DAS UNIVERSUM MIT DEN AUGEN VON Lawrence M.Krauss. Gedanken zu seinem Buch A UNIVERSE FROM NOTHING, Teil 2

Lawrence M.Krauss, a universe from nothing. Why there is something rather than nothing. London: Simon & Schuster UK Ltd, 2012

KONTEXT

  1. Diesem Teil ging Teil 1 voraus, der einige allgemeine Bemerkungen enthält

KAP.1: ANFÄNGE

Ergänzende Informationen zu Kap.1 von Krauss (2012)

Ergänzende Informationen zu Kap.1 von Krauss (2012)

  1. Die Hauptaussage dieses Kapitels läuft auf die Feststellung hinaus, dass das Universum ein expandierendes Universum ist. Dazu werden einige Fakten angeführt, die diese Aussage illustrieren. Aufgrund der Sprünge im Text, ist es nicht leicht, den historischen Ablauf zu rekonstruieren. Auch fehlen nahezu überall Quellenangaben, so dass man auf eigene Faust recherchieren muss, will man die Aussagen präzisieren.
  2. Nach einigen Bemerkungen zu Einstein, der die Zusammenhänge zwischen Raum, Zeit und Gravitation revolutioniert haben soll, geht Krauss ein wenig auf die Entstehung der Position von Einstein ein, der zu Beginn von einem statischen Universum ausging. Diese Position erwies sich als nicht haltbar. Viele Ereignisse führten zu ihrer Überwindung.
  3. Aufbauend auf den Arbeiten von Henrietta Swan Leavitt mit ihren Forschungen zu Cepheiden Sternen konnte Edward Hubble 1925 Forschungsergebnisse veröffentlichen, nach denen es Cepheiden in Spiral-Nebel gab, die darauf schließen lassen, dass es jenseits unserer Galaxie, der Milchstraße, weitere Galaxien gibt.(S.7f)
  4. Hubble arbeitete weiter und kam unter Einbeziehung der Arbeiten von Vesto Slipher zur Rotverschiebung der Sterne aufgrund ihrer Bewegung zusammen mit Milton Humason zur Erkenntnis, dass es eine regelmäßige Beziehung zwischen der Rotverschiebung/ der Geschwindigkeit der Sterne und ihrer Entfernung gibt. Heute bekannt als Hubbles Gesetz führt dies 1929 zur Veröffentlichung der Hypothese über ein expandierendes Universum.(vgl. S.8 – 11)[Anmerkung: Heute werden die Entdeckungen zur Expansion eher anderen Autoren zugeschrieben, z.B. Friedmann und Lemaitre.(vgl. S.4f)].
  5. Anlässlich der Benutzung von Spektren zur Bestimmung der Geschwindigkeit von Sternen gibt Krauss einen Hinweis zur Geschichte der Entdeckung der Eigenschaften des Lichts durch Newton.(vgl. S.9)
  6. Aufgrund der Daten von Hubble 1929 war die Schätzung der Parameter zur Berechnung des Ausgangspunktes der Expansion des Universums noch zu ungenau. Nach diesen Schätzungen wäre das Universum nur 1.5 Mrd alt gewesen. Angesichts des damals schon bekannten Alters der Erde von mehr als 3 Mrd. Jahren war klar, dass die Berechnungen zum Alter des Universums noch nicht stimmen konnten.(vgl. S.15f)
  7. Es zeigte sich, dass die Berechnung der Entfernungen mit den Daten der Cepheiden Sterne zu ungenau war. (vgl. S.17)
  8. Eine verbesserte Lösung ergab sich durch Rekurs auf die Supersterne, auf die Supernovae, Eine Supernova ist ein Klasse 1b Stern, der explodiert, was durchschnittlich einmal alle 100 Jahre pro Galaxie vorkommt (bei ca. 100 Mrd Galaxien). (vgl.S.17) Bis heute sind dies ca.200 Mio Sternexplosionen.(vgl. S.19) Man benutzt den Punkt höchster Luminosität dieser Explosion, das Spektrum, und die Rotverschiebung darin.[Anmerkung: Zugleich braucht man aber auch einen Referenzpunkt, eine Standard Leuchte. Diese zu bestimmen kann aber sehr schwierig sein und ist mit Unsicherheiten behaftet.] Da alle Atome in unserem Körper nur aus solchen Sternexplosionen stammen können, stellt Krauss – leicht poetisch – fest, dass unsere Körper aus Sternenstaub entstanden sind. (vgl.S.17)
  9. Das Stichwort Supernova nimmt Krauss zum Anlass, das Werk von Tycho Brahe, Johannes Keppler und Isaak Newton zu erwähnen.(vgl.S.19f)
  10. Die Einbeziehung von Supernovae und verbesserte Messmethoden führte dazu, dass das Alter des Universums heute näher bei 13 Mrd. Jahren angenommen wird als bei 1.5 Mrd. Jahren. (vgl. S.21)
  11. Ein anderer interessanter Indikator für die Expansion des Universums aus einem Anfangspunkt ist die beobachtbare Verteilung der leichten Elementen im ganzen Universum, die mit den theoretischen Voraussagen des theoretischen Modells über die Entstehung des Universums erstaunlich gut übereinstimmen (nicht bei Lithium). Die leichten Elemente konnten schon in der Anfangszeit eines BigBang (ca. 10s – 20m) entstehen, ohne die späteren Kernfusionen. Alle beobachtbare Materie war zusammengepresst in einem dichten Plasma mit einer Temperatur von ca. 10 Mrd Grad Kelvin.(vgl. 17f)[Anmerkung: siehe auch Standard Modell oder FLRW Metrik)]

