Zu den Grenzen physikalischer Weltmodelle

Die Astrophysik arbeitet mit einer erfolgreichen kosmologischen Theorie, die so etwas wie einen „Stand der Wissenschaft“ darstellt, eine Übereinkunft unter den führenden Astrophysikerinnen und Astrophysikern. Dieses Modell beschreibt ein expandierendes Universum. Es nimmt an, dass das Universum in einer extrem kurzen Zeit nach dem „Urknall“ mit Über-Lichtgeschwindigkeit expandiert ist, die so genannte Inflationsphase. Danach expandiert es mit deutlich geringerer Geschwindigkeit bis heute.

Warum ist das Universum so wie es ist?

Soweit das vorherrschende Modell in der Kosmologie. Doch unter der Oberfläche lauern tiefgreifende ungelöste Fragen, die an die Grundfeste des erfolgreichen Modells rühren. Zum einen ist vollkommen unklar, warum das Universum zu Beginn des Prozesses in der Inflationsphase so schnell expandiert ist. Nun gibt es eine beliebte „Erklärung“, die beliebte „Multiversentheorie“. Danach existiert nicht nur das uns bekannte Universum, sondern es existiert eine Vielzahl anderer, in denen es keine Inflationsphase gab. Es ist in gewisser Weise Zufall, dass wir in dem Universum leben, in dem es die Inflation gab. Andererseits ist es nicht zufällig, denn in einem Universum ohne Inflation könnten wir nicht existieren. Es ist nicht so erstaunlich, dass auch das uns bekannte Universum existiert. Es ist nur eines unter vielen.

Nun hat diese „Erklärung“ allerdings einen riesigen Nachteil: Um zu erklären, dass die Inflationsphase stattgefunden hat, wird der Bestand der Welt kurzerhand extrem ausgeweitet um eine Vielzahl weiterer Universen. Das Fatale dieser Vorstellung ist: Wir werden niemals die Chance haben, die Behauptung der Multiversen empirisch nachzuprüfen. Denn wir sind auf unser Universum beschränkt. Ist damit aber nicht eine der wichtigsten Grundlagen moderner Physik verlassen, nämlich die Forderung, dass physikalische Modelle auch empirisch überprüfbar sein müssen?

Die Grenzen der bisher bekannten physikalische Theorien

Das Fehlen einer Erklärung für die inflationäre Phase ist nicht das einzige Krisensymptom in der Physik. Lesch weist in dem Gespräch auf noch ein gravierenderes Problem hin: Bislang ist es nicht gelungen, die Relativitätstheorie und die Quantentheorie zu vereinigen. In der Vereinigung der beiden physikalischen Großtheorien gibt es bislang unüberwindbare physikalische und mathematische Hindernisse. Zugleich aber gibt es immer mehr empirische Befunde, die nahe legen, dass jede der beiden Theoriekomplexe in sich richtig und stimmig ist. Welcher Ausweg ist hier denkbar?

Sollte man daraus ableiten, dass es hier etwas gibt, was eine definitive Grenze der wissenschaftlichen Forschung darstellt? Nun hat die Vergangenheit gezeigt, dass fast alle Prognosen, etwas sei wissenschaftlich nicht nachweisbar, irgendwann gefallen sind. Man sollte mit solchen Prognosen äußerst vorsichtig sein. Zunächst einmal ist die Situation eine Herausforderung für die Wissenschaft und kein Mangelsymptom! Doch zugleich ist es eben auch nicht so, dass man angesichts der Lage sagen kann, dass die Welt weitgehend verstanden sei. Auf jeden Fall sollte man vorsichtig sein, von einem festen Bestand des Weltverständnisses auszugehen, dafür sind die Fundamente zu fragil. Sind grundstürzend neue Theorien denkbar?

Physik in einer offenen Wirklichkeit

Das wirft uns auf die Frage zurück, ob es überhaupt denkbar sein kann, dass es DIE eine und umfassende physikalische Theorie über die Welt geben kann. Möglicherweise müssen wir Menschen uns damit begnügen, dass wir nur kontextabhängige Modelle mit beschränkter Reichweite haben und kein umfassendes Wissen von der Welt. Es gibt gute philosophische Argumente, die diese Interpretation stützen. Als leibliche Wesen sind wir immer schon mit der Welt verbunden. Ein Überblickswissen ist uns verwehrt. (weitere Informationen zum Konzept einer offenen Wirklichkeit: http://www.mensch-welt-gott.de/offene-wirklichkeit-1574.php)

Wir mögen dank wissenschaftlicher Forschung die Welt immer besser verstehen können, doch die Erwartung einer letztgültigen Theorie, der TOE, der Theory of Everything, zielt dann ins Leere. Das entwertet die Wissenschaft nicht, wer könnte mit Verstand all das Wissen, das wir erlangt haben, gering schätzen! Aber das Argument zielt kritisch auf eine bestimmte philosophische Haltung, die dem Menschen zuspricht, ein letztgültiges und umfassendes Wissen über die Welt erlangen zu können. In einer offenen Wirklichkeit bleiben immer offene Fragen, immer neuer Ansporn für den Versuch, sie zu bearbeiten!

Dahinter steht ein grundlegendes philosophisches Problem: Diejenigen, die Physik betreiben, sind endliche Menschen. Kein Mensch aber kann „die Welt“ als Ganze zum Objekt machen.  Die Welt ist kein Objekt, weil wir uns nicht genügend distanzieren können. Wir sind Teil der Welt, die wir betrachten wollen. Diese Grundbedingung für alle Erkenntnis können wir nicht aufheben. Wenn wir die Welt als Ganze betrachten wollen, müssen wir zur Kenntnis nehmen, dass wir immer schon verbunden sind. Wir können durch Distanzierung manches aufhellen, aber nicht alles!

Autor: Frank Vogelsang

Ingenieur und Theologe, Direktor der Evangelischen Akademie im Rheinland, Themenschwerpunkt: Naturwissenschaften und Theologie

3 Kommentare zu „Zu den Grenzen physikalischer Weltmodelle“

  1. Ist denn das Universum so, wie es ist? Ich frage dies jetzt nicht aus religiösen Gründen aber dennoch aus Philosophischen – einen Gott sehe ich hinter dem Ganzen also nicht.
    Woher will man denn wissen, wie das Universum hinter den sichtbaren Grenzen aussieht? Wer beweist denn, dass es sich tatsächlich ausdehnt?
    Die selben Leute, die vom Urknall warum auch immer überzeugt sind, erwarten Keplerkurven bei intergalaktischen Rotationen und sagen Dunkle Materie voraus, weil sich eben doch keine solchen ergeben. Hat jemals auch nur ein Mensch darauf geachtet, dass Kepler selber keine Keplerkurven in Galaxien erwartet hätte, sondern vielmehr sein drittes Gesetz entsprechend hergeleitet hätte, wenn er 1619 bereits welche gesehen hätte? Auf was für ein Gravitationsgesetz wäre Newton dann wohl 1687 gekommen, wenn Keppler III anders gelautet hätte? Ich würde ja fast sagen, dass heute niemand auch nur Ansatzweise etwas vom Dunkle-Materie-Problem lesen, schreiben oder gar denken würde, weil Keplerkurven von vorne herein ein Spezialfall für annähernd Punktmassen auf Umlaufbahnen gewesen wären und sie deswegen auch keiner je in Galaxien erwartet hätte.
    Jede Wette, dass es beim Urknall ähnliche Diskrepanzen gibt, die schlicht aus mangelnder Umsicht entstehen.

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    1. Vielen Dank für den Kommentar! Das trifft das, was ich sagen möchte. Wir sollten mit dem Wissen und den Modellen, die wir haben, vorsichtig umgehen und nicht allzu schnell Modelle zu den einzig wahren erheben. Es gibt einige Unbekannte in den Rechnungen, Postulate wie die dunkle Materie, aber auch die dunkle Energie und Ähnliches. Es macht auch keinen Sinn, alles in gleicher Weise anzuzweifeln. Doch die verfügbaren Modelle sind das, was sie sind: Modelle nach dem Stand der Wissenschaft. Das Beste, was wir haben, aber nicht einfach die Wahrheit. Wer weiß, was das kommende Jahrhundert der physikalischen Forschung erbringen wird?!

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  2. „Doch die verfügbaren Modelle sind das, was sie sind: Modelle nach dem Stand der Wissenschaft.“

    Ich würde sogar noch soweit gehen, dass es Modelle nach dem Stand einer einzigen Wissenschaft sind. Von meinem Modell oben weiß diese Wissenschaft nämlich noch gar nichts und es ist auch nicht abzusehen, ob sie davon jemals etwas wissen will, zumal sie sich mit ihrem Peer-Review-Verfahren, an dem ich als Laie niemals Teil haben werde, gegen Ansichten und Erkenntnisse von Außen regelrecht abschottet und auf diese Art lt. Mathias Binswanger mehr und mehr Unsinn produziert.
    Es ist also niemals das Beste, was wir Menschen haben, sondern lediglich das Beste, was die Wissenschaft hat. Solange dies so bleibt, weiß ich zwar auch nicht, was die Forschung in kommenden Zeiten bringt, wohl aber ziemlich genu, was sie nicht bringt – Einen Ausweg aus der Krise.

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