚ssten sie fr‚her schneller gelaufen sein. Im Extremfall eines Universums mit winziger Gr€sse und hoher Energie w‚rden somit die Uhren fast unendlich schnell laufen. Im Stan4
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dardmodell laufen die Uhren aber im Gleichschritt. Es k€nnte sogar sein, dass der Urknall viel
fr‚her stattgefunden hat, im Extremfall vor unendlich langer Zeit.
Im Standardmodell geht man vom Dogma aus, dass die Naturkonstanten, insbesondere die
Gravitationskonstante G und die Lichtgeschwindigkeit c f‚r alle Zeiten unver•nderlich sind.
Unsere Messungen dieser Konstanten sind im Maximum 400 Jahre alt, eine sehr kurze Zeit im
Vergleich zur Zeit bis zum angenommenen Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren.
Das Standardmodell der Elementarteilchen muss – anders geht es nicht – als Ganzes auf den
M‚ll. Damit wird der Spekulation, was zwischen dem Urknall und der Hintergrundstrahlung geschah der Boden entzogen.
o Theoretische Begr‚ndung: Die Quantenelektrodynamik geht von einem ungel€sten Problem der Elektrodynamik nach Maxwell aus. Elektronen m‚ssten eine unendlich grosse
Masse haben. Mit einem Trick, den man Renormierung nennt, wird das Problem unter
den Teppich gekehrt. Dies ist eine weder mathematisch noch physikalisch zu rechtfertigende Spitzfindigkeit. Das Ganze wird dann weiter entwickelt und nun bev€lkern
Quarks, Gluonen und andere Elemente den Teilchenzoo.
o Experimentelle Begr‚ndung: Der Nachweis dieser Teilchen kann nur mit den grossen
Beschleunigern wie zum Beispiel dem Large Hadron Collider (LHC) des CERNs durchgef‚hrt werden. Die am LHC anfallenden Datenmengen ‚berschreiten aber jede Dimension, die noch abzuspeichern w•re. Die praktische L€sung lautet, dass man 99,99 Prozent
der Daten sofort aussortiert und nur jene verwendet, die Interessantes versprechen. Ob
dann das Resultat eine objektive Messung ist oder ob die Filter einen Artefakt vort•uschen, ist schwer zu beurteilen.
Dunkle Materie: Letztlich steckt hinter dem ganzen Problem der Glaube an das Gravitationsgesetz. Auf der Skala der Galaxien funktioniert es nur mit vielen zus•tzlichen Annahmen. Ein Vorschlag lautet, dass die Gravitationskraft bei grossen Abst•nden nicht mehr im Quadrat, sondern
nur noch proportional zum Abstand schw•cher wird.
Dunkle Energie: Es k€nnte sein, dass die Gravitation auf kosmologischer Skala gar nicht wirkt.
Jedenfalls scheint eine so einfache, wenn auch theoretisch unverstandene L€sung viel wahrscheinlicher, als eine weitere Komplizierung durch die dunkle Energie.
Schwarze L€cher: In der ART sind schwarze L€cher mathematische Singularit•ten. Obwohl viele
Astrophysiker annehmen, dass diese real existieren, ist dies noch nicht zweifelsfrei erwiesen.
Das Gravitationsgesetz unterliegt einer kosmischen Evolution. Auch Naturgesetze und Naturkonstanten m‚ssen nicht seit dem Urknall unver•nderlich sein.
Es ist Zeit, die Gravitationstheorie infrage zu stellen. An ihr wird weniger aus Respekt vor Einstein oder wegen ihrer oft strapazierten Sch€nheit festgehalten, sonder aus Bequemlichkeit. Die
Tests, die diese Theorie bestanden hat, sind beeindruckend – aber sie haben w•hrend eines Wimpernschlags kosmischer Zeit im Sonnensystem stattgefunden. Dar‚ber hinaus ist das Gravitationsgesetz nicht ‚berpr‚ft, und dennoch wird seine G‚ltigkeit auf der milliardenfach gr€sseren
Skala von Galaxien unterstellt. Eigentlich ist es sehr naiv, unser bescheidenes Wissen ‚ber so viele
Gr€ssenordnungen zu extrapolieren. Und das sichtbare Universum ist noch millionenfach gr€sser
als die Ausdehnung einer Galaxie.
Ein allgemeineres Gravitationsgesetz m‚sste die unverstandenen Elemente in der Kosmologie
erkl•ren, wobei die ART ein Grenzfall oder eine N•herung w•re, wie Newtons Gravitationstheorie ein Grenzfall der Allgemeinen Relativit•tstheorie ist.
