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2024 | Buch

Vor dem Big Bang

verfasst von: Gian Francesco Giudice

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Über dieses Buch

In Vor dem Big Bang entfaltet sich eine tiefgründige und faszinierende Erzählung über die Ursprünge und die Entwicklung des Universums. Ausgangspunkt ist eine gründliche Untersuchung der klassischen Urknalltheorie, die dann den Blick auf moderne wissenschaftliche Modelle wie das Multiversum und die Bedingungen vor dem Urknall öffnet. Präzise erläutert der Autor die Rolle der allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik in der modernen Kosmologie und beleuchtet bahnbrechende wissenschaftliche Debatten und Entdeckungen, die unser Wissen über das Universum stetig erweitern.

Anschauliche Beispiele und klar verständliche Erklärungen machen komplexe Themen wie die kosmische Inflation, nicht-euklidische Geometrien und Hypothesen zu parallelen Universen zugänglich. Die Entwicklung des Universums wird von den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall bis hin zu den neuesten Erkenntnissen der modernen Physik dargestellt.

Vor dem Big Bang gewährt tiefe Einblicke in die Mechanismen, die das Universum formen, und setzt die aktuellsten Forschungsergebnisse in einen breiteren ideengeschichtlichen Kontext. Diese faszinierende Synthese aus Wissenschaft und Philosophie lädt dazu ein, das Universum mit neuen Augen zu sehen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Der Anfang der Geschichte
Zusammenfassung
Das Talent eines Wissenschaftlers besteht darin, die richtigen Fragen zu stellen. Der kreativste Teil der wissenschaftlichen Forschung besteht nicht darin, Antworten zu finden, sondern die Fragen zu formulieren. Der Erfindergeist zeigt sich darin, in einer Frage ein neues Glanzlicht zu erkennen, die Realität mit anderen Augen zu sehen und sich auf Wegen, die noch nie zuvor beschritten wurden, in unerforschte Gebiete ziehen zu lassen. Mehr noch als das Wissen ist es die Intuition, die den Funken auslöst, der einen Wissenschaftler dazu bringt, den richtigen Weg zu finden, um eine Frage zu stellen und ihre Konsequenzen zu verfolgen.
Gian Francesco Giudice
2. Die Form des Kosmos
Zusammenfassung
Der Meister Mokurai saß im Hof eines Zen-Tempels, als er die Glocke hörte, die die Ankunft seines jungen Schülers Toyo ankündigte. Nach dreimaligem Verbeugen setzte sich Toyo auf das Kissen neben dem Meister und bewahrte vollkommene Stille. Ohne den Blick vom Horizont abzuwenden, stellte Mokurai dem Schüler das Koan, die paradoxe Frage des Meisters: „Du kennst den Klang von zwei klatschenden Händen, aber was ist der Klang von einer einzelnen klatschenden Hand?“ Der Junge zog sich in sein Zimmer zurück und bemühte sich, die Stille mit geschlossenen Augen zu hören. Er hörte die Musik der Geishas, das Ticken von Wassertropfen, das Rauschen des Windes, den Ruf einer Eule. Verwirrt von diesen Geräuschen und unfähig, eine Antwort auf das Koan zu finden, zog er sich zur tiefen Meditation in eine abgelegene Einsiedelei zurück. Schließlich kehrte er zu Mokurai mit der Antwort zurück: „Ich habe es gehört, aber es hat keinen Klang.“
Gian Francesco Giudice
3. Die Pioniere des Big Bang
Zusammenfassung
Im Jahr 1848, kurz vor seinem vorzeitigen und mysteriösen Tod, veröffentlichte der amerikanische Schriftsteller Edgar Allan Poe Heureka. Es handelte sich nicht um eine der Horrorgeschichten oder Kriminalromane, die ihn berühmt gemacht haben, sondern um ein „Prosa-Gedicht“, wie er es selbst nannte, einen Essay über seine Vorstellung vom materiellen und spirituellen Universum.
Gian Francesco Giudice
4. Das sich entwickelnde Universum
Zusammenfassung
