WENN DIE EXPANSION DES WELTALLS EIN GRANDIOSER IRRTUM WÄRE

Die Expansion des Kosmos ist heute eine allgemein anerkannte Theorie. Sie basiert auf der gemessenen Rotverschiebung des Lichts entfernter Galaxien – seit Edwin Hubble eine unbestrittene Tatsache. Offenbar scheinen die Himmelskörper mit hoher Geschwindigkeit von uns wegzufliegen, was die zu uns zurückgeworfenen Lichtwellen dehnt und somit „röter“ macht. Alle sind sich einig: Der Kosmos dehnt sich aus. Der Fachbegriff dazu: Expansion.

Nun, wenn das so ist, müssten wir die sich daraus ergebenden Effekte ja auch nachmessen können. Und genau das wird heute getan. Allerdings bergen die gemessenen Daten Überraschungen …

Nachgemessen

Die technologische Entwicklung ist für die Kosmologie ein Segen. Die Daten der modernen Teleskope verknüpft mit großen Datenbanken und dem Zugriff übers Internet ergeben zum Beispiel solch fantastische Dinge wie den Galaxienkatalog SDSS, den Sloan Digital Sky Survey, der jedem offen zugänglich ist. Diese Daten sind nichts anderes als eine Landkarte des Universums. Jedenfalls von etwa einem Viertel des Himmels.

In diese Landkarte werden derzeit die Positionen und Helligkeiten von mehr als 100 Millionen Himmelskörpern eingetragen. Außerdem sollen mit seiner Hilfe die Entfernungen und Eigenschaften von etwa einer Million Galaxien und Quasaren bestimmt werden. Seit 1998 werden die Daten nach und nach gesammelt und integriert. Das Gesamtbild wird immer genauer und vollständiger. Es zeigt sich immer präziser die faszinierende schaumartige Struktur des Universums mit seinen Galaxienhaufen und den großen dazwischen liegenden „Hohlräumen“ mit relativ geringer Galaxiendichte.

Aber leider stößt das anerkannte Modell des Universums, das auf der Allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins basiert, auf große Widersprüche!

Knoten im Kopf

Denn wenn Sie die Allgemeine Relativitätstheorie auf den Kosmos anwenden, führt das zu einem wahren Wirrwarr von merkwürdigen Postulaten. Unter anderem prognostiziert die Theorie die Größe der Galaxien am Himmel. Ab einer bestimmten Entfernung soll die scheinbare Größe der Galaxien der Theorie entsprechend nicht weiter ab- sondern zunehmen. So in etwa wie beim Scheinriesen in Michael Endes Erzählung von Jim Knopf und Lukas dem Lokomotivführer: Je weiter er wegläuft, desto größer erscheint er.

Das klingt nicht nur merkwürdig, es lässt sich auch durch die Daten des SDSS in keinster Weise bestätigen. Und das liegt nicht nur im Bereich von Messfehlern: Die Theorie sagt bis zu sechsmal größere Galaxienausdehnungen voraus als die in der Realität gemessenen.

Sie und ich würden nun sagen: An der Theorie kann etwas nicht stimmen. Da die Berechnungen auf Basis der Theorie korrekt sind, muss es an irgendwelchen falsch gewählten Voraussetzungen liegen. Wir müssen dringend zurückgehen und überlegen, wo wir falsch abgebogen sind.

Nicht so aber die theoretischen Physiker! Sie beharren steif und fest auf den grundlegenden Annahmen ihrer Theorie und fügen einfach willkürliche Zusatzannahmen und Parameter hinzu: Sie postulieren beispielsweise, die Galaxien würden sich eben in Helligkeit und Größe mit der Zeit entwickeln – und zwar genau so, dass es gerade wieder zu den Daten passt.

Doch dadurch werden die theoretischen Modelle immer komplizierter. Sie werden sozusagen um die beobachtete Wirklichkeit drumherum gebaut. Die Natur wird so nicht verstanden, sondern mathematisch nachgeäfft.

Ich bin sicher, Einstein hätte das nicht mitgemacht. Er hätte lieber seine Theorie grundsätzlich in Frage gestellt, als sie bis zur Unkenntlichkeit zu verkomplizieren. Denn die wahren Durchbrüche in der Wissenschaft waren immer mit einer Zunahme an logischer Eleganz verbunden, niemals mit einer opportunistischen Verknotung.