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Nach all den kritischen Einw•nden m€chte man Unzicker fragen, ob er denn ein alternatives Modell besitze, welches besser sei als das Standardmodell der Kosmologie. Leider kann er keine ausgearbeitete
Theorie vorstellen, aber er stellt die Vorstellungen von Ernst Mach, Paul Dirac und Robert Dicke ins
Zentrum. Den Gedanken Ernst Machs, alle Massen des Universums seien f‚r die Gravitation verantwortlich, dr‚ckte Dicke erstmals in einer Formel aus. G w•re demnach keine unerkl•rbare Gr€sse mehr, sondern durch die Massenverteilung im Universum M und der Ausdehnung des Universums R berechenbar6.
Auch die Zahlenmystik von Dirac f‚hrt zum Nachdenken. Das Verh•ltnis von elektrischer Kraft zur Gravitationskraft betr•gt im Wasserstoffatom ~ 2,3 *1039 . Teilt man den Radius des Weltalls durch den Radius des Protons, erh•lt man einen •hnlichen Wert. Sch•tzt man die Anzahl Protonen im Weltall, so erh•lt
man erstaunlicher Weise das Quadrat der obigen Zahl. Und Dirac vermutete, dass die Masse der Elementarteilchen mit der Gr€sse des Universums zusammen h•ngen k€nnte. Das sind aber Spekulationen, die
sich auch nicht experimentell rechtfertigen lassen. Dicke hat dann doch ein ernst zu nehmendes Modell
aufgestellt. Er ging von der Idee aus, dass die Anwesenheit von Massen die Lichtgeschwindigkeit verringert. Schon Einstein hatte einen •hnlichen Gedanken und nahm an, dass die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit nur f‚r Raum-Zeit-Gebiete mit konstantem Gravitationspotenzial G‚ltigkeit habe. Mit seinen Berechnungen konnte Dicke zeigen, dass ein euklidischer gerader Raum mit variabler Lichtgeschwindigkeit zu gleichen Resultaten f‚hrt wie ein gekr‚mmter Raum mit konstanter Lichtgeschwindigkeit. Nach
diesem Modell w•re die scheinbare Expansion des Universums eine Konsequenz der variablen Lichtgeschwindigkeit.
Es ist schade, dass Dickes Theorie nie im Detail ausgearbeitet und verbreitet wurde. Wenn sie f‚r Effekte
wie die Ablenkung des Lichts durch Massen oder die Rosettenbahnen des Merkurs dasselbe ergeben wird
wie Einsteins Theorie, so wird sie wegen des Kultstatus von Einstein einen schweren Stand haben. Es
m‚sste also einen Effekt geben, der zu unterschiedlichen Resultaten f‚hren w‚rde, die dann durch Beobachtungen und Messungen zu einer Entscheidung f‚hren k€nnte. Auch wenn man Unzicker f‚r einen
naturwissenschaftlichen Ketzer h•lt, der den Gottesdienst rund um die Teilchenphysik st€rt, so kommt
ihm doch das Verdienst zu, dass er die heutige Physik hinterfr•gt, sodass wieder eine dialektische Auseinandersetzung zu den grundlegenden Fragen stattfinden kann.
Das anthropische Prinzip und die Physiker
Schon immer haben die Menschen den Sternenhimmel beobachtet und angenommen, er m‚sste ihnen
etwas zu ihrem Schicksal aussagen. Das Weltbild der Astrologen ging von einem unver•nderlichen Sternenhimmel aus, vor dem die Wandelsterne (oder Planeten) in die verschiedenen Sternbilder wanderten.
Aber das Universum ist weder unver•nderlich, noch unendlich alt und die Sterne k€nnen kein unendliches
Alter erreichen. Der Astrologie fehlt somit jede naturwissenschaftliche Basis. Sie geh€rt deshalb, wie das
Kartenlesen, zu den Pseudowissenschaften, bei denen Menschen Trost suchen. Warum halten sich Leute
an astrologische Aussagen? Mit dem Glauben an die Astrologie kann man die Verantwortung f‚r sein Tun
und Lassen von sich schieben, da das Schicksal durch die Sterne vorbestimmt ist.
