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The  NASA/ESA Hubble Space Telescope has captured this image released Thursday Sept. 29, 2011 of dwarf  irregular galaxy Holmberg II. The galaxy is dominated by huge bubbles of  glowing gas, which are sites of ongoing star formation. As  high-mass stars form in dense regions of gas and dust they expel strong  stellar winds that blow away the surrounding material. The cavities are  also blown clear of gas by the shock waves produced in supernovae, the  violent explosions that mark the end of the lives of massive stars. (AP Photo/NASA)

Ein Foto des Hubble-Teleskops von 2011 zeigt die Zwergen-Galaxie Holmberg II Bild: AP NASA ESA Hubble

Am Ende ist alles Mathematik

Unser Universum, ein Sandkorn am Strand 

Paralleluniversen kamen früher nur in Science-Fiction-Werken wie «Star Trek» vor. Jetzt aber erwägen auch seriöse Physiker, dass unser All nur eines von unendlich vielen sein könnte. Max Tegmark beschreibt in seinem neuen Buch, wie sich unser Universum eines Tages in Mathematik auflösen könnte. 



Ein Artikel von

Spiegel Online

Johann Grolle, Boston / Spiegel Online

Tegmark ist Kosmologe am Massachusetts Institute of Technology (MIT). Doch mit seiner imposanten Statur, den kantigen Gesichtszügen und der sonoren Stimme hätte der Schwede wohl auch einen guten Manager abgegeben - wenn er nicht einst das Studium der Wirtschaftswissenschaften hingeworfen hätte. Er fand es abstossend, wie sehr sich die Ökonomen der Politik anbiederten. Stattdessen verschlug es ihn in die theoretische Physik, wo er wohl eine vorurteilsfreiere Form der Wissenschaft zu finden hoffte. 

«Ein Professor hat mich eindringlich gewarnt, mit solchen Spinnereien könnte ich meine Karriere gefährden.»

Sein Buch, sagt Tegmark, sei für ihn eine Art Outing gewesen, und ein klein wenig habe er sich davor gefürchtet. Er hatte beschlossen, einem breiten Publikum die kühnsten seiner Thesen vorzustellen. Manch einem, so ahnte er, würden diese aberwitzig erscheinen. Früher habe er mit seinen absonderlichen Ideen auch in der Fachwelt Ärger auf sich gezogen, erzählt Tegmark: «Ein Professor hat mich eindringlich gewarnt, mit solchen Spinnereien könnte ich meine Karriere gefährden.»

Seither aber hat sich Tegmarks Fachdisziplin gewandelt. Er darf auf Nachsicht bei den Kollegen hoffen: Inzwischen scheint denen kaum mehr ein Gedanke zu abenteuerlich, um ihn ernsthaft in Betracht zu ziehen. 

Ein Bild der NASA zeigt die verwirbelte Sternenlandschaft, die nordamerikanischer Nebel genannt wird. Bild: AP NASA

«Für mich ist das Kunst»

Es fällt schwer, sich nicht von Tegmarks Euphorie anstecken zu lassen. Wie ein Kind für Bauklötze, so begeistert er sich für mathematische Formeln, mit denen sich die erstaunlichsten Dinge anstellen lassen. Auf seinem Schreibtisch stehen, in fünf verschnörkelte Goldrahmen gefasst, seine Lieblingsformeln. «Für mich ist das Kunst», sagt er. «So wenige Symbole, und sie sagen doch so viel. Ist das nicht genau das Wesen von Kunst?» Die Namen der Künstler - Maxwell, Friedmann, Schrödinger und zweimal Einstein - hat Tegmark in geschwungenen Lettern rechts unter die Gleichungen gesetzt. 

Herrliche Zeiten seien es, um Kosmologie zu treiben, schwärmt Tegmark. Gerade erst haben neue Messdaten die Zunft in höchste Erregung versetzt: Das Bicep2-Teleskop am Südpol hat Gravitationswellen nachgewiesen, die dem ersten Sekundenbruchteil des Universums entstammen. 

Während der sogenannten Inflation - im ersten Milliardstel eines Milliardstels eines Milliardstels einer Milliardstel Sekunde seiner Existenz - blähte sich das Universum von mikroskopischen auf kosmische Dimensionen auf. Fluktuationen, winziger als ein Atomkern, schwollen zu Strukturen an, aus denen später ganze Galaxien hervorgehen sollten. «Eine der grössten Entdeckungen in der Geschichte der Wissenschaft» nennt Tegmark das. 