Und die Lösung der Expansion?

Erstaunlicherweise passen die beobachteten Daten des fernen Kosmos am besten zu einer ganz einfachen Interpretation: Es gibt keine nennenswerte Evolution von Galaxiengrößen. Es gibt auch keine Beschleunigung. Und auch keine Expansion! Die Daten passen am besten zu einem Universum, in dem die Materie statisch ist. Die sichtbare Ausdehnung der Galaxien am Himmel nimmt dann einfach ganz schlicht mit ihrer Entfernung ab, so wie man das ganz intuitiv auch erwarten würde.

Die Frage ist nur, was wir dann mit der beobachteten Rotverschiebung machen, die bislang immer als eine Art Doppler-Effekt interpretiert wurde, was ja auf die Expansion des Universums hingedeutet hat.

Da ist ja der eigentliche Widerspruch: Die gemessenen Galaxiengrößen deuten auf ein statisches Universum hin, die Rotverschiebung auf ein sich ausdehnendes Universum. Eins von beidem ist falsch, solange die Gesetze der Logik noch gelten. Bislang wurde die Interpretation der Rotverschiebung, also die Expansion des Universums, vorausgesetzt. Was wäre, wenn diese Annahme falsch wäre? Was wäre, wenn die gemessenen Daten ganz einfach interpretiert ein Beleg für ein statisches Universum wären? Dann müssten wir eine andere Deutung für die Rotverschiebung finden, um den Widerspruch auszuräumen.

Und diese andere Deutung gibt es! Einstein selbst hatte 1911 eine Version der Allgemeinen Relativitätstheorie entwickelt, die genau dazu führt. Unabhängig von ihm hatte der US-amerikanische Physiker Robert Dicke die gleiche Idee. In meinem Buch „Einsteins verlorener Schlüssel“ erkläre ich den heute leider vergessenen Ansatz genauer.

AUSWANDERN IN DIE PARALLELWELT?

Etwas stimmt nicht in unserem Universum.

Wirklich, ich meine das ganz ernst. Immer wieder stoßen Physiker auf Messergebnisse, die nicht mit den Vorhersagen der bestehenden Theorien übereinstimmen. Für solche Fälle haben sie ihre Standardmodelle inzwischen mit zahlreichen Zahlenwerten – sogenannten Konstanten – verziert, die dann den Messungen angepasst werden können. Et voilà, die Welt stimmt wieder mit der Theorie überein.

Wenn das für Sie wenig überzeugend klingt, wird es Sie vielleicht beruhigen, dass auch in der Physik schon seit Längerem eine Debatte darüber entbrannt ist, wie es sein kann, dass das Universum über diese vielen Konstanten so wunderbar abgestimmt ist. Schließlich sprechen wir hier von Zahlen, die nichts erklären und scheinbar willkürlich vom Himmel gefallen sind.

Das fantastische Multiversum

Einen Ausweg will der Physiker Max Tegmark in seinem Buch „Our Mathematical Universe“ gefunden haben. Es handelt vom Multiversum, wie er es nennt. In seiner Vorstellung gibt es nicht nur ein Universum, sondern ganz viele. Jedes dieser Universen ist anders abgestimmt und folgt anderen Gesetzen. Solche, bei denen die Abstimmung nicht funktioniert, kollabieren. Unser Universum ist netterweise eines von denen, wo die Feinabstimmung ein Fortbestehen dieser Welt ermöglicht hat. Das führte, wie Sie wissen, sogar zur Entwicklung von mehr oder weniger intelligenten Lebewesen. Die Frage ist, ob Tegmark zu ersteren gehört.

Denn wir hätten es also mit einem natürlichen Auswahlverfahren für Universen zu tun. Da ist eben alles möglich – einfach fantastisch, wie sich handfeste physikalische Probleme in Luft auflösen, wenn nur ein findiger Geist sich damit beschäftigt.

Schade nur, dass wir nie nachprüfen können, ob wirklich etwas dran ist an dieser Multiversums-Idee, denn die anderen Universen sind ziemlich weit von uns entfernt, so dass wir noch einige Millionen oder Milliarden Jahre darauf warten müssten, bis die ersten Lichtquanten von ihnen bei uns ankommen. Nachgeprüft werden kann also mal wieder nichts.

Abenteuer oder Bodenständigkeit?

Was bleibt also von dem, was Tegmark oder auch andere Propheten wie Lisa Randall und Lawrence Krauss anbieten? Eine reichlich komplizierte und sehr spekulative Geschichte über die Entstehung und das Wesen dieser Welt, in der Sie leben. Die können Sie glauben oder auch nicht. Mitbewerber sind dabei zum Beispiel das wesentlich ältere, aber deutlich leichter zu verstehende 1. Buch Mose des Alten Testaments, die indischen Upanischaden und all die anderen Schöpfungsmythen, von denen ja jede Kultur mindestens eine hervorgebracht hat.

Eines haben alle diese Mythen gemeinsam: Sie sind nicht falsifizierbar und daher eine nie versiegende Quelle von Diskussionen, die zu nichts führen.
Wenn Sie allerdings Theorien wollen, die einen Teil dieser Welt messbar machen, erklären, wie er funktioniert, und so letztendlich auch technischen Fortschritt ermöglichen, wie zum Beispiel die Quantenphysik den Microchip, dann sollten Sie sich woanders umsehen. Albert Einstein kann Ihnen beispielsweise noch eine brillante Idee anbieten, die heute weitgehend in Vergessenheit geraten ist. Ich beschreibe sie in meinem neuen Buch „Einsteins verlorener Schlüssel: Warum wir die beste Idee des 20. Jahrhunderts übersehen haben“.

Aber ich muss Sie warnen: Gegenüber dem Multiversum wirkt diese Idee geradezu bodenständig und unspektakulär. Wer mehr Science-Fiction braucht, der sollte vielleicht in eines unserer Nachbaruniversen auswandern, wo die Feinabstimmung zu abenteuerlicheren Möglichkeiten geführt hat als in unserem Universum. Aber bitte vergessen Sie nicht, mir eine E-Mail zu schicken, wenn Sie angekommen sind.

GENIESTREICH ODER SENSATION?

Steuergelder3 Milliarden Euro – soviel hat der Bau des Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf gekostet. Größtenteils natürlich aus Steuergeldern finanziert. Mal ganz abgesehen von den laufenden Kosten – und mal ganz abgesehen davon, dass der LHC nur eines unter vielen Großprojekten in der physikalischen Forschung ist, das durch Steuergelder finanziert wird.

Früher begnügten sich die Physiker noch mit bescheidenen Budgets und erarbeiteten mit ihnen Geniestreiche. Ein Newton, ein Faraday, die Curies oder ein Einstein brauchten für ihre genialen Einfälle und Entdeckungen noch keine milliardenteuren Versuchsaufbauten wie LHC oder das jüngst in die Schlagzeilen gekommene Laser-Interferometer Gravitationswellen-Observatorium (LIGO). Und sie erarbeiteten ihre Theorien im „stillen Kämmerlein“ – meistens ganz allein. Die heutigen Großprojekte beschäftigen hunderte bis tausende von Wissenschaftlern. Ihre Ausbeute hingegen ist äußerst mager.

Teure Leichtgewichte

Fragen Sie ruhig, wie es um die Ergebnisse solcher Großprojekte bestellt ist.
Die Rohdaten, die beispielsweise am CERN produziert wurden, sind sofort gefiltert („Trigger“) und dann weggeworfen worden. Kein Mensch kann also nachträglich prüfen, ob die Filter gut funktioniert haben.

Oder die vielen Großprojekte, mit denen Neutrinos nachgewiesen werden sollen: Die theoretischen Interpretationsmöglichkeiten sind hier so vielfältig und willkürlich, dass Sie mit Recht von einer Farce sprechen können.

Und wie steht es um das LIGO? Die Behauptung des Projektleiters auf der Pressekonferenz am 11.02.2015 war: „Wir haben Gravitationswellen gefunden.“ Aber auch hier muss das Signal aus um ein Vielfaches stärkeren Störsignalen herausgefiltert werden. Außerdem fehlte zur genauen Richtungsbestimmung des Signals noch ein dritter Detektor – der war gerade außer Betrieb weil er aufgerüstet wird.