Wenn die Astronomie auch heute nicht mehr ernst genommen wird, so gibt es aber viele Theorien, die
einem Beobachter – sei es ein Mensch oder seien es Messinstrumente – eine besondere Bedeutung zuweisen. Man spricht dann vom anthropischen Prinzip. Im Wikipedia wird dieses wie folgt definiert: ‚Das anthropische Prinzip besagt, dass das beobachtbare Universum nur deshalb beobachtbar ist, weil es alle Eigenschaften hat, die
dem Beobachter ein Leben erm…glichen. W‚re es nicht f€r die Entwicklung bewusstseinsf‚higen Lebens geeignet, so w‚re auch
niemand da, der es beschreiben k…nnte‘. Naiverweise k€nnte man sich fragen, ob das dann f‚r das Universum
6
Dies f‚hrt zur Formel G* M/R ~c2
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ein Problem w•re. Hinter dem Ganzen steht jedoch die Frage, ob erst durch die Intervention des Beobachters das Universum zur realen Existenz kommt. Gerade Physiker haben dazu einige skurrile Theorien
entwickelt.
John Archibald Wheeler hat eine Theorie entwickelt, welche zu ihrer Begr‚ndung das sogenannten Mess-
problem der Quantenmechanik heranzieht. Nach der Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik
verharren Quantenteilchen in einem Zustand der Potenz, wobei erst durch die Messung oder Beobachtung ein konkreter Zustand realisiert wird. Auf das Universum ‚bertragen w‚rde dieses erst aus dem Zustand der Potenz zur Realit•t ‚bergehen, wenn der Beobachter seine Messung vorgenommen hat. Zudem
k€nnten sich verschiedene Welten realisieren (‚Viele Welten‘-Interpretation der Quantenmechanik).
Der €sterreichische Atomphysiker Anton Zeilinger kommt bei seinen ˆberlegungen zum Schluss, dass
‚Information und Wirklichkeit‘ dasselbe seien. Auch diese Aussage wurde durch Andreas MÄcklich auf
das ganze Universum ‚bertragen. Er wagt dabei die folgende anthropische Aussage: „Unser Universum war
schon bei seiner Geburt so eingerichtet, dass es Milliarden Jahre sp‚ter einmal Leben erzeugen kann.“ Oder: „Nehmen wir
dies alles zusammen, so ergibt sich, dass die Existenz des Universums erst durch das Leben mit seinem Wissen um eben
diese Existenz zustande kommt. Vor dem Auftreten des Lebens gab es noch kein Wissen und somit auch noch keine Existenz des Universums. Das Universum existierte somit noch gar nicht, bevor es Leben gab.“ Zeilingers Aussage m‚sste
wie folgt eingeschr•nkt werden. In der Physik als experimenteller Wissenschaft kann man nur ‚ber Dinge
Aussagen machen, ‚ber die wir durch Beobachtung oder Messungen Informationen besitzen. Was dar‚ber hinausgeht, ist Theorie. Es kann aber real existierende Dinge geben, ‚ber die wir noch keine Informationen empfangen haben. Mathematische Theorien, welche Dinge beschreiben, ‚ber die wir grunds•tzlich keine Informationen erhalten k€nnen, sind reine Spekulation. Dazu geh€ren die Stringtheorie, das
Multiversum und die ‚Viele Welten‘-Theorie.
F‚r den Astrophysiker Harry Nussbaumer ist das anthropische Prinzip Ausbund der menschlichen Hybris: „Man unterscheidet zwei Varianten, das starke und das schwache anthropische Prinzip. Davon gibt es eine Menge
Varianten, aber im Grunde genommen sagen alle etwa dasselbe. Das starke anthropische Prinzip besagt, dass das Universum so beschaffen sein m€sse, damit zu irgendeinem Zeitpunkt Leben entstehen kann. Oder auf den Menschen bezogen: Das
Universum ist so, wie es ist, damit der Mensch entstehen konnte. Das ist wohl der Gipfel menschlicher ‡berheblichkeit.
…Das Universum ist nicht so, wie es ist, damit Leben entstehen kann, sondern Leben ist entstanden, weil das Universum
die dazu notwendigen Bedingungen (auf der Erde) erf€llte.“ Und weiter: „Das schwache anthropische Prinzip besagt: Das
auf Kohlenstoffverbindungen aufgebaute Leben in diesem Universum ist eine beobachtete Tatsache, also m€ssen die Naturgesetze und die Anfangsbedingungen so beschaffen sein, dass sie die Existenz des Lebens und damit des Menschen zulassen.
Etwas banaler und auch enger ausgedr€ckt: Weil ich existiere, muss das Universum ungef‚hr so sein, wie es ist.“
Aus wissenschaftlicher Sicht m‚sste man deshalb alle Auspr•gungen des anthropischen Prinzips ablehnen.
Aber so wissenschaftlich sind die meisten Physiker dann doch nicht und viele sind Anh•nger eines ‚weichen anthropischen Prinzips‘. Was darunter zu verstehen ist, m€chte ich im Folgenden erl•utern.