Die Franzosen nannten die Zeit Années folles (die verrückten Jahre), die Amerikaner Roaring Twenties (die brüllenden Zwanziger) und die Deutschen Goldene Zwanziger. Die wirtschaftliche Entwicklung nach dem Ersten Weltkrieg brachte in Europa und Amerika Wohlstand, es gab aber auch schon düstere Anzeichen für zukünftigen Nationalismus und Diktaturen. Der Jazz war in vollem Gange, das Radio kam in die Wohnungen und die Filme in die Kinos. Während Howard Carter den Sarkophag von Tutanchamun öffnete und Charles Lindbergh den Atlantik überquerte, enthüllte die Quantenmechanik unvorstellbare Geheimnisse, die in der Tiefe der Materie verborgen waren. Und doch lag die Kosmologie im Argen.
Gian Francesco Giudice
5. Die kosmische Schmiede
Zusammenfassung
In seiner Werkstatt in den Eingeweiden des Ätna schmiedete der Gott Vulkan Steine, die Eisen, Silber und Gold ausschwitzten. Unter den mächtigen Schlägen seines Hammers verwandelten sich diese Metalle dann in wunderbare Objekte, wie die Throne der Götter und die Blitze, die Jupiter schleuderte. Wenn er wegen der ständigen Untreue seiner schönen Frau Venus wütend wurde, schlug der hinkende Vulkan so heftig auf die Metalle, dass seine Schläge noch in den Ausbrüchen des Ätna widerhallten.
Gian Francesco Giudice
6. Das ewige Universum schlägt wieder zu
Zusammenfassung
Es mag uns heute seltsam vorkommen, aber der Big Bang war etwas, das die Physiker nur schwer schlucken konnten. Da war Einsteins vernichtendes Urteil, und Eddington schrieb 1931, also nach Hubbles Entdeckung, in einem einflussreichen Artikel:
Gian Francesco Giudice
7. Das Licht des Big Bang
Zusammenfassung
Die Wissenschaft ist voll von großen Entdeckungen, die zufällig gemacht wurden. Im Jahr 1895 wurde Wilhelm Röntgen überrascht, als er im Dunkeln in seinem Zimmer an Experimenten mit einer mit dickem schwarzem Karton bedeckten Kathodenstrahlröhre arbeitete und auf einem entfernten fluoreszierenden Bildschirm ein grünes Licht entdeckte. Mit seiner Apparatur fotografierte er die Hand seiner Frau, die beim Anblick des Bildes ihrer Knochen entsetzt ausrief:
„Ich habe meinen Tod gesehen!“
So wurden die Röntgenstrahlen entdeckt.
Gian Francesco Giudice
8. Das Rätsel des Big Bang
Zusammenfassung
In einer Umfrage aus dem Jahr 2014 gaben 51 % der Amerikaner an, nicht an den Big Bang zu glauben oder zumindest zu glauben, dass die Theorie wenig glaubwürdig ist. Nachdem ich einen Vortrag an einer amerikanischen High School gehalten hatte, erzählte mir ein Freund, dass die Mehrheit der Schüler auf die Frage: „Was ist die Big-Bang-Theorie?“ geantwortet hat: „Eine Fernsehserie.“
Gian Francesco Giudice
9. Wie funktioniert der Big Bang?
Zusammenfassung
Die Karriere eines theoretischen Physikers verläuft mehr oder weniger immer gleich. Nach dem Erwerb des Doktortitels (im Englischen PhD genannt) beginnt ein nomadisches Leben, in dem man zwei oder drei Jahre mit befristeten Verträgen (sogenannte Postdoc-Stellen) an akademischen Instituten auf der ganzen Welt verbringt. Zwei Jahre an irgendeiner Universität in Großbritannien, dann drei Jahre in Kalifornien und schließlich weitere zwei in einem Forschungsinstitut in Deutschland. Solche Wege, die Physiker von einem Ende des Atlantiks zum anderen führen, sind die Norm.
Gian Francesco Giudice
10. Die Entschlüsselung der Geheimnisse des Big Bang
Zusammenfassung
Als Junge war ich begeistert von den Geschichten des Archäologen Heinrich Schliemann. Ich war fasziniert von seiner Besessenheit, beweisen zu wollen, dass die Ilias nicht nur ein Produkt von Homers Fantasie ist, sondern tatsächliche Ereignisse erzählt. Vor Jahren übernachtete ich in Mykene im selben Zimmer, in dem Schliemann während der Ausgrabungen gewohnt hatte, bei denen er die Goldmaske von Agamemnon fand. Es war aufregend, im selben Eisenbett zu schlafen, das der exzentrische deutsche Archäologe benutzt hatte, und ich träumte von den Heldentaten von Achilleus und Hektor, wie er es vielleicht 130 Jahre vor mir getan hatte.
Gian Francesco Giudice
11. Die Fossilien des Big Bang
Zusammenfassung
Wären Sie bereit zu glauben, dass alle heute am Himmel beobachtbaren kosmischen Strukturen aus Samen entstanden sind, die von der Quantenmechanik vor dem Big Bang ausgesät wurden? Wären Sie bereit zu glauben, dass diese Samen über den kosmischen Horizont hinaus eingefroren blieben, um dann Milliarden von Jahren nach dem Big Bang zu Sternen, Galaxien und Galaxienhaufen heranzuwachsen?