Jenseits der Sensation: Was bleibt?

Natürlich wäre die Messung von Gravitationswellen interessant und es wäre eine revolutionäre Sache, wenn Forscher neue Elementarteilchen entdecken würden. Die echten Revolutionäre arbeiteten trotzdem anders – sie suchten nicht krampfhaft nach etwas sondern eines: ehrliche Neugier. Und sie hatten eine Vision von der Einheitlichkeit der Naturgesetze, die heute völlig verloren gegangen ist.

Im Vergleich dazu scheinen Physiker von heute Strohfeuer zu entfachen – und ein wenig auf den Nobelpreis zu schielen.

Ist der Erfolgsdruck zu groß?

Aber wieso lehnen die heutigen Physiker sich so weit aus dem Fenster?
Nun, es liegt eigentlich auf der Hand: Die Milliarden investierter Steuergelder lassen ihnen keine Ruhe. Und es geht ja durchaus nicht nur um den Bau der Versuchsanlagen. Ihr Betrieb ist so teuer, dass jeder Tag den Druck weiter steigen lässt. Würden sie offenbaren, dass sie sich ihrer Ergebnisse nicht sicher sein können, wäre das eine – gelinde gesagt – unbequeme Position und eine fast aussichtslose Startposition für das nächste Großprojekt. Unter diesem Druck wissenschaftlich gradlinig zu bleiben, ist nicht immer einfach.

Unter dem Strich: Was bleibt?

Trotzdem müssen Großprojekte nicht notwendigerweise sinnlos sein. Nur sollten sie eben ergebnisoffen sein, anstatt irgendeiner langjährigen Suche gewidmet. Positive Beispiele wie Gaia gibt es. Und dabei werden auch die Rohdaten gespeichert und veröffentlicht. Ohne Transparenz gibt es keine Wissenschaft.

Vor allem aber müssten sowohl die Forscher als auch die Geldgeber (indirekt also Sie und ich) ihre Erwartungen an die Ergebnisse relativieren. Es sollte klar sein, dass nach einem Großprojekt immer weitere Kosten für Folgeprojekte anstehen. Irgendwann nährt sich eine ganze Forschungsindustrie davon – und das ist eben doch etwas ganz anderes als die Art und Weise, wie Newton, Faraday und Einstein die Welt verändert haben.

Sensationen sind eben leicht produziert, Erkenntnisgewinn aber nicht.

NEUTRINOS – BEGEISTERND ODER GEISTERHAFT?

In der Physik spukt es. Ja, wirklich. Im Weltall wimmelt es nämlich, so sagt es das Standardmodell der Teilchenphysik voraus, von Geisterteilchen – genannt „Neutrinos“. Angeblich werden wir von abermilliarden von ihnen in jeder Sekunde durchströmt.

Diese Neutrinos sind schon ganz spezielle Gesellen. Sie haben fast keine Masse und auch keine elektrische Ladung. Sie sind fast so schnell wie das Licht und esGeisterteilchen passiert nur äußerst selten,  dass mal eines mit einem anderen Teilchen reagiert. Diese Wechselwirkungen zwischen Neutrinos und anderen Teilchen sind extrem selten, dass nur Großtechnologie der „Big Science“ sie feststellen konnte. Dafür gab es dannauch einige Nobelpreise. Aber woher kommt eigentlich die Annahme, dass es diese Geisterteilchen geben muss?

Das geht auf den berühmten Physiker Wolfgang Pauli zurück. Der befasste sich in den 20er und 30er Jahren eingehend mit einer Art von radioaktivem Zerfall, dem sogenannten Beta-Minus-Zerfall. Bei diesem wird ein Elektron frei und eine gewisse Menge Energie – allerdings zu wenig! Pauli vermutete, dass diese fehlende Energie als Gammastrahlen abgegeben würde, konnte diese jedoch nicht nachweisen.

