Urknallhypothese: Hindernis für die kosmologische Forschung

Als im Jahre 1929 der amerikanische Astrophysiker Edwin Powell Hubble (1889 bis 1953) nach astronomischen Beobachtungen herausgefunden hatte, daß die Rotverschiebung der Galaxien proportional zu ihrer Entfernung wächst, galt die Theorie von der Expansion des Universums als bewiesen.

Urknalltheorie wiederlegenMan konnte nun davon ausgehen, daß die Galaxien weit entfernte Sternsysteme sind, die sich alle voneinander entfernen. Jedoch zeigte sich, daß diese Entdeckung in der Kosmologie fehlerhafte Interpretationen erzeugte, die in der Zeit danach zu einer grundsätzlichen Behinderung der weiteren Erforschung der Bewegungen kosmischer Objekte führen sollte.

Diese Zeit dauert gegenwärtig noch an. Es wurde formuliert, die Galaxien bewegten sich „ähnlich wie Bombensplitter nach einer Explosion.“ Ein Fehler, der zu der Vorstellung geführt hat, die kosmische Expansion sei unumkehrbar unidirektional, erfolge also stets nur in einer Richtung.

Aus dieser Fehlhaltung wurde in der Folge eine Theorie entwickelt, die von Beginn an umstritten war, weil sie bis heute nicht durch Beobachtungen belegt werden kann – die Urknalltheorie. Sie fußt auf einer aus der Expansion des Universums fehlerhaft abgeleiteten Grundannahme.

Man betrachtet die Unidirektionalität der Expansion des Universums als unumstößliches Axiom und stellt es seither nicht mehr in Frage. Das fehlende Hinterfragen dieser Annahme ermöglicht in der Folge das Ableiten weiterer falscher, beinahe abenteuerlicher Schlüsse:

1. Wenn sich das Universum unumkehrbar ausdehnt, so muß es am Anfang des Expansionsprozesses in einem einzigen Punkt vereinigt gewesen sein. Die Astrophysiker nennen das eine Singularität.

2. Die unendliche Energie in diesem Punkt führte zu einer Urexplosion, in der die Materie aus Energie erzeugt wurde – dem Urknall.

3. Vor diesem „Anfang“ des Universums existierte nichts, es ist der Nullpunkt der Zeit, Raum und Zeit sind mit dem Urknall entstanden.

4. Die fortschreitende Expansion hat im Zusammenhang mit der damit einhergehenden Abkühlung zur Entwicklung der existierenden Vielfalt der Materieformen geführt. Am „Anfang“ gab es diese Formen nicht.

5. Die fortschreitende Expansion muß zwingend in einem Ende des Universums aufgehen, in dem auch Raum und Zeit enden müssen.

Keine dieser Schlußfolgerungen ist belegbar.

Die Schlußfolgerung in Ziffer 1 ist in sich selbst nicht schlüssig. Nicht eben sehr wissenschaftlich, aber dennoch anschaulich glossiert Klaus Gebler in seinem Buch Als der Urknall Mode war diesen Schluß, indem er sagt: „Welcher Beobachter eines aufgehenden Hefekuchens käme auf die Idee, einen Anfangszustand herbeizurechnen, bei dem 100 Milliarden mal Milliarden Hefekuchen in einen Stecknadelkopf gepaßt hätten?“

Aber es gibt ernste Argumente. Nach Berechnungen, die auf der nachgewiesenen Expansion des Universums fußen, müßte der Anfangspunkt der Expansion vor etwa 8 Mrd. Jahren liegen. Es wurden jedoch kosmische Objekte gefunden und vermessen, die älter sind, als das aus diesen Berechnungen ermittelte Alter des Universums. Sie müßten also vor dem Urknall existiert haben.

Was aber bedeutet „vor“ dem Anfang der Zeit? Die Unidirektionalität der Expansion des Universums steht allein schon dadurch im Zweifel. Um diesen Widerspruch zu lösen, hat man aber nicht die Unidirektionalität der Expansion hinterfragt, vielmehr wurden die Begriffe „dunkle Energie“ und, abgeleitet aus dem einsteinschen Masseäquivalent E = m*c2, „dunkle Materie“ eingeführt und in geeigneter Weise definiert, so daß der „Anfang der Zeit“ vor etwa 13,7 Mrd. Jahren liegt. Damit endlich wurde die Schlußfolgerung in Ziffer 3 gewissermaßen „passend gemacht“.

Wenn aber richtig sein soll, daß es vor dem Urknall nichts gab, so muß das Universum eine berechenbare Außengrenze haben, hinter der keine Materie existieren kann, weil die Expansionsgeschwindigkeit endlich und der Anfang bekannt ist. Wenn es diese Außengrenze nicht gibt, das heißt, wenn außerhalb dieser Rechengrenze Materie existiert, kann es auch keinen Urknall gegeben haben.

