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 im Vorwort einige allgemeine Bemerkungen enthält.
2. Im Teil 2 ging es dann um die Feststellung, 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, was getan wird.
3. In der Diskussion zum Kap.1 werden von den vielen möglichen Punkten nur drei angesprochen: zum einen wird die Geschichte der Kosmologie als Beispiel für die Entstehung von Wissen betrachtet. In dieser Geschichte spielt die Einsicht eine zentrale Rolle, 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. Ein weiterer Aspekt ist die Rolle eines speziellen symbolischen Ausdruckssystems, heute als Mathematik bezeichnet. Vorteile und Probleme werden kurz angesprochen. 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.

KAP.2: DAS UNIVERSUM WIEGEN

4. In diesem Kapitel geht es zentral um die Frage, wie das Universum, in dem wir vorkommen, und das offensichtlich einen Anfang hat, enden wird. Hat es ein Ende? Aktuell entfernen sich die Galaxien voneinander. Unterstellt man mit Newton die Kraft der Gravitation, dann müsste man anhand der auftretenden Massen errechnen können, ob diese Massen ausreichend sind, um diese Fluchtbewegung irgendwann zu stoppen. Für diese Berechnung benötigt man aber empirische Daten zu den astronomischen Objekten, den Sternen (und ihre Kontexte), z.B. ihre Entfernung von der Erde oder zueinander, ihre Masse, letztlich auch ihr Alter (da von diesem viele wichtige physikalische Eigenschaften abhängen), oder ihr Spektrum (das etwas über ihre chemische Zusammensetzung sagt). Und da die Gravitation sich u.a. darin auswirkt, dass das Licht im Raum abgelenkt und abgeschwächt werden kann, sind die Messungen, die auf Licht basieren, nicht einfach.
5. So zitiert Krauss Arbeiten von Vera Rubin (und Kollegen), nach denen sich die Objekte in unserer Galaxie, der Milchstraße, schneller bewegen, als es die beobachtbaren Massen erlauben würden. Sie folgert daraus [Anmerkung: wie auch schon andere vor ihr, Aussage Rubin (1997)], dass es in der Galaxie mehr Masse geben muss, als bislang beobachtet werden konnte. (vgl. S.24)
6. Alle Befunde zusammen genommen müsste das Verhältnis von nicht-sichtbarer Materie (oft ‚dunkle Materie‚ genannt (‚dark matter‘)) zu sichtbarer Materie etwa 10:1 sein, um die beobachtbaren Bewegungen zu erklären.(vgl.S.25)
7. Krauss folgert aus diesen Befunden ferner, dass die dunkle Materie nicht aus Protonen und Neuronen bestehen kann, da es dafür nach den bekannten theoretischen Modellen nicht genug Protonen und Neuronen gibt. (vgl. S.25)
8. Damit stellt sich die Frage nach der dunklen Materie und der Entstehung des Universums neu.(vgl. S.25f)[Anmerkung: Einige der hier offenen Fragen finden sich auf der anregenden Webseite von DESY von Joan Baez (2012)]
9. Seit Einsteins Theorie der allgemeinen Relativität (1919) wurde das newtonschen Modell in ein Raum-Zeit Modell überführt. In der Raum-Zeit Struktur kann sich in Gegenwart von Materie oder Energie die Raum-Zeit Struktur verändern. (Eine erste empirische Bestätigung von Einsteins Modell ergab sich 1919.) (vgl. S.26)
10. Krauss folgert in diesem Rahmen, dass es, abhängig von der Menge der Materie im Universum, dann drei Geometrien geben kann: eine offene, eine geschlossene, und eine flache. (vgl.S.27)
11. Ein geschlossenes Universum muss nach Einstein irgendwann zusammenstürzen (‚big crunch‘)(vgl. S.27)
12. Ein offenes Universum wird unendlich expandieren.(vgl. S.27)
13. Ein flaches Universum [Anmerkung: ‚flach‘ hier nicht in der Bedeutung von 2-dimensionaler Ebene. Auch das ‚flache‘ Universum spielt sich in einer 4-dimensionalen Raum-Zeit ab] ist beständig an der Grenze zum Stoppen, ohne aufzuhören.(vgl. S.27)