In seiner Not postulierte er ein weiteres Teilchen, das genau die erforderliche Menge Energie besaß und beim Beta-Minus-Zerfall neben dem Elektron abgestrahlt wurde. Das war natürlich fast schon eine faule Ausrede (was er in seiner erfrischenden Art auch selbst so bezeichnete), weil er die fehlende Energie nicht finden konnte. Er selbst bezeichnete das Neutrino später als „[…] das närrische Kind meiner Lebenskrise von 1930/31 […]“.

Das hat die Physiker allerdings nicht davon abgehalten, sich auf die Suche nach diesem Geisterteilchen zu begeben und Detektoren zu bauen, mit denen sie meinten, Neutrinos nachweisen zu können. Wie Sie sich vorstellen können, war es nicht einfach, Detektoren zu bauen, die derart flüchtige Teilchen einfangen. Tatsächlich dürfen Sie auch heute noch daran zweifeln, ob es die Neutrinos wirklich gibt. Denn was die Detektoren tatsächlich gemessen hatten, erforderte immer eine Interpretation mit vielen Annahmen.

Sehr oft gab es dabei Widersprüchlichkeiten. Die Detektoren konnten zum Beispiel die erwartete Menge an Neutrinos nicht nachweisen. Bis zu zwei Drittel fehlen. Auch das noch!

Die beteiligten Physiker kamen jedoch auf eine rettende Idee. Ganz in der unrühmlichen Tradition Paulis waren im Standardmodell noch zwei weitere Neutrino-Arten postuliert worden. Wie wäre es zusätzlich, wenn sich die Neutrinos immer wieder in eine andere Art umwandelten? Dann wäre es doch erklärbar, warum von der einen oder anderen Art nicht so viele gefunden werden, wie erwartet.

Die neue Generation von Detektoren konnte dann prompt mit Messergebnissen aufwarten, die der Theorie entsprechen – was für ein Zufall, die Theorie wurde ja auch konstruiert, um genau dieses Messergebnis zu “erklären“. Lachen Sie nicht – der Physiker und Soziologe Andrew Pickering hat die Mechanismen, die zu solchen Zirkelschlüssen geführt haben, detailliert erläutert.

Komischerweise wurde bisher aber immer nur nachgewiesen, dass eine bestimmte Menge an erwarteten Neutrinos in den Detektoren fehlt. Ein Überschuss von nicht erwarteten Neutrinos wurde hingegen bisher nie gefunden. Angesichts der Tatsache, dass ja die Theorie schon ordentlich zurechtgebogen worden war, um den Messergebnissen zu entsprechen, ist das doch ein reichlich mageres Ergebnis.

Das Nobelpreis-Komitee hat sich trotzdem dazu entschlossen, auch für dieses halbseidene Resultat 2015 einen Nobelpreis zu vergeben. Die Physik muss schon sehr arm an bahnbrechenden Erkenntnissen geworden sein, dass so dürftige Forschungsergebnisse dazu taugen, mit dem größten Forschungspreis der Welt ausgezeichnet zu werden.

Vielleicht handelt es sich bei den Neutrinos ja doch um echte Geister. Damit könnte wenigstens erklärt werden, warum die sonst doch eher nüchternen Physiker ihnen so närrisch hinterherlaufen – in der Hoffnung, mal eines zu schnappen.

INFLATIONÄRE UNWISSENSCHAFT

„Inflation? Will ich nicht.“

Ich kann Sie gut verstehen, wenn es Ihnen so geht. Es gibt da aber so ein paar Physiker, die nichtssagende Theoriegespinste ganz schön inflationär gebrauchen.

Bei den Kosmologen zum Beispiel. Als sie auf einige Phänomene und Messergebnisse stießen, die ihr Standardmodell über die Entstehung des Weltalls – der Urknalltheorie – in Frage stellten, bauten sie eine Inflation in das Modell ein.

Klar, es handelt sich dabei nicht um eine Geldentwertung. Ein Wertverlust der Theorie geht dennoch damit einher – und ist für mich eindeutiges Zeichen, dass es sich um eine echte Krise handelt, in der sich die Kosmologie da befindet.