Gian Francesco Giudice
12. Paralleluniversen
Zusammenfassung
In Über die Natur der Dinge (De rerum natura) stellt der römische Philosoph Lukrez auf den Spuren der Lehren von Epikur das Universum als eine Ansammlung einer enormen Anzahl von Atomen in einem unendlichen leeren Raum vor. Getrieben von zufälligen Bewegungen (clinamen), ballen sich die Atome zusammen, um alle Dinge zu erschaffen und zu zerstören, ohne dass ein göttlicher Eingriff erforderlich ist. Die Unsterblichkeit der Seele ist ein verderblicher Glaube (tantum religio potuit suadere malorum, so sehr konnte die Religion zur Bosheit verleiten), und nach dem Tod zerstreuen sich die Atome unseres Körpers wieder, um sich in anderen Formen neu zu kombinieren.
Gian Francesco Giudice
13. Die Komplexität des Multiversums
Zusammenfassung
Alice entdeckt während ihrer Abenteuer im Wunderland und hinter den Spiegeln neue Welten, in denen die natürliche Ordnung der Dinge umgekehrt ist. Indem sie auf eine Seite des Pilzes beißt, auf dem die Raupe ihre Wasserpfeife raucht, kann Alice winzig klein werden, während ein Biss auf die andere Seite sie zu einem Riesen macht. Im Haus des Märzhasen fließt die Zeit rückwärts, und die Uhr des verrückten Hutmachers zeigt immer sechs Uhr, weil immer Teestunde ist. Spielkarten und Schachfiguren werden lebendig. Die Rote Königin läuft atemlos, bleibt aber immer an der gleichen Stelle. Die fetten Zwillinge Tweedledum und Tweedledee versuchen Alice davon zu überzeugen, dass sie nur eine imaginäre Figur in einer simulierten Realität ist, die in den Träumen des Roten Königs lebt, der am Rand des Schachbretts schläft.
Gian Francesco Giudice
14. Erfolge und Grenzen der Inflationstheorie
Zusammenfassung
In den beiden vorigen Kapiteln haben wir uns auf eine Erkundung jenseits des kosmischen Horizonts gewagt. Mit unserer Vorstellungskraft haben wir einen Blick auf die außergewöhnliche Landschaft des Multiversums geworfen. Jetzt ist es an der Zeit, in das beobachtbare Universum zurückzukehren und über das nachzudenken, was uns die Inflationstheorie gelehrt hat, indem wir ihre Erfolge und Grenzen abwägen.
Gian Francesco Giudice
15. Und was war vorher?
Zusammenfassung
Es gibt eine Geschichte, wonach ein Kosmologe, der keine Ideen mehr hatte, wie er seine Forschung fortsetzen sollte, zu einem weisen Eremiten im Osten ging, um ihn nach der verborgenen Struktur des Universums zu fragen. „Die Erde ist eine flache Scheibe, die von einem Elefanten getragen wird“, antwortete der Weise. Verwirrt fragte der Kosmologe: „Und was trägt den Elefanten?“ „Eine riesige Schildkröte“, war die Antwort des Weisen, worauf der Kosmologe sofort erwiderte: „Und was trägt die Schildkröte?“ Genervt beendete der Weise die Diskussion mit den Worten: „Oh, es sind Schildkröten, eine auf der anderen, ohne Ende.“
Gian Francesco Giudice
16. Der Big Bang jenseits der Wissenschaft
Zusammenfassung
Die Erforschung des Ursprungs des Universums ist eine Geschichte, deren Wurzeln so tief gehen wie die Zivilisation selbst. Lassen Sie uns also einen Blick zurückwerfen, um zu reflektieren, wie sich das wissenschaftliche Verständnis des Big Bang in die Geschichte des menschlichen Denkens einfügt.
Gian Francesco Giudice
17. Es gibt kein Ende der Geschichte
Zusammenfassung
Die Menschheit ist in einer kleinen Ecke des Raumzeit-Kontinuums eingesperrt. Der Raum, den die Erde im beobachtbaren Universum einnimmt, ist kleiner als der eines Atoms im Sonnensystem. Die Dauer der menschlichen Zivilisation entspricht im Vergleich zum Leben des Universums vom Big Bang bis heute einer Handvoll Sekunden im Laufe eines Jahres. Die Menschheit ist nur ein flüchtiger Seufzer des gesamten kosmischen Raumzeit-Kontinuums.
Gian Francesco Giudice
Backmatter
Metadaten
Titel
Vor dem Big Bang
verfasst von
Gian Francesco Giudice
Copyright-Jahr
2024
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-69847-1
Print ISBN
978-3-662-69846-4
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-69847-1