Rotverschiebung von GalaxienNachdem die Expansion des Universums durch die Beobachtung der Rotverschiebung der Galaxien als etabliert galt, führten Überlegungen zu der Annahme, daß sich die Geschwindigkeit der Expansion wegen der allgemeinen Gravitation der Massen verringern müßte, daß also die Expansion langsamer werden müßte.

Um diese Annahme zu quantifizieren, wurden detailliertere Messungen durchgeführt, um die Geschwindigkeit der Expansion und ihre Veränderung über die „Lebenszeit“ des Universums zu bestimmen.

Die Messungen, die im wesentlichen auf Entfernungsbestimmungen weit entfernter Supernovae vom Typ 1a basierten, ergaben entgegen dieser Lehrmeinung eine Zunahme der Expansionsgeschwindigkeit. Diese unerwartete Beobachtung wird seitdem auf die unbestimmte dunkle Energie zurückgeführt.

In den Modellen besteht das Universum zu 72% aus dunkler Energie, 23% aus dunkler Materie und zu 5% aus der sichtbaren, baryonischen Materie. Die Existenz der dunklen Energie soll auch eine Erklärung für die „Flachheit“ des Universums sein.

Geht man von der Urknalltheorie aus, würde die normale Materie nicht ausreichen, um dem Universum eine flache (das heißt im wesentlichen euklidische) Geometrie zu geben, sie betrüge nur 2 bis 5% der dafür notwendigen Masse.

Aus Beobachtungen der gravitativen Anziehung zwischen den Galaxien ergibt sich aber, daß dunkle Materie maximal 30% der erforderlichen Materie sein kann. Dunkle Energie, die aufgrund des durch Einstein gefundenen Masseäquivalentes E = mc2 eine Masse haben muß, würde die fehlende Masse gerade liefern.

Dies aber ist insofern nicht schlüssig, als man diese Werte nicht berechnet, sondern so festgelegt hat, daß sie mit den Meßergebnissen zusammenpassen. Erhebliche Zweifel bestehen an den 5% baryonischer Masse und deren Festsetzungskriterien. Jedoch ist dunkle Materie noch immer eine Fiktion, die durch nichts, auch nicht durch hinreichend exakte theoretische Interpretation, eine Bestätigung erfahren hat.

Die Urknallhypothese war zu dieser Zeit bereits so fest etabliert, daß die wenigen Forscher, die Fragen zu ihrer Richtigkeit stellen wollten, von der allgemeinen Euphorie unterdrückt wurden.

An dieser Stelle sei eine grundsätzliche Überlegung diskutiert. Einige Wissenschaftler unterscheiden in dieser Diskussion Materie einerseits und Energie andererseits. Dies scheint mir einen verhängnisvollen Fehler zu beinhalten, der dann schließlich an anderen Stellen, wie zum Beispiel in den vorausgehenden Absätzen beschrieben, zu Fehlinterpretationen führt.

Man spricht von Materie, meint aber Masse. Damit wird die Energie aus der Materie ausgeklammert. Energie wird somit nicht als Materie angesehen. Was aber ist dann Energie? Gehört sie nicht zur Materie?

Ich vertrete die Auffassung, daß Materie die duale Erscheinung zweier Komponenten, der Masse einerseits und der Energie andererseits ist. Masse und Energie sind Erscheinungsformen der Materie. Entsprechend dem durch Einstein bewiesenen Masse-Energie-Äquivalent E=m*c2 stehen beide Komponenten miteinander in Wechselbeziehung. Die Bewegung der Materie schließt den ständigen Übergang der einen Erscheinungsform in die andere und umgekehrt ein. Beide Vorgänge sind durch Strahlungsemissionen begleitet, die ständig, überall und in alle Richtungen erfolgen.

So bleiben also auch mit der Definition der „dunklen Energie“ und der „dunklen Materie“ wesentliche Fragen der Bewegung des Universums unerklärbar. Die Forschung stagniert, es gibt keine Möglichkeiten, unter Beibehaltung der Urknallhypothese in der Erforschung grundsätzlicher Fragen voranzukommen.

Welche Eigenschaft des Universums muß dann aber an die Stelle der Unidirektionalität der Ausdehnung gesetzt werden? Anders gefragt, wie muß man die beschleunigte Expansion erklären, die ja durch Beobachtung nachgewiesen und somit als Tatsache bestätigt ist?

23.02.2011   von Dr. Manfred Pohl | www.unipohl.de



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