Das menschliche Gehirn ist so etwas wie der H€hepunkt oder gar der Schlusspunkt der Evolution. Hirnfunktionen sind zwar entstanden, damit wir – wie andere Lebewesen – in einer oft feindlichen und gef•hrlichen Umwelt ‚berleben k€nnen. Das menschliche Hirn hat aber F•higkeiten zum abstrakten Denken
entwickelt und kann, was in der Umwelt passiert, kritisch hinterfragen. Philosophen tun dies mit sprachlichen Begriffen; Physiker tun dies in mathematischer Sprache, wobei sie sich auf das Naturgeschehen beschr•nken. Nun beschreibt die klassische Physik sehr gut, was wir messen und beobachten k€nnen. Sie ist
ein H€hepunkt der geistigen, intellektuellen Leistungen unseres menschlichen Gehirns. Sollten weitere
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physikalische Gesetze entdeckt werden, dann k€nnen diese nur ‚richtig‘ sein, wenn sie diese klassische
Physik, die unser Geist erarbeitet hat. Mitbeinhalten. Noch st•rker ausgedr‚ckt: Die Quantentheorie –
insbesondere die Quantenelektrodynamik – muss sich aus der Elektrodynamik herleiten lassen, sonst taugt
sie nichts. Dasselbe gilt f‚r die noch nicht gefundene Theorie der Quantengravitation, die aus Einsteins
Allgemeiner Relativit•tstheorie hergeleitet werden muss.
Dies soll an einem Beispiel erl•utert werden, an dem sich viele Physiker die Z•hne ausgebissen haben.
Eine der sch€nsten Theorien ist Maxwells Elektrodynamik. Sie sagte die Existenz elektromagnetischer
Wellen voraus, welche dann von Heinrich Hertz nachgewiesen wurden. Wir alle nutzen Radio und Fernsehen, ohne an Maxwell oder Hertz zu denken. Nun aber versagt die klassische elektrodynamische Theorie, wenn man aus f‚r ein einzelnes Elektron im elektromagnetischen Feld den Energieinhalt berechnet,
denn dann erh•lt man den Wert unendlich, woraus man schliessen k€nnte, dass die Masse des Elektrons
auch unendlich sein m‚sste. Was l•uft hier falsch bei diesem Gedankenexperiment? Es ist nicht nur technisch unm€glich, ein einzelnes Elektron in ein elektromagnetisches Feld zu stellen. Elektronen sind Wesen aus der Quantenwelt und sie treten immer im Verbund auf, sei es im Verbund mit den Protonen oder
anderen Elektronen, wie man das beim ber‚hmten Doppelspaltexperiment7 beobachten kann. Will man in
die Quantenwelt eintauchen, dann muss man, wie Richard Feynman, der Physik und der Natur Priorit•t
gegen‚ber der Mathematik einr•umen. Er tat dies mit dem Trick, den man Renormierung nennt, wodurch
Elektronen wieder eine endliche Masse haben. Und seine Quantenelektrodynamik ist eine experimentell
bestens ‚berpr‚fte Theorie. Dies •rgert Unzicker und er schreibt: „Durch den scheinbaren Erfolg ihrer Vorhersagen werden die Konstruktionsfehler der Quantenelektrodynamik noch immer €berblendet.“ Im Weiteren zitiert er Dirac mit einer weichen anthropischen Aussage: „Einige Physiker m…gen sich mit einem Satz von Arbeitsregeln zufrieden geben, deren Resultate mit den Beobachtungen €bereinstimmen. Aber das reicht nicht. Man will verstehen, wie die
Natur funktioniert.“ Damit meint er vermutlich Feynman, der wahrscheinlich das tiefste Verst•ndnis der
Quantenwelt hatte. Von dem soll hier auch ein Zitat angef‚hrt werden: „Es gab eine Zeit, als Zeitungen sagten,
nur zw…lf Menschen verst€nden die Relativit‚tstheorie. Ich glaube nicht, dass es jemals eine solche Zeit gab. Auf der anderen
Seite denke ich, sicher sagen zu k…nnen, dass niemand die Quantenmechanik versteht.“
Nun liegt die Vermutung nahe, dass dann, wenn jemand die Quantenphysik verstehen w‚rde, er daraus
alle Gesetze der klassischen Physik und der ART erkl•ren k€nnte. Dem ist aber nicht so. Schon die Interpretation der Thermodynamik nach Boltzmann f‚hrt zu rein statistischen Aussagen, wobei eine grosse
Anzahl von Atomen oder Molek‚le miteinander Wechselwirken m‚ssen. Boltzmanns Vorstellung ist aber
falsch, wenn nur wenige Teilchen interagieren. Der Nobelpreistr•ger Laughlin geht noch einen Schritt
weiter: „Ich bin zunehmend davon €berzeugt, dass alle und nicht nur einige der uns bekannten physikalischen Gesetze aus
kollektivem Geschehen hervorgehen. Anders gesagt, die Unterscheidung zwischen grundlegenden Gesetzen und den aus ihnen
hervorgehenden Gesetzen ist ebenso ein Mythos wie die Vorstellung, das Universum allein durch die Mathematik beherrschen
zu k…nnen.“ F‚r ihn ist das Standardmodell der Kosmologie reine Spekulation und die Urknalltheorie ist
‚nichts anderes als Marketing‘; er bezeichnet solche Theorien als ‚quasireligi…s‘, wozu auch das Suchen nach
einer Weltformel geh€rt.
