Ein Universum aus Nichts E-Book

Lawrence M. Krauss

• Herausgeber: Knaus
• Kategorie: Geisteswissenschaft
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2013

Seitenzahl: 304

Beschreibung

Eine Reise zu den Ursprüngen unseres Universums

Warum gibt es alles und nicht nichts? Worüber sich Philosophen seit Jahrhunderten den Kopf zerbrechen, darauf weiß die Physik Antwort: Nach den neuesten Erkenntnissen kann durchaus alles aus dem Nichts entstanden sein. Und mit Lawrence Krauss ist das gar nicht so schwer zu verstehen. Ironisch, böse und zugleich mit einem Augenzwinkern weiß Krauss selbst die Erkenntnis, dass wir aller Wahrscheinlichkeit nach auch im Nichts verschwinden werden, höchst amüsant zu präsentieren, und schont dabei niemanden: weder Philosophen noch Theologen noch sich selbst.

Die Frage nach der Entstehung unseres Universums ist eine der bemerkenswertesten Erkundungsreisen, die die Menschheit je unternommen hat. Einstein, Hubble, Relativitätstheorie, Inflation und Quantenmechanik – kein Bereich der Kosmologie, über den Lawrence Krauss nicht verständlich und vor allem spannend zu erzählen weiß. Dabei fragt er immer auch nach den Quellen unseres Wissens: Wie hat sich unsere Vorstellung vom Ursprung aller Dinge entwickelt? Weshalb wissen wir, was wir heute wissen? Und warum können wir davon ausgehen, dass das auch stimmt? Mit Ein Universum aus Nichts hat er ein Buch geschrieben, das schlau macht – voller Seitenhiebe gegen die theologische Zunft und alle anderen esoterischen Welterklärungen. Ganz ohne Berechnungen.

Leseprobe

Lawrence M. Krauss

Ein Universum aus Nichts

… und warum da trotzdem etwas ist

Mit einem Nachwort von Richard Dawkins

Aus dem Amerikanischen von Helmut Reuter

Knaus

Das Original erschien 2012 unter dem Titel »A Universe from Nothing« bei Free Press, einem Imprint von Simon and Schuster Inc., New York.

1. Auflage

Copyright © 2012 by Lawrence M. Krauss

Copyright der deutschsprachigen Ausgabe © 2013

beim Albrecht Knaus Verlag, München,

in der Verlagsgruppe Random House GmbH

Lektorat: Wolfgang Gartmann

Gesetzt aus der Stempel Garamond von Uhl + Massopust, Aalen

ISBN 978-3-641-09114-9www.knaus-verlag.de

Inhalt

Vorbemerkung

1. Kapitel

Ein kosmisches Geheimnis – die Anfänge

2. Kapitel

Eine kosmische Detektivgeschichte – Wir wiegen das Universum

3. Kapitel

Licht vom Anfang der Zeit

4. Kapitel

Viel Lärm um nichts

5. Kapitel

Das fliehende Universum

6. Kapitel

Die Gratismahlzeit am Ende des Universums

7. Kapitel

Unsere beklagenswerte Zukunft

8. Kapitel

Ein Riesenzufall?

9. Kapitel

Das Nichts ist etwas

10. Kapitel

Das Nichts ist instabil

11. Kapitel

Schöne neue Welten

Epilog

Nachwort

Über den Autor

Vorbemerkung

Traum oder Albtraum, unsere Erfahrung müssen wir leben, wie sie ist, und wir müssen sie im Wachzustand leben. Wir leben in einer Welt, die vollständig von Wissenschaft durchdrungen und sowohl ein Ganzes als auch real ist. Wir können das Leben nicht einfach dadurch in ein Spiel verwandeln, indem wir uns für eine Seite entscheiden.

Jacob Bronowski

Ich will von Anfang an mit offenen Karten spielen und bekennen, dass ich nichts mit der Vorstellung anfangen kann, die Schöpfung erfordere einen Schöpfer – eine Behauptung, welche die Grundlage aller Religionen der Welt bildet. Jeden Tag erscheinen plötzlich schöne und wundervolle Objekte – von Schneeflocken an einem kalten Wintermorgen bis zu strahlenden Regenbögen nach einem Sommerschauer am späten Nachmittag. Dennoch würde außer den glühendsten Fundamentalisten wohl niemand behaupten, dass jedes einzelne dieser Objekte liebevoll und sorgfältig und – was wichtiger ist – von einer göttlichen Intelligenz mit Absicht erschaffen wurde. Tatsächlich erfreuen sich viele Laien und auch Wissenschaftler daran, dass wir erklären können, wie Schneeflocken und Regenbögen spontan erscheinen können – auf der Grundlage einfacher und eleganter physikalischer Gesetze.

Natürlich kann man wie viele Menschen fragen, woher die Gesetze der Physik denn kommen, oder auch die Suggestivfrage stellen, wer diese Gesetze erschaffen habe. Selbst wenn man diese erste Frage beantworten kann, wird der Fragende dann häufig weiterbohren und wissen wollen, wo denn diese Gesetze herkommen oder wer sie in die Welt gebracht hat und so weiter.

Letztlich werden viele nachdenkliche Menschen von dem dringenden Bedürfnis nach einer Ersten Ursache angetrieben, wie Plato, Thomas von Aquin oder die moderne katholische Kirche das wohl ausdrücken würden. Sie unterstellen dabei irgendein göttliches Wesen – einen Schöpfer all dessen, was da ist und je da sein wird, jemanden oder etwas, das ewig ist und allgegenwärtig.

Doch wenn man eine Erste Ursache verkündet, bleibt weiterhin die Frage offen, wer den Schöpfer erschaffen hat. Denn worin besteht sonst der Unterschied zwischen der Behauptung eines ewig existierenden Schöpfers im Gegensatz zu einem ewig existierenden Universum ohne diesen?

Diese Argumente erinnern mich immer an die berühmte Geschichte eines Wissenschaftlers, der eine Vorlesung über die Ursprünge des Universums hält (manchmal wird der britische Philosoph Bertrand Russell genannt, manchmal der amerikanische Philosoph William James) und mit einer Frau konfrontiert ist, die behauptet, die Welt werde von einer riesigen Schildkröte getragen, die von einer weiteren Schildkröte getragen werde und diese dann von der folgenden … mit Schildkröten »bis ganz hinunter«! Der unendliche Regress einer schöpferischen Kraft, die sich selbst hervorbringt (auch wenn man sich eine Kraft vorstellt, die größer ist als die Schildkröten), bringt uns keinen Schritt näher an das, was das Universum entstehen lässt. Dennoch könnte dieses Bild einer unendlichen Regression dem realen Prozess, dem das Universum seine Existenz verdankt, letztlich näherkommen, als es die Vorstellung von einem einzelnen Schöpfer zu erklären vermag.

Wer vorbringt, es laufe nun einmal schlicht auf Gott hinaus, und damit jedes Hinterfragen wegdefiniert, kann damit vielleicht das Problem des unendlichen Regresses umgehen, doch hier berufe ich mich auf mein Mantra: Das Universum ist, wie es ist – ob uns das gefällt oder nicht. Ob es einen Schöpfer gibt oder nicht, hängt nicht von unseren Wünschen ab. Eine Welt ohne Gott oder Zweck mag einem hart oder sinnlos vorkommen, doch das allein ist noch keine Begründung für die Existenz Gottes.

In ähnlicher Weise ist unser Geist vielleicht nicht imstande, Unendlichkeiten leicht zu begreifen (obwohl die Mathematik, ein Produkt unseres Denkens, recht schön mit ihnen umgeht). Doch diese Unfähigkeit heißt eben nicht, dass es keine Unendlichkeiten gibt. Unser Universum könnte sich räumlich oder zeitlich ins Unendliche erstrecken. Oder die Gesetze der Physik könnten, wie Richard Feynman es einst formuliert hat, wie eine Zwiebel mit unendlich vielen Schalen aufgebaut sein, sodass neue Gesetze anwendbar werden, wenn wir neue Größenordnungen sondieren. Wir wissen es einfach nicht!

Mehr als 2000 Jahre hindurch ist die Frage, weshalb es statt nichts etwas gibt, als Prüfstein für die Feststellung präsentiert worden, dass unser Universum – dieser riesige Komplex von Sternen, Galaxien, Menschen und wer weiß was sonst noch alles – vielleicht ohne Planung, Absicht oder Zweck entstanden ist. Obwohl sie gewöhnlich den philosophischen oder religiösen Fragen zugeordnet wird, ist sie zuerst und vor allem eine Frage zur natürlichen Welt, weshalb der angemessene Ort für ihre Überprüfung und Lösung zuerst und vor allem die Naturwissenschaften sind.

Dieses Buch folgt einer einfachen Absicht. Ich möchte zeigen, wie die moderne Naturwissenschaft in unterschiedlichem Gewand die Frage angehen kann und tatsächlich angeht, weshalb es statt nichts überhaupt etwas gibt. Die Antworten, die wir erhalten haben – aus umwerfend schönen experimentellen Beobachtungen wie auch aus Theorien, die einem großen Teil der modernen Physik zugrunde liegen –, legen alle nahe, dass es kein Problem darstellt, aus nichts etwas zu erhalten. Tatsächlich ist es für die Entstehung des Universums vielleicht sogar notwendig gewesen, dass etwas aus nichts hervorgegangen ist. Alle Hinweise lassen darauf schließen, dass unser Universum auf diese Weise entstanden sein könnte.

Das Wort »könnte« habe ich hier betont, weil wir möglicherweise nie über genügend empirische Informationen verfügen werden, um diese Frage eindeutig beantworten zu können. Doch die Tatsache, dass ein Universum aus dem Nichts überhaupt plausibel erscheint, ist sicherlich bemerkenswert – zumindest für mich. Ehe ich fortfahre, möchte ich dem Begriff des »Nichts« – ein Thema, das ich später ausführlicher behandeln werde – ein paar Worte widmen. Denn anlässlich der Diskussion dieser Frage in öffentlichen Foren habe ich die Erfahrung gemacht, dass Philosophen und Theologen, die anderer Meinung sind als ich, sich über nichts mehr erregen als über die Feststellung, ich als Wissenschaftler würde das »Nichts« nicht wirklich verstehen. (An dieser Stelle bin ich immer versucht zu erwidern, Theologen seien Fachleute für nichts.)

Sie bestehen darauf, das »Nichts« gehöre nicht zu den Dingen, die ich erörtere. Nichts sei »Nichtsein« in irgendeinem vagen und schlecht definierten Sinn. Das erinnert mich an meine eigenen Bemühungen, »Intelligent Design« zu definieren, als ich anfing, mit Kreationisten zu debattieren; dafür gibt es, wie sich zeigte, keine klare Definition, sondern nur die Aussage, was es nicht ist. »Intelligent Design« ist einfach nur ein Sammelbegriff dafür, dass man gegen die Evolutionslehre ist. In ähnlicher Weise definieren und redefinieren Philosophen das »Nichts« dahingehend, dass es mit keiner der Versionen des Nichts zu tun hat, die von Naturwissenschaftlern derzeit dargestellt werden.

Doch hier liegt meiner Meinung nach der intellektuelle Bankrott eines großen Teils der Theologie und eines Teils der modernen Philosophie. Denn »Nichts« ist gewiss in jeder Hinsicht so physikalisch wie »Etwas«, besonders wenn es als »Abwesenheit von Etwas« definiert wird. Dann fällt uns nämlich die Aufgabe zu, exakt zu verstehen, was die physikalische Natur dieser beiden Größen genau ausmacht. Und ohne Wissenschaft ist jede Definition nichts weiter als eine Folge von Worten.

Hätte jemand vor einem Jahrhundert das »Nichts« als Bezeichnung für einen vollkommen leeren Raum dargestellt, der keinerlei reale materielle Eigenschaften besitzt, hätte er wohl kaum Widerspruch geerntet. Die Ergebnisse des vergangenen Jahrhunderts haben uns jedoch gelehrt, dass das Vakuum (der leere Raum) in Wahrheit bei Weitem nicht das ungreifbare Nichts ist, für das wir es hielten – ehe wir mehr darüber erfuhren, wie die Natur funktioniert. Inzwischen erzählen mir religiöse Kritiker, ich könne den leeren Raum nicht als Nichts bezeichnen, sondern müsse ihn vielmehr »Quantenvakuum« nennen, um ihn vom idealisierten »Nichts« der Philosophen oder Theologen zu unterscheiden.

Einverstanden. Was aber, wenn wir das »Nichts« dann als Abwesenheit von Raum und Zeit an sich darstellen wollen? Genügt das? Wieder habe ich den Verdacht, es hätte ausgereicht … eine Zeit lang. Doch wir haben, wie ich noch darstellen werde, inzwischen erfahren, dass Raum und Zeit selbst spontan entstehen können, und so sagt man uns nun, sogar dieses »Nichts« sei nicht wirklich das Nichts, auf das es ankomme. Und man erklärt uns, das Entkommen aus dem Nichts erfordere ein göttliches Prinzip, wobei das willkürlich so definierte »Nichts« jenes sein soll, aus dem nur Gott etwas erschaffen könne.

Ich habe das Thema mit den unterschiedlichsten Personen diskutiert, von denen einige meinten, wenn das »Potenzial« vorhanden sei, etwas hervorzubringen, so handle es sich dabei nicht um einen wahren Zustand des Nichts. Und dass es Naturgesetze gebe, die ein solches Potenzial ermöglichen, führe uns ganz sicher aus dem wahren Reich des Nichts hinaus. Wenn ich dann aber vorbringe, auch die Naturgesetze selbst seien möglicherweise spontan entstanden (was ich noch ausführen werde), so ist auch das nicht gut genug. Denn jedes System, in dem die Gesetze entstanden sein mögen, sei nicht identisch mit dem eigentlichen Nichts.

Schildkröten bis ganz nach unten? Das glaube ich nicht. Doch diese Schildkröten sprechen viele an, weil die Naturwissenschaft das Spielfeld auf eine Art wechselt, die den Menschen Unbehagen bereitet. Selbstverständlich ist das einer der Gründe für Wissenschaft – in früheren, sokratischen Zeiten mag man es als »Naturphilosophie« bezeichnet haben. Fehlendes Behagen heißt, wir stehen auf der Schwelle zu neuen Einsichten. Es ist sicherlich nur Ausdruck intellektueller Trägheit, wenn man »Gott« als eine Möglichkeit heranzieht, schwierige Fragen nach dem »Wie« zu vermeiden. Denn gäbe es kein Potenzial für eine Schöpfung, hätte Gott schließlich gar nichts erschaffen können. Es liefe auf semantischen Hokuspokus hinaus, wenn jemand zu behaupten versuchte, die Annahme einer potenziell unendlichen Regression sei unnötig, weil Gott außerhalb der Natur existiere und deshalb das »Potenzial« für die Existenz selbst kein Teil des Nichts sei, aus dem die Existenz hervorging.

Tatsächlich möchte ich hier zeigen, dass die Naturwissenschaft in der Tat das Spielfeld gewechselt hat. Damit wurden diese abstrakten und nutzlosen Debatten über die Natur des Nichts ersetzt durch zweckdienliche, praktische Bemühungen, mit denen beschrieben wird, wie unser Universum seinen Anfang genommen haben könnte. Darüber hinaus möchte ich erklären, was das möglicherweise für unsere Gegenwart und Zukunft bedeutet.

Darin spiegelt sich eine sehr wichtige Tatsache. Wenn es zu verstehen gilt, wie unser Universum sich entwickelt, sind Religion und Theologie bestenfalls irrelevant. Oft vernebeln sie die Dinge, indem sie sich beispielsweise auf Fragen des Nichts konzentrieren, ohne irgendeine auf empirischen Belegen beruhende Definition des Begriffs zu liefern. Auch wenn wir den Ursprung unseres Universums noch nicht vollständig verstehen, gibt es keinen Grund zu der Annahme, die Dinge würden sich in dieser Hinsicht grundlegend ändern. Zudem rechne ich damit, dass das auch für unser Verständnis von Gebieten gelten wird, welche die Religion derzeit als ihr ureigenes Territorium betrachtet, etwa die menschliche Moral.

Die Wissenschaft hat unser Verständnis der Natur deshalb vorangebracht, weil das wissenschaftliche Ethos auf drei entscheidenden Grundsätzen beruht: (1) Man folge den Hinweisen, wohin sie auch führen. (2) Verfügt man über eine Theorie, muss man bereit sein, sie mit gleichem Nachdruck als falsch zu beweisen, wie man sich bemüht, ihre Richtigkeit zu belegen. (3) Entscheidend für die Wahrheit ist letztlich das Experiment, nicht die Genugtuung, die man aus seinen Überzeugungen a priori ableitet oder auch aus der Schönheit oder Eleganz, die man seinen theoretischen Modellen zuschreibt.

Die experimentellen Ergebnisse, die ich hier schildern möchte, kommen nicht nur zur rechten Zeit, sondern auch unerwartet. Der Wandteppich, den die Naturwissenschaft webt, wenn sie die Evolution unseres Universums darstellt, ist weit farbiger und faszinierender als alle Bilder aus Offenbarungen oder den phantasievollen Geschichten, die Menschen ausgeheckt haben. Die Natur hält Überraschungen bereit, die bei Weitem über das hinausgehen, was die menschliche Vorstellungskraft hervorbringen kann.

Im Verlauf der letzten zwei Jahrzehnte hat eine spannende Reihe von Entwicklungen in Kosmologie, Teilchen- und Gravitationstheorie dazu geführt, dass wir das Universum auf völlig neue Weise betrachten. Daraus folgen aufregende und tief reichende Implikationen für unser Verständnis seiner Ursprünge wie seiner Zukunft. Demnach könnte es als Thema vielleicht nichts Interessanteres geben als Nichts – man möge mir das Wortspiel verzeihen.

Mit diesem Buch verfolge ich nicht so sehr die Absicht, Mythen zu zerpflücken oder Glaubensinhalte anzugreifen, sondern es drückt den Wunsch aus, das Wissen zu rühmen und mit ihm das absolut überraschende und faszinierende Universum, als welches das unsere sich erwiesen hat.

Unsere Erkundung wird uns auf eine stürmische Tour zu den fernsten Gebieten unseres expandierenden Universums führen – von den frühesten Momenten des Big Bang bis in die ferne Zukunft – und die möglicherweise überraschendste physikalische Entdeckung des vergangenen Jahrhunderts einbeziehen.

Der unmittelbare Anstoß, dieses Buch gerade jetzt zu schreiben, ist in der Tat eine tief reichende Entdeckung über das Universum. Sie war der hauptsächliche Antrieb meiner eigenen wissenschaftlichen Forschung während der letzten drei Jahrzehnte und hat zu dem aufregenden Ergebnis geführt, dass der größte Teil der Energie des Universums in irgendeiner geheimnisvollen, bislang unerklärlichen Form existiert, die den gesamten leeren Raum durchdringt. Es ist keine Untertreibung, wenn man feststellt, dass diese Entdeckung das Gebiet der modernen Kosmologie verändert hat.

Denn erstens hat diese Entdeckung beachtliche neue Belege dafür hervorgebracht, dass unser Universum aus Nichts im genauen Sinn des Wortes entstanden ist. Zudem hat sie uns dazu gebracht, eine ganze Reihe von Annahmen zu überdenken, nämlich jene zu den Vorgängen, die seine Evolution lenken könnten, wie auch letztlich zu der Frage, ob die Gesetze der Natur selbst wirklich fundamental sind. Das alles führt nun tendenziell dazu, dass die Frage, warum es statt nichts überhaupt etwas gibt, weniger imposant oder sogar auf einfache Weise lösbar erscheint, wie ich hoffe darlegen zu können.

Unmittelbar verknüpft ist die Entstehung dieses Buches mit der gleichnamigen Vorlesung, die ich im Oktober 2009 in Los Angeles hielt. Zu meiner nicht geringen Überraschung ist das von der Richard Dawkins Foundation zur Verfügung gestellte YouTube-Video der Vorlesung mit mehr als 1,5 Millionen Aufrufen inzwischen zu einer Art Sensation geworden. Teile des Videos wurden vielfach kopiert und von atheistischen wie von theistischen Gemeinschaften in deren Debatten verwendet.

Weil das Thema also eindeutig mit Interesse verfolgt wird und im Anschluss an meine Vorlesung zudem einige irreführende Kommentare im Web und in verschiedenen Medien erschienen sind, hielt ich es für angemessen, die von mir in der Vorlesung vorgetragenen Ideen in diesem Buch ausführlicher darzustellen. Hier bietet sich mir auch eine Gelegenheit, die damals vorgebrachten Argumente zu erweitern. Sie konzentrierten sich fast vollständig auf die jüngsten Revolutionen der Kosmologie, die unser Bild des Universums verändern und mit der Entdeckung der Energie und der Geometrie des Raums zu tun haben. Diese Fragen werde ich in den ersten zwei Dritteln dieses Buches erörtern.

In der Zwischenzeit habe ich viel mehr über die vielen Vorläufer und Ideen nachgedacht, die meiner Argumentation zugrunde liegen; ich habe sie mit anderen diskutiert, die mit ansteckender Begeisterung darauf reagiert haben, und ich habe insbesondere eingehender erkundet, wie sich Entwicklungen der Teilchenphysik im Hinblick auf das Thema Ursprung und Natur unseres Universums auswirken. Schließlich habe ich noch einige meiner Argumente Menschen vorgelegt, die nachdrücklich anderer Ansicht sind – dabei habe ich einige Einsichten gewonnen, die mir geholfen haben, meine Argumente weiter auszubauen.

Während ich die Ideen, die ich letztlich hier darzustellen versuche, ausarbeitete, profitierte ich ungemein von Diskussionen mit einigen meiner äußerst kenntnisreichen Physikerkollegen. Ganz besonders danken möchte ich Alan Guth und Frank Wilczek, die sich die Zeit genommen haben, ausführlich mit mir zu diskutieren und zu korrespondieren, wodurch einige verworrene Vorstellungen in meinem eigenen Denken aufgelöst wurden; außerdem haben sie in bestimmten Fällen dabei geholfen, meine eigenen Interpretationen zu bestärken.

Ermutigt durch das Interesse von Leslie Meredith und Dominick Anfuso bei Free Press, Simon und Schuster, die ein Buch zu diesem Thema für möglich hielten, wandte ich mich an meinen Freund Christopher Hitchens, der einer der gebildetsten und brillantesten Menschen war, die ich kenne. Ihn überzeugten einige der Argumente aus meiner Vorlesung so, dass er sie in seiner bemerkenswerten Diskussionsreihe über Wissenschaft und Religion verwendete. Trotz seiner angegriffenen Gesundheit erklärte Christopher sich freundlich, großzügig und tapfer dazu bereit, das Vorwort für dieses Buch zu verfassen. Für diesen Akt der Freundschaft und des Vertrauens werde ich ihm ewig dankbar sein. Leider setzte die Krankheit Christopher schließlich so sehr zu, dass es ihm trotz aller Bemühungen nicht mehr möglich war, das Vorwort zu vollenden. Immerhin hatte sich mein eloquenter, brillanter Freund, der renommierte Wissenschaftler und Autor Richard Dawkins, schon vorher bereit erklärt, ein Nachwort zu schreiben. Nachdem er den ersten Entwurf meines Textes gelesen hatte, lieferte er in kurzer Zeit einen Text, dessen Schönheit und Klarheit erstaunlich und zugleich beeindruckend sind. Ich verharre in Ehrfurcht. Christopher, Richard und all den oben Genannten danke ich für die Unterstützung und Ermutigung sowie dafür, dass sie mich ein weiteres Mal dazu gebracht haben, an meinen Computer zurückzukehren und zu schreiben.

1. Kapitel

Ein kosmisches Geheimnis – die Anfänge

Das eigentliche Geheimnis, das jede Reise begleitet: Wie kam der Reisende überhaupt an den Ausgangspunkt?

Louise Bogan, Journey Around My Room

Es war eine finstere, stürmische Nacht …

Anfang 1916 hatte Albert Einstein die großartigste Arbeit seines Lebens abgeschlossen – eine Jahrzehnte dauernde, intensive geistige Auseinandersetzung, in der er eine neue Theorie der Gravitation entwickelte und diese als Allgemeine Theorie der Relativität bezeichnete. Dabei handelte es sich jedoch nicht nur um eine neue Theorie der Schwerkraft, sondern auch um eine neue Theorie von Raum und Zeit. Und es war die erste wissenschaftliche Theorie, die nicht nur erklären konnte, wie Objekte sich durch das Universum bewegen, sondern auch, wie das Universum selbst sich möglicherweise entwickeln würde.