14. Für die Abschätzung der tatsächlich auftretenden Masse des Universums benutzt Krauss die Struktur der Supercluster: ein Supercluster enthält tausende von Galaxien und erstreckt sich über 10tausende von Millionen Lichtjahren. Die Milchstraße gehört beispielsweise zum Virgo-Cluster, dessen Zentrum ca. 60 Mio Lichtjahre entfernt ist.(vgl. S.28)
15. Bei der Bestimmung der Masse von Supercluster soll die Gravitation helfen [Anmerkung: was nicht ganz einfach ist, da ja die Gravitationskonstante bis heute nur sehr ungenau bestimmt werden konnte].(vgl. S.28)
16. Bei dieser Abschätzung wird zurück gegriffen auf eine Notiz von Einstein (1936), der die Beobachtung des Amateurastronomen Rudi Mandl zum Anlass genommen hatte, zu zeigen, dass der Raum selbst als Linse wirksam werden kann (Erkenntnisse, die Einstein schon 1912 mal notiert hatte)(vgl. S.28f) D.h. Die Strahlen eines Objektes O1 hinter einem Objekt O2 werden von O2 zunächst abgelenkt, gelangen aber dann doch zum Beobachter, wenngleich geringfügig versetzt. (vgl. S.29f)
17. In diesen Kontext passt die 1933 von Astronom Fritz Zwicky gemachte Beobachtung zu den relativen Bewegungen von Galaxien im Coma-Cluster. Dabei hatte er festgestellt, dass sie aufgrund der Schnelligkeit ihrer Bewegung eigentlich schon längst das Cluster hätten verlassen müssen. Unter Benutzung von Newtons Gravitationsgesetzen war die Nichtzerstörung des Clusters nur erklärbar bei der weiteren Annahme, dass es eine 100fach größere Masse geben musste als beobachtet werden konnte.(vgl. S.31)
18. In einem Kurzartikel 1937 beschrieb Zwicky drei Nutzungsmöglichkeiten für den Gravitations-Linsen-Effekt. Die dritte und wichtigste Nutzung war die Messung von Quasaren bei dazwischenliegenden Galaxien. 1986/7 konnte Tony Tyson und Kollegen dies am Beispiel demonstrieren.(vgl. S.32)
19. Die Berechnungen ergaben, dass nahezu 40x soviel Masse (dunkle Materie) zwischen den Galaxien anzunehmen war wie beobachtbare Materie in den Galaxien. Nimmt man nur die beobachtbare Masse in den Sternen selbst, dann ist es sogar 300x mehr Masse. (vgl. S.34)
20. Für ein flaches Universum benötigt man laut theoretischem Postulat etwa 100x mehr dunkle Materie als beobachtbare Materie.(vgl. S.34)
21. Berücksichtigt man das theoretische Modell für die Prozesse im BigBang (siehe auch oben), dann gibt es nach den bekannten Daten ein Vielfaches an dunkler Materie als es das Modell voraussagt.(vgl. S.34) Da die dunkle Materie offensichtlich nur sehr schwach mit der normalen Materie interagiert, erhebt sich die Frage, wie man sie dennoch messen kann.(vgl. S.35)
22. Die Temperatur der Röntgenstrahlen (X-rays) der Cluster steht in direkter Beziehung zur Masse der Quelle.(vgl. S.36)
23. Nach allen bisherigen Beobachtungen und Berechnungen liegt die Gesamtmasse des Universums aber nur bei 30% der Menge, die für ein flaches Universum notwendig wäre.(vgl. S.36) Wenn diese Beobachtungen und Schlussfolgerungen stimmen, würden wir in einem offenen Universum leben, das ewig expandiert.(vgl. S.27)

DISKUSSION

24. Bei dem Versuch, dieses Kapitel (so kurz es ist), zusammen zu fassen, habe ich sehr viele zusätzliche Artikel und Wikipedia-Einträge gelesen, um die benutzte Begrifflichkeit zu verstehen. Bei dieser Lektüre wurde sichtbar, dass hinter jedem Begriff eine komplexe Geschichte steht, von der die Namen im beigefügten Bild nur eine winzige Auswahl darstellen.
25. Damit stellt sich die Frage, ob diese Art des Vorgehens Sinn macht. Krauss nennt sein Buch ‚populär‘, weil es im normalen Englisch geschrieben ist und weitgehend auf Formeln verzichtet, aber da er weder direkt auf Quellen verweist noch die einzelnen Begriffe wirklich erklärt, erscheint diese Verständlichkeit nur als eine Pseudo-Verständlichkeit. Um also den Text wirklich verstehen zu können, muss man über den Buchtext hinausgehen und sich ein eigenes Bild machen.

Ob eine Fortsetzung im gleichen Stil erfolgt, ist daher fraglich.

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