DISKUSSION

  1. Die Ausführungen von Krauss samt den ergänzenden Informationen aus den zugefügten Wikipedia Beiträgen samt einigen der darin zitierten Artikeln gibt Anlass zu vielfältigen Gedanken. Hier seien einige genannt.
  2. Unter dem Blickwinkel der Entstehung von Wissen ist die Entwicklung der modernen wissenschaftlichen Kosmologie ein beeindruckender Vorgang. Nimmt man Brahe als Bezugspunkt (wobei antike Forschungen hier auch benutzt werden könnten), dann blicken wir auf ca. 450 Jahre zurück, in denen Menschen (einzelne Menschen!) versucht haben, im Chaos der Phänomene Strukturen zu erkennen, die Erklärungsansätze liefern, wie der aktuelle Zeitpunkt in einen Zusammenhang eingeordnet werden kann, der so etwas wie eine Entstehung andeutet.
  3. Wesentlich für die wissenschaftliche Kosmologie ist die Einsicht, dass man sich auf die empirischen Phänomene beschränken muss, also jene Phänomene, die sich von allen anderen dadurch abheben, dass sie unabhängig von unserem subjektiven Wollen, Wünschen und Vorstellen sind. Das Empirische ist das ganz Andere zu unserer Subjektivität, was uns grundlegend vorgegeben ist, auch in Form unseres eigenen Körpers und damit unseres Gehirns und bestimmter grundlegender Strukturen unseres Wahrnehmens, Erinnerns und Denkens.
  4. Ein weiterer Aspekt ist die Rolle eines speziellen symbolischen Ausdruckssystems, heute als Mathematik bezeichnet. Die Mathematik hat ja selbst einen kontinuierlichen Wandel erlebt, nicht zuletzt durch die Anforderungen durch die empirischen Wissenschaften. Entscheidend im Wandel der Mathematik war die zunehmende Einsicht, dass der symbolische Raum – der virtuelle Denkraum im Gehirn – als solcher unabhängig von möglichen empirischen Interpretationen ist, seine eigene Grammatik und Logik besitzt, und von daher nach Bedarf auf beliebige andere Sachverhalte, auch empirische, angewandt werden kann. In Gestalt der modernen Algebra (etwa seit van der Waerdens Buch) hat die Mathematik ihre vorläufige Endfassung gefunden. Die Stärke der mathematischen Sprache ist aber zugleich eine kontinuierliche Quelle potentieller Fehler: mathematische Variablen sind grundsätzlich abstrakt, allgemein, kategorisch; empirische Messwerte sind grundsätzlich individuell, in Raum und Zeit punktuell. Noch so viele Messungen können die theoretische Bedeutung einer Variable niemals erschöpfen. Dennoch, trotz dieser fundamentalen Unterschiedlichkeit, hat sich die Verwendung der Mathematik bei der Deutung empirischer Phänomene bislang als unfassbar erfolgreich erwiesen. Die mathematische Sprache ist damit neben der normalen Sprache mittlerweile die wichtigste Sprache zum Verstehen der Welt geworden – was in gewissem Kontrast steht zur Unkenntnis und Missachtung dieser Sprache im Alltag, in der Ausbildung, im religiösen Leben der Menschen.
  5. Weiterhin ist beeindruckend, wie dieses moderne Wissen eine tiefliegende Struktur jenseits der Individualität der beteiligen Forscher enthüllt. Obgleich die Geschichte zeigt, dass manche Gedanken mehrfach erfunden wurden, weil man voneinander zu wenig wusste, ist es doch so, dass jeder von den beteiligten Forschern nicht im luftleeren Raum operiert hat. Jeder von ihnen war vielfältig verflochten sowohl mit Teilen der Vorgeschichte und mit gegenwärtigen Forschern und Forschungsaktivitäten. Jede neue Erkenntnis ist nur verstehbar aufgrund der Vorarbeiten anderer. Der Raum wissenschaftlicher Erkenntnis ist ein Raum von Fakten und logischen Strukturen, der sich nur verstehen lässt als eine Anfangsmenge von Wissen W0, an der viele Gehirne G mit entsprechenden Methoden M und empirischen Daten D weiter arbeiten, bis ein erweitertes Wissen W0+1 = W1 entsteht, dieses wird wiederum bearbeitet zu W2, usw. Insofern stellen die aktuellen Gehirne, Methoden und Fakten zum Zeitpunkt t <G,M,D>(t) eine Art Wissens-Operator dar, der immer wieder neu (rekursiv) auf das verfügbare Wissen angewendet wird, also Wx(t+1) = <G,M,D>(t)(Wx-1). In nicht-empirischen Bereichen könnte dies zwar auch der Fall sein, aber aufgrund der höheren Komplexität von nicht-empirischen Wissens (was das empirische Wissen als Teilmenge enthalten kann, aber meistens leider nicht enthält) ist dies viel schwieriger und nur schwer zu erkennen.
  6. Obwohl wir heute vieles über eine ideale Wissenskultur wissen können, muss man feststellen, dass die jeweiligen umgebenden Gesellschaften vieles tun, um diese Wissenskultur mindestens zu schwächen, wenn nicht gar massiv zu behindern. Die jeweiligen Forscher, ‚Kinder ihrer Zeit‘, sind von diesen gesellschaftlichen Tendenzen nicht unberührt. Der Anteil der Menschen in einer Gesellschaft, die die Natur (und die Inhalte) wissenschaftlichen Wissens nicht verstehen, ist extrem groß (selbst bei solchen, die sogar studiert haben), besonders – und leider – auch bei den politisch Verantwortlichen.
  7. Viele weitere Gedanken wären hier zu diskutieren, speziell natürlich auch zum aktuellen kosmologischen Weltmodell selbst. Dies soll bei nachfolgenden Blogeinträgen nachgeholt werden.

Fortsetzung folgt.

Eine Übersicht über alle Blogeinträge von Autor cagent nach Titeln findet sich HIER.

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