Physik seit Einstein - 69. Jahrestagung der DPG / TU Berlin 2005
FV DD 20.2 (Referat) sowie FV EP 20.5 (Postersitzung)
- die Poster liegen leider nicht mehr vor


Antike Denker für ein dynamisches Universum
ohne Grenzen in Raum und Zeit


Abstract   für Referat und Postersitzung

Im Laufe seines Lebens macht der Mensch die Erfahrung, dass hinterm Berg auch noch Leute wohnen und dass ein Horizont keine objektive Grenze ist. Das ist natürlich beunruhigend, fühlt man sich doch nur innerhalb von Grenzen sicher. Und dann macht er noch die andere beunruhigende Erfahrung, dass alles fließt, wie schon Heraklit sagte. Selbst der uns bekannte Kosmos ist nicht statisch, sondern in Entwicklung begriffen, weil die alles durchdringende Schwerkraft für Dynamik sorgt, was aber schon antike Denker wussten. Da taucht dann von ganz allein die Frage nach dem Ursprung der Fliehkräfte auf, die der Schwerkraft Paroli bieten. Unter diesem Gesichtspunkt scheint das Urknallmodell zuersteinmal vernünftig, wenn es nicht die Frage aufwerfen würde, was denn vor dem sog. "Urknall" war. Und da kommt wieder die Sehnsucht nach überschaubaren Grenzen ins Spiel, weshalb man sich diese Frage verbietet. Doch macht man die Unterscheidung zwischen Kosmos und Universum, in dem sich unzählige Kosmen analog den Galaxien im Kosmos tummeln, und hält man sich an den Grund-Satz vom Erhalt der Energie, dann kommt man zu der zwanglosen Einsicht: Die Kosmen kommen und gehen, doch die Energie, das Universum bleibt.


Der Mensch fühlt sich nur im Umgrenzten sicher und wohl.
Das lässt ihn immer nach Grenzen suchen.
Was aber sollte dem Universum Grenzen in Raum und Zeit setzen?

Referat

Wenn ich nach einem kosmologischen Modell suche, das nicht durch ein Paradigma geprägt ist, verbunden mit Denkvorgaben und Denkverboten, das dann gewaltsame Annahmen bis zum Eingreifen Gottes unvermeidlich macht, muss ich auf antike Denker ausweichen, insbesondere auf die Vorsokratiker, die noch ungeniert nach der Wahrheit suchten und rein sachlich und für jedermann nachvollziehbar argumentierten. Modelle der letzten einhundert Jahre von einem irgendwie statischen Universum oder von einem durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzten Universum, das sich mit dem Denkverbot des dogmatischen Positivismus trifft, nicht über das Sichtbare hinaus zu denken wie einst bei den Atomen, oder einem Universum, das an einem Punkt plötzlich unvermittelt begonnen hat, wären ihnen nicht in den rationalen Sinn gekommen. In ihrem weiten geistigen Horizont war es ihnen von selbst verständlich, dass das Universum unendlich ist und ewig existiert - denn was sollte ihm Grenzen in Raum und Zeit setzen?

So lesen wir bei Parmenides (ca. 540-480) in seinem Lehrgedicht "Über die Natur" zur Unerschaffenheit des Seins:
"Man soll es aussagen und erkennen, daß Sein ist; denn es ist [nun einmal der Fall], daß es ist, nicht aber, daß Nichts [ist]; ich fordere dich auf, dies gelten zu lassen. Denn der erste Weg der Untersuchung, von dem ich dich zurückhalte, ist jener. Ich halte dich aber auch zurück von dem Weg, den die nichtwissenden Menschen sich bilden, die Doppelköpfigen. Denn Machtlosigkeit lenkt in ihrer Brust den irrenden Verstand; sie treiben dahin, gleichermaßen taub wie blind, verblüfft, Völkerschaften, die nicht zu urteilen verstehen, denen das Sein und Nichtsein als dasselbe und wieder nicht als dasselbe gilt und für die es eine Bahn gibt, auf der alles in sein Gegenteil umschlägt."

Der zur gleichen Zeit lebende Heraklit (ca. 544-483) mit seinem bekannten Ausspruch "panta rhei" (alles fließt) brachte auch gleich noch die Dynamik ins Spiel und den ewigen Wechsel zwischen einer gegliederten Ordnung und der Singularität allen Seins:
"Die gegebene schöne Ordnung aller Dinge [genannt der Kosmos], dieselbe in allem, ist weder von einem der Götter noch von einem der Menschen geschaffen, sondern sie war immer, ist und wird sein: Feuer, ewig lebendig, nach Maßen entflammend und nach [denselben] Maßen erlöschend." "In diesem ewigen Auf und Ab wird aus Einem alles und aus allem Eines. Alles fließt, aber in diesem Fließen waltet der Logos als Gesetz…"
Dazu Parmenides, eine alles verbindende Kraft und die Gefahr einer Singularität sehend:
"Betrachte mit Verständnis das Abwesende als genauso zuverlässig anwesend: denn nicht wird das Verständnis das Seiende vom Seienden abschneiden, von seinem Zusammenhang, wie es sich gehört, weder als ein sich überallhin gänzlich Zerstreuendes noch als ein sich Zusammenballendes."

Aber auch eine Vielweltentheorie, in der Sonnen und Welten Entstehen und Vergehen unterworfen sind, war den Griechen nicht fremd. So berichtet Hippolytos über die Kosmologie des Demokrit (460-371):
"Er schilderte, wie die seienden Dinge sich ewig im Leeren bewegten. Es gebe unbeschränkt viele Welten, und zwar von unterschiedlicher Ausdehnung. In manchen gebe es weder Sonne noch Mond, in manchen größere, in manchen mehr Sonnen und Monde als bei uns. Die Räume zwischen den Welten seien ungleich, und es gebe hier mehr, dort weniger [Welten], und die einen seien noch im Wachstum begriffen, andere seien in der Blüte ihres Lebens, wieder andere seien im Schwinden; an einer Stelle entstünden [welche], an anderer Stelle hörten sie auf zu sein. Wenn sie aufeinander stießen, würden sie vernichtet."

Doch schon Anaximander aus Milet (um 611-545), ganz am Anfang aller Philosophie, soll gesagt haben: "Der Ursprung der seienden Dinge sei das Unbegrenzte. Denn aus diesem entstehe alles und zu diesem vergehe alles. Weshalb auch unbeschränkt viele Welten produziert werden und wieder vergehen zu jenem, aus dem sie entstehen."
(alles aus "Die Vorsokratiker I", Reclam Universal-Bibliothek Nr. 7965)

In der vom Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte herausgegebenen Übersetzung Volkmar Schüllers von Newtons (1643-1727) unveröffentlichten Notizen zu den Propositionen IV - IX Buch III seiner Principia findet sich folgende Auseinandersetzung Newtons mit Gedanken von Lukrez (96-55), dem bedeutendsten römischen Vertreter der Lehren Epikurs (ca.342-271), zur Unendlichkeit des Alls, wobei die rein physikalische Argumentation des Römers sich wohltuend von heutigen Debatten über unempirische Konzepte abhebt. Newton also:
"Darum lehrt Lukrez, daß es keinen Mittelpunkt des Universums und keinen unendlichen Ort gibt, sondern in dem unendlichen Raum unendlich viele Welten sind, die der unsrigen ähnlich sind, und deshalb tritt er für die Unendlichkeit der Dinge folgendermaßen ein:"

Lukrez also, zuerst ein schwarzes Loch beschreibend, dann die Hoffnung wie bei Hawking und Parmenides, dass dies kein Endstadium sei:
"Außerdem, wenn der gesamte Raum des ganzen Alls auf allen Seiten von bestimmten Rändern eingeschlossen bestünde und begrenzt wäre, so wäre schon längst der Vorrat an Materie von allen Seiten her infolge der massiven Gewichte bis zum tiefsten Punkt hin zusammengeflossen und unter dem Himmelsgewölbe könnte nichts mehr geschehen, und es gäbe überhaupt keinen Himmel mehr und auch kein Sonnenlicht, da ja die ganze Materie zusammengeklumpt deshalb unten läge, weil sie sich seit unendlicher Zeit senkte. Aber es gibt zweifellos für die Körper der Urteilchen kein Ausruhen, weil es kein ganz und gar Tiefstes gibt, in welchem sie gewissermaßen zusammenfließen und wo sie ihren Ruheplatz finden könnten."
(Lukrez Buch I am Ende, Vers 984-994)

Newton weiter:
"Die Stärke des Arguments liegt darin, daß, wenn das Weltall irgendwo begrenzt wäre, so würden sich die äußersten Körper, weil sie keine äußeren Körper haben, zu welchen hin sie schwer sind, nicht im Gleichgewicht befinden, sondern durch ihre eigene Schwere zu den inneren Körpern hin streben und hätten sich dadurch, daß sie seit ewiger Zeit von überall her zusammenströmen, schon längst in der Mitte des Ganzen, gewissermaßen im untersten Ort, angelagert. Folglich ist aufgrund von Lukrez' Ansicht ein jeder Körper zu der ringsum gelegenen Materie hin schwer und wird durch die die Übermacht habende Schwere in die Gebiete getragen, wo mehr Materie ist, und sämtliche Welten sind gegenseitig zueinander hin schwer und durch ihre Schwere zu den Welten hin, die auf der einen Seite liegen, werden sie daran gehindert, zu den Welten hin zu fallen, die auf der anderen Seite liegen. Jedoch werden sie aufgrund von Demokrits Ansicht irgendwann einmal infolge der Kraft der die Übermacht habenden Schwere fallen, wie oben gesagt worden ist."

Hier wären heute Lukrez, Demokrit und Parmenides zu antworten: Sobald genügend Materiemenge aufeinander trifft, gibt es einen weiteren Urknall - wahrscheinlich ausgelöst durch die dabei auftretenden Antimaterie -, wobei neue Fliehkräfte für die vom Ereignis direkt oder indirekt betroffene Materie entstehen. Lukrez sieht den Zuwachs von Fliehkräften wie folgt (Vers 994-997):
"Stets regen sich alle Dinge auf allen Seiten in unablässiger Bewegung und sie ergänzend schnellen ewig Materiekörper aus dem Unendlichen hervor." Wohlgemerkt: "aus dem Unendlichen" und nicht aus dem Nichts! Und die Ursache eines ewigen Hervorschnellens "aus dem Unendlichen" kann eben immer wieder auch eine Megaexplosion sein, sobald sich in einem Bereich von allen Seiten genügend Materiekörper unablässig aufeinander zu bewegt haben!
(Preprint 144, Volkmar Schüller, Newtons Scholia aus David Gregorys Nachlaß zu den Propositionen IV - IX Buch III seiner Principia, Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte, 2000)

Um die hier vorgetragenen Gedanken ordnen zu können,
schlage ich die Unterscheidung von Kosmos und Universum vor.

Ein Kosmos ist die durch Schwer- und Fliehkraft gegliederte Ordnung einer sehr großen aber endlichen Materiemenge, die aus einem gemeinsamen, sie verschränkenden "Urknall" hervorgegangen ist. Daher ist für mich die Verschränktheit eine allgemeine Eigenschaft aller Materie, zu der auch die Strahlung gehört. Das Universum dagegen ist das in Raum und Zeit Unbegrenzte, wie es schon Anaximander aus Milet gesehen hat, in dem sich die Kosmen wie die Galaxien in einem einzelnen Kosmos bewegen. Dabei kommt es, wie bei den Galaxien auch, zu Zusammenstößen und Durchdringungen. Stößt eine genügend große Materiemenge aufeinander und stürzt sie in sich zusammen, entsteht Antimaterie, die zu einer Megaexplosion führt, die wir heute Singularität oder Urknall nennen. Die Frage ist für mich daher, ob ein "Urknall" ein regelmäßiges oder ein eher zufälliges und seltenes Ereignis ist. Günther Faust weist ferner darauf hin, dass es auch Kosmen aus Antimaterie geben könne, wodurch es bei Zusammenstößen von Kosmen oder Teilen von Kosmen aus Materie und Antimaterie auch zu einer Art "Urknall" kommen könne, ohne dass die Antimaterie erst entstehen muss. Aber vielleicht stoßen auch Kosmen aus Antimaterie zusammen und verschmelzen und es bildet sich dann Materie, wobei ein Kosmos entsteht, wie wir ihn kennen. In Verbindung mit dem Erhaltungssatz der Energie, sehe ich das Verhältnis von Universum und Kosmen so:

Die Kosmen kommen und gehen, aber das Universum, die Energie bleibt.
Nur eine solche Annahme halte ich für selbst-verständlich.

Die heutige am weitesten verbreitete Gegenposition, die Schöpfung einer räumlich und zeitlich begrenzten Welt aus dem Nichts, ob mit oder ohne Hilfe Gottes, ist für mich kein geistig nachvollziehbarer Standpunkt und kann daher nur geglaubt werden. Zur Rettung der Rationalität und als Aufforderung, nicht dem Zeitgeist zu trauen, sondern den eigenen Verstand zu benutzen, die ich hier wiederhole, schrieb Parmenides schon vor fast 2500 Jahren, was immer gelten wird: "Denn niemals kann erzwungen werden, daß ist, was nicht ist. Im Gegenteil, du sollst das Verstehen von diesem Weg der Untersuchung zurückhalten und die vielerfahrene Gewohnheit soll dich nicht zwingen, über diesen Weg das ziellose Auge schweifen zu lassen, das widerhallende Ohr und die [sprechende] Zunge. [gemeint ist das Vertrauen auf Hörensagen] Nein: beurteile in rationaler Weise die streitbare Widerlegung, die ich ausgesprochen habe."

    Ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit.

Autor:
Helmut Hille, Heilbronn
FV DD, Mitglied des AK Phil


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