Wenn Astrophysiker einem breiteren Publikum das Universum erkl•ren wollen, dann wird ihnen fr‚her
oder sp•ter die Gretchenfrage8 gestellt. So ist es auch Harald Lesch ergangen, als er im Heft GEOkomSchickt man Elektronen von einer Quelle durch eine Wand mit zwei Spalten, so entsteht ein Interferenzmuster,
woraus man schliessen muss, dass sich Elektronen wie Wellen verhalten. Auch wenn man Elektronen nacheinander
in grossem zeitlichen Abstand losschickt, entsteht dieses Muster. Es scheint, als ob die Elektronen sich miteinander
abgesprochen h•tten, wohin jedes einzelne gehen soll.
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„Nun sag, wie hast du’s mit der Religion“ (Goethe, Faust I).
8
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pakt erl•uterte, was kurz nach dem Urknall passiert sei. Der Interviewer fragte: „Woher kommt das alles?
Geht die Besch•ftigung mit dem Kosmos und dem Urknall nicht doch in eine religi€se Richtung?“ Und
hier einige Ausschnitte aus seinen Antworten: „Letztlich geht es um die Frage: Warum ist nicht nichts? Man m…chte
wissen, was da passiert ist. Und dann kann man die Sch…pferhypothese rausholen und sagen: Ja, es ist eben gewollt von
irgendetwas, was wir ‚Gott‘ nennen. …. Es gibt unter den Physikern viele Atheisten oder Agnostiker, die sagen: ich weiss es
nicht und ich halte mich da v…llig raus. … F€r die physikalische Forschung spielt Gott keine Rolle. Wir brauchen ihn f€r
die wichtigen menschlichen Fragen, f€r die nach dem Sinn etwa, f€r Visionen, Werte und so weiter.“ Und er bekennt:
„Ich bin ein klassischer Protestant. … Aber ich bin sicher, dass die Art und Weise, wie ich mit Menschen umgehe, wie ich
mich verhalte, viel damit zu tun hat, dass ich ein protestantischer Christ bin.“ Arnold Benz, ein anderer Astrophysiker, hat ein Buch unter dem Titel verfasst ‚Das geschenkte Universum‘. Auch da geht es um die Sinnfrage und
eine seiner Antworten lautet: „Sinn kann als Geschenk erfahren werden, sei es in der Liebe von Mitmenschen oder von
Gott. Liebe macht das Leben sinnvoll, indem es in den gr…sseren Zusammenhang des Schenkens und Beschenkwerdens hingestellt wird.“
Jeder wird wohl zu Sinnfragen seine pers€nliche Antwort geben m‚ssen. Hier soll ein Zitat von Laotse
angef‚gt werden: „Den Sinn, den man ersinnen kann, ist nicht der ewige Sinn. Der Name, den man nennen kann, ist
nicht der ewige Name.“ Sucht man nach dem kleinsten gemeinsamen Nenner von Sinnsuchenden, seien es
Atheisten oder religi€se Menschen, so ist es wohl der: „Wir alle leben in einer lebenswerten Welt. Wir sollten daf€r
sorgen, dass diese unsere Erde, auf der wir leben, nicht zerst…rt wird, und dass sie weiterhin lebenswert bleibt f€r alle Menschen.“
Literaturhinweise:
Benz A., Das geschenkte Universum. Ostfildern 1997: Patmos
Close F., Neutrino. Springer Spektrum. Berlin, Heidelberg 2012: Springer
Esfeld M. (Hrsg), Philosophie der Physik. Berlin 2012: Suhrkamp Taschenbuch Wissenschaft
Feynman R., QED, Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie. M‚nchen 2011: Piper
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