epa03569091 An undated handout image provided by NASA on 05 February 2013 shows a view of cosmic clouds and stellar winds featuring LL Orionis, interacting with the Orion Nebula flow, as NASA describes. Adrift in Orion's stellar nursery and still in its formative years, variable star LL Orionis produces a wind more energetic than the wind from our own middle-aged Sun. As the fast stellar wind runs into slow moving gas a shock front is formed, analogous to the bow wave of a boat moving through water or a plane traveling at supersonic speed. The small, arcing, structure just above and left of center is LL Ori's cosmic bow shock, measuring about half a light-year across. The slower gas is flowing away from the Orion Nebula's hot central star cluster, the Trapezium, located off the upper left corner of the picture. In three dimensions, LL Ori's wrap-around shock front is shaped like a bowl that appears brightest when viewed along the 'bottom' edge. The picture is part of a large mosaic view of the complex stellar nursery in Orion, filled with a myriad of fluid shapes associated with star formation.  EPA/NASA/ESA/Hubble Heritage Team/HANDOUT MANDATORY CREDIT: NASA/ESA/HUBBLE HERITAGE TEAM HANDOUT EDITORIAL USE ONLY

Kosmische Wolken und Sternenwind im Orionnebel, eines der aktivsten Sternentstehungsgebiete in der galaktischen Nachbarschaft der Sonne. Bild: EPA

Parallelwelt ist nicht gleich Parallelwelt 

Wem dies schon Schwindel verursacht, der sollte sich für die folgenden Kapitel von Tegmarks Buch gut anschnallen. Denn dort legt der MIT-Kosmologe erst so richtig los. Gravitationswellen, Urknall und Inflation - so abstrakt und bizarr sie dem Normalsterblichen auch erscheinen mögen - sind für Tegmark erst der Anfang. Er wagt sich an die grössten, die grundsätzlichsten aller Fragen heran. 

«Es scheint, als sei das immer tiefere Verständnis unserer Welt damit verbunden, dass wir die Realität immer aufs Neue ausweiten müssen», erklärt Tegmark. Die Erkundung hinter dem Horizont habe aus Landstrichen Kontinente und schliesslich einen ganzen Himmelskörper gemacht; die Teleskope hätten dann die Erde vom Mittelpunkt der Welt zum blossen Trabanten einer viel gewaltigeren Sonne schrumpfen lassen; diese wiederum hätte sich später als nur eine von Myriaden anderer Sonnen entpuppt, die in einem ewigen Reigen das Zentrum riesiger Galaxien umkreisen. Und nun also nötige die Inflation den Physikern eine weitere Ausweitung ihres Weltbildes ab: Selbst unser Universum erweise sich im Lichte kosmologischer Theorien nur als eines von unendlich vielen anderen Paralleluniversen, gleichsam ein Sandkorn am Strand. 

Und als sei das noch nicht ungeheuerlich genug, teilt Tegmark diese Parallelwelten auch noch in unterschiedliche Kategorien ein, von denen eine immer noch unfassbarer anmutet als die andere: 

Erst nachdem der Leser den Gewaltritt durch diese drei Typen von Paralleluniversen überstanden hat, holt Tegmark zum letzten Geniestreich aus: der Einführung der Parallelwelten vierten Grades. Anders als die ersten drei Arten von Paralleluniversen, die von anderen Forschern ersonnen wurden, sind diese eine Kopfgeburt Tegmarks selbst. 

This image provided by NASA shows an image captured by NASA’s Solar Dynamics Observatory of a blast of plasma streaming from the sun in August 2012. Scientists say a solar eruption was detected on March 5, 2013 and was headed toward Mars. NASA’s Curiosity rover will postpone some activities but other Mars missions will operate normally.(AP Photo/NASA)

Ein Foto der NASA zeigt eine Plasma-Explosion auf der Sonne im August 2012. Bild: AP NASA

Das Universum ist Mathematik 

Ausgangspunkt ist diesmal ein Rätsel, dass die Physiker schon seit Jahrhunderten umtreibt: Warum nur lassen sich praktisch alle Naturphänomene in die Sprache der Mathematik fassen? Wie tief auch immer die Forscher in die Geheimnisse der Natur eindringen, stets begegnen sie mathematischen Gesetzmäßigkeiten. Ja, mehr noch: Fast hat es den Anschein, als biete sich die Mathematik in umso reinerer Gestalt dar, je näher die Physiker dem Ursprung des Universums kommen. 

Das ist für Tegmark der Schlüssel zur Lösung des Rätsels: Irgendwann, wenn die Physiker den letzten Geheimnissen auf den Grund gekommen sind, werde sich die Natur vollständig in Mathematik auflösen. Mit anderen Worten: Das Universum lässt sich nicht nur mit Mathematik beschreiben, es ist nichts anderes als pure Mathematik. 

Zum Autor 

Mehr als 100 Colleges und Hochschulen und dabei die weltweit höchste Dichte an Nobelpreisträgern: Boston ist, zusammen mit dem jenseits des Charles River gelegenen Uni-Städtchen Cambridge, die unumstrