Der Bursche mit den verrückten Ideen - wissenschaft.de
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Astronomie+Physik

Der Bursche mit den verrückten Ideen

Warum die Welt so beschaffen ist, wie sie ist, galt bislang als eine Frage für Philosophen, nicht jedoch für die Wissenschaft, die nur beschreiben will, wie die Welt beschaffen ist, und sich nicht darum kümmert, warum die fundamentalen Naturgesetze gerade so sind, wie sie sind.

Die philosophische Frage drängt sich nun auch den Kosmologen auf, nachdem immer deutlicher geworden ist, daß schon minimale Änderungen der grundlegenden physikalischen Eigenschaften unseres Universums dramatische Folgen hätten: Es gäbe dann keine Lebewesen und erst recht keine intelligenten Geschöpfe wie uns Menschen, die diese Naturgesetze formulieren oder entdecken könnten. Das physikalische Standardmodell, das von Murray Gell-Mann maßgeblich mitbegründet wurde und das die kleinsten Bausteine der Materie beschreibt, enthält beispielsweise 20 Konstanten, deren Werte man nicht aus tieferen Prinzipien ableiten kann – eine für Physiker unbefriedigende Situation.

Von dem genauen Wert dieser Konstanten hängt aber ab, welche Atome und Moleküle überhaupt existieren können. Und wären die fundamentalen Naturkräfte nur minimal stärker oder schwächer ausgeprägt, gäbe es keine stabilen Planetenbahnen, keine Sterne und Galaxien, oder das Universum wäre längst in sich zusammengestürzt. Für viele weitere physikalische und kosmologische Parameter gilt dasselbe: kleinste Abweichungen von ihrem tatsächlichen Wert hätten ein langweiliges, lebensfeindliches Universum zur Folge.

Dies alles kann kaum Zufall sein, denn die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung eines lebensfreundlichen Universums ist praktisch gleich Null, die Physiker errechneten dafür den irrwitzigen Wert 1 : 10 hoch 229. Doch dieses „unmögliche“ Universum – unseres – gibt es trotzdem, alle Naturkonstanten in ihm haben den dazu notwendigen Wert. Diese „Feinabstimmung“ ist nicht trivial, sondern äußerst erstaunlich. Ohne sie würden wir nicht existieren. „So hat es beinahe den Anschein, als wäre das Universum intelligenten Lebensformen auf den Leib geschneidert worden“, erläutert der Astrophysiker Martin Rees von der University of Cambridge. Manche Wissenschaftler gehen sogar so weit, das als Indiz für die Existenz höherer Mächte anzunehmen, und einige wagen sogar den abenteuerlichen Umkehrschluß, das Universum sei so, wie es ist, weil es uns gibt.

Aber ist die kosmische Bühne wirklich für den Auftritt des Menschen eingerichtet worden? Leben wir gleichsam in einem Universum nach Maß? Das Problem erinnert an die Situation in der Biologie, bevor Charles Darwin seine Theorie der Evolution entwickelt hatte und damit eine ganz neue Sicht auf das Leben möglich machte. Bis dahin war eine „teleologische“ Denkweise weit verbreitet: Die „Anpassung“ der Lebewesen an ihre Umwelt wurde auf ein ihnen innewohnendes Ziel oder einen äußeren Plan zurückgeführt.

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Darwin zeigte, daß neue oder abgewandelte Eigenschaften, die durch zufällige Veränderungen im Erbgut zustande kommen, einer harten Auslese durch die Umwelt unterworfen sind und sich manchmal in einem Fortpflanzungsvorteil ihrer Träger bemerkbar machen. Die Annahme von Zwecken und Zielen in der Natur wurde damit überflüssig – das Wechselspiel von Mutation und Selektion reicht als Motor für die Evolution völlig aus.

„Könnten die physikalischen Eigenschaften des Universums nicht aus einem ähnlichen Zusammenwirken von Zufall und Notwendigkeit hervorgegangen sein?“ fragte sich Lee Smolin immer wieder. Bei einer Segeltour kam ihm dann der zündende Einfall, den er inzwischen zu einer provozierenden Hypothese ausgearbeitet hat, die von seinen Kollegen teilweise mit Begeisterung und teilweise mit skeptischer Ungläubigkeit aufgenommen wurde. Wenn sich herausstellen sollte, daß Smolin recht hat, dürfte man ihn ohne Übertreibung einen „kosmischen Darwin“ nennen.

Smolins Grundidee besteht in der Annahme, daß sich Universen ähnlich wie Lebewesen vermehren. Dabei sollen sie sich geringfügig verändern und hinsichtlich ihrer Eigenschaften selektiert werden – also einer kosmischen Evolution unterliegen. Doch wie können sich Universen vervielfältigen? Smolins Antwort: mit Hilfe Schwarzer Löcher, wie sie beim Kollaps von massereichen, ausgebrannten Sternen entstehen. Im Zentrum dieser Schwarzen Löcher werden Dichte und Temperatur unendlich, Raum und Zeit verlieren ihre Bedeutung. Dieser Extremzustand – man nennt ihn Singularität – könnte, so postuliert der Wissenschaftler, zur Keimzelle eines neuen Universums werden, das sich in einem Urknall von seinem Ursprungsuniversum abnabelt und fortan ein Eigendasein führt.

Wie dies geschehen könnte, muß Smolin offenlassen. Unsere Physik ist für die Beschreibung solcher Vorgänge noch nicht weit genug entwickelt. Erst eine Theorie, die alle Naturkräfte einheitlich zu beschreiben vermag, wird hier Klarheit bringen. Insofern ist Smolins Ausgangspunkt spekulativ, aber wenigstens im Prinzip überprüfbar.

Die Genialität seiner Überlegung liegt jedoch woanders: Wenn Baby-Universen wirklich aus Schwarzen Löchern sprießen können – wie Hefezellen aus ihresgleichen – und wenn es dabei zu einer geringfügigen, zufälligen Variation der Naturgesetze kommt, dann sind unterschiedliche Fortpflanzungsraten dieser Tochteruniversen die Folge. Man kann geradezu von einem kosmischen Darwinismus sprechen.

===Rüdiger Vaas
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