Ausgelöst wurde die Krise unter anderem durch die Messdaten zur
Hintergrundstrahlung – jene Strahlung, die der kosmologischen Standardtheorie nach vom Urknall übrig geblieben und
noch heute messbar sein soll. Tatsächlich haben Forscher so eine Strahlung gefunden und mithilfe spezieller Satelliten gemessen. Allerdings zeigt sie ganz andere Ergebnisse, als die Wissenschaftler aufgrund ihrer Urknalltheorie erwartet hätten – was übrigens kein Einzelfall ist. Leider.Big bang theory

Die Kosmologen mussten sich also fragen, was mit ihrer Theorie nicht stimmt. Das taten sie jedoch nicht lange, denn unversehens erfand der Physiker Alan Guth eine Lösung: In den ersten Bruchteilen der Expansion des Alls nach dem Urknall soll es eine Phase der extrem schnellen Ausdehnung gegeben haben. Im Bruchteil einer Sekunde soll sich das Weltall um das Einhundertquadrillionenfache – eine Zahl mit 26 Nullen – ausgedehnt haben. Na klar.

Diese Phase der Sekundenbruchteile nach dem Urknall nannte Guth Inflation. Die Inflation soll so früh begonnen haben und dauerte so kurz, dass nicht einmal die modernste Atomuhr in der Lage wäre, diesen kurzen Zeitraum zum messen. Und völlig undenkbar ist, dass jemals Messdaten aus diesen ersten Sekundenbruchteilen des Universums erhoben werden können. Auf diese Weise ist die Theorie völlig sicher vor jeder Widerlegung. Wenn Sie jetzt finden, dass das doch eigentlich ganz prima klingt, muss ich Ihren Enthusiasmus gleich wieder bremsen.

Denn auf diese Weise kann die Theorie auch nie bestätigt werden (was so schade auch wieder nicht ist). Es ist letztlich ein Märchen über die Entstehung des Universums, das Sie glauben können oder nicht. Mit Wissenschaft hat das nichts mehr zu tun, denn die basiert nun mal darauf, dass eine Theorie bestätigt oder widerlegt werden kann.

Welch unglückliche Entwicklung, die nicht nur in der Kosmologie u sich greift. Immer mehr Theorien tauchen in der Physik auf, die nicht geprüft werden können und immer komplexer und unübersichtlicher werden – inflationärer Wildwuchs, den Sie schön finden können, wenn Sie wollen. Wissenschaftlich relevant ist er nicht.

Wenn Sie mehr über die Hintergrundstrahlung und ihre eigenartigen Interpretationen erfahren möchten, können Sie das in meinem früheren Blogbeitrag nachlesen (Englisch).

STRAHLENDE RAUCHER? ODER: ÜBER DIE KOSMOLOGIE DES SCHWACHEN GLIMMENS

Vom All aus Raucher beobachten … ist das SMOKERmöglich?
Jedenfalls hatte sich eine Forschergruppe zur Aufgabe gemacht herauszufinden, wie die Raucher in einer Großstadt verteilt sind – und erwartete spektakuläre Erkenntnisse. Sie wertete Bilder von Satelliten aus, die mit so empfindlichen Messgeräte ausgestattet sind, dass sie das schwache Glimmen der Zigaretten aus der Höhe des Satellitenorbits noch erkennen können.

Die eigentliche Herausforderung bestand darin, dass das Glimmen der Zigaretten von den Millionen Lampen der Häuser, Straßen, Fahrzeuge, Flugplätze, Sportstadien usw. überstrahlt wird. Das Licht der Lampen ist um ein Vielfaches heller als die glühenden Zigaretten. Selbst die Fehlertoleranzen, die bei der computergestützten Filtermethode eingeräumt werden müssen, sind größer, als das zu messende Signal – also die Leuchtkraft der Zigaretten.

Sie kennen die Studie nicht? O.K., ich gebe es zu: Ich habe sie erfunden. Ganz an den Haaren herbeigezogen ist das Beispiel jedoch nicht. Ähnlichen Schwierigkeiten sahen sich die auswertenden Wissenschaftler der COBE- und WMAP-Daten gegenüber. Die beiden Satelliten COBE und WMAP haben den gesamten Himmel im Frequenzbereich der sogenannten Hintergrundstrahlung vermessen – einer Strahlung, von der vermutet wird, dass sie noch vom Urknall übrig ist.

Mithilfe von speziellen Computerprogrammen wurden aus den Messdaten dann die sogenannten Vordergrundsignale der Sterne, der Nebel und aller anderen Objekte herausgerechnet.

Ich weiß nicht, wie es Ihnen geht, aber ich würde diesen Daten nicht ganz trauen. Zu groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie an unzähligen Stellen falsch sind, weil das Signal durch die Vordergrundstrahlung komplett überdeckt ist und die Filtermethode Geisterwerte erzeugt.

Abgesehen von dieser Unsicherheit war das Ergebnis nicht so, wie erwartet. Die Kosmologen erhofften sich, eine ungleichmäßige Verteilung der Hintergrundstrahlung zu finden. Davon hätten sie eventuell eine Erklärung für die ungleichmäßige Massenverteilung ableiten können, wie sie heute im Weltall beobachtet werden kann: Massezusammenballungen in Form von Sternen, Nebeln und Galaxien stehen großen, fast völlig leeren Räumen gegenüber.

Der große Aufwand brachte jedoch eine fast völlige Gleichverteilung der Strahlung ans Licht, die die ausgeprägten Strukturen im Universum nicht erklären kann. Heute werden immer subtilere Eigenschaften aus den Daten herausgelesen, obwohl das angebliche Signal viel schwächer als der Vordergrund aus Sternen, Gaswolken und Galaxien ist – eben wie eine glimmende Zigarette oder schon wie eine ausgegangene.

Noch grundsätzlichere Kritik übt der von mir sehr geschätzte Pierre-Marie Robitaille an der Datenverarbeitung. Ob er Recht hat, wird sich zeigen, aber auf seine Argumente muss fundiert eingegangen werden. Saubere Datenauswertung wäre wichtiger, als Fantasiegeschichten über die ersten Momente des Universums.

Mehr darüber erfahren Sie in meinem Artikel, hier: www.heise.de/tp/artikel/44/44441/1.html

WE ARE BRITISH

Über die eigenartige kosmische Inflationstheorie habe ich ja schon einiges geschrieben, etwa bei telepolis, aber nicht alle Physiker äußern sich so direkt…. Eine Frage, die in diesem Zusammenhang immer wieder aufgeworfen wird, ist die Homogenität des kosmischen Mikrowellenhintergrundes. Sie lässt sich aber bei genauerem Hinsehen keineswegs leicht mit der Inflation erklären:

„Was auch immer die anfängliche Struktur war, wir können nicht erwarten, dass sie einfach durch die Physik eines Inflationsprozesses ausgebügelt wurde“

wie der renommierte britische Physiker Sir Roger Penrose in seinem Buch A Road to Reality  schreibt. Die ganze Idee, dass die beobachtete einheitliche Struktur durch einen Wärmeaustausch erfolgt sei, hält er für ein fehlerhaft es Konzept. Wie sehr muss ihm als einem der führenden Köpfe der Thermodynamik die immer größere Popularität der Inflationstheorie auf die Nerven gehen! Dennoch entschuldigt er sich als britischer Gentleman zehn Zeilen lang, bevor er vorsichtig formuliert:

„Ich denke es gibt gewichtige Argumente, die an der untersten Basis der inflationären Kosmologie zweifeln lassen, so dass ich diese dem Leser nicht vorenthalten sollte.“

Auf Deutsch: Er hält die ganze Idee für Mist. Martin Rees beschreibt in seinem Buch Our Universe and Others sogar, dass Penrose sich mündlich deutlicher ausdrückte:

„Die Inflation ist eine Mode, mit der die Hochenergiephysik die Kosmologie heimgesucht hat. Auch Erdferkel finden ihren Nachwuchs schön.“

Martin Rees selbst, Fellow der Royal Society und königlich-britischer Hofastronom, drückt dagegen seine Vorbehalte ebenfalls gentleman-like aus:

„Alle diese Ideen beleuchten die Verbindung zwischen dem Kosmos und der Mikrowelt – aber sie werden nicht bestätigt werden, bevor wir nicht ein richtiges Verständnis von Raum und Zeit erreichen, den Grundlagen der physikalischen Welt.“

Generell formulieren europäische Physiker die Thesen der Inflation oft im Konjunktiv, der auf dem Weg über den Atlantik meist herausgespült wird. Daher kommt es wohl, dass ein wesentlich frecherer Kritiker der Inflation, der Portugiese Joao Magueijo, schreibt:

 Im Laufe der Jahre nahm die Beliebtheit der Inflation bei Physikern unaufhaltsam zu. Schließlich wurde die Inflation selbst Teil der Mainstream-Physik, so dass sie allmählich zur einzig gesellschaftlich akzeptierten Art wurde, Kosmologie zu betreiben. Alle Versuche, sie zu umgehen, galten fortan als verschroben und abwegig. Aber nicht in den Ländern Ihrer Majestät, Königin Elisabeth II .

Die Inflationstheorie ist nur mehr mit Humor zu ertragen.

(vgl Vom Urknall zum Durchknall, Kap. 10)

Revolution durch Reduktion

Isaac Newton

Wie schwer Sie sich fühlen, hängt vielleicht nicht nur von Ihrer eigenen Körpermasse ab, sondern von der Gesamtmasse des Universums.

Sie erinnern sich vielleicht: Sir Isaac Newton war es, der zum ersten Mal die Anziehungskraft zweier Körper in seinem Gravitationsgesetz beschrieb. Ernst Mach hatte dazu einen interessanten Gedanken: Die Stärke der Gravitationskraft könnte von der Gesamtmasse des Universums abhängen.

Warum dieser Gedanke so spannend ist?

Newton hatte für seine Berechnung der Gravitationskraft einen mathematischen Kunstgriff benötigt, der als Gravitationskonstante bezeichnet wird. Es ist ein fester Zahlenwert, dessen Existenz die Theorie jedoch nicht erklären kann.

Hinge die Gravitation jedoch von der Gesamtmasse des ganzen Universums ab, würde die Gravitationskonstante wegfallen. Statt einer unerklärten Zahl, gäbe es eine Erklärung für den Wert, der hinter dieser Zahl steckt. Diese Reduktion um eine Konstante könnte für die Physik eine Revolution bedeuten.

Und jetzt kommt der Clou: Diese Revolution könnte gelingen, wenn die Lichtgeschwindigkeit veränderlich wäre.

Die von Einstein entwickelte allgemeine Relativitätstheorie kann entweder durch einen gekrümmten Raum oder durch eine variable Lichtgeschwindigkeit beschrieben werden. Beide Möglichkeiten sind rechnerisch äquivalent, kommen also über einen anderen Weg auf die gleichen Ergebnisse.

Alle modernen Tests, die es heute dazu gibt, werden von beiden Möglichkeiten korrekt beschrieben – das wurde inzwischen ausführlich bewiesen.

Allerdings hat Einstein die Möglichkeit der variablen Lichtgeschwindigkeit nicht weiter verfolgt und inzwischen ist sie fast völlig in Vergessenheit geraten. Es ist ein bisschen so, als hätte die Physik einen Schatz noch nicht gehoben, der schon seit über hundert Jahren versunken in ihrem Hafenbecken liegt. Unglaublich? Aber wahr.

Welchen Zusammenhang die Gravitation mit einer variablen Lichtgeschwindigkeit haben könnte, dazu hatte der geniale amerikanische Astrophysiker Robert Dicke 1957 eine Idee. Sie basiert auf einer Formel, die Einstein 1911 entwickelte, als er an seiner Relativitätstheorie arbeitete: Die Summe aller Gravitationspotenziale des Universums könnten genau dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit entsprechen.

Das heutige Standardmodell der Kosmologie hat für diesen Zusammenhang jedoch keine Erklärung. Da diese Möglichkeit so ein faszinierendes, revolutionäres Potenzial hat, lohnt es sich, sie nochmal aus der Gruft der ad acta gelegten Ideen der Physik zu holen und zu prüfen, ob sie nicht doch reanimiert werden kann.

Sie dürfen sich durchaus aufgefordert fühlen. Wer weiß, vielleicht heben Sie ja den versunkenen Schatz?

Mehr zum Thema erfahren Sie in meinem Buch „Einsteins verlorener Schlüssel“, das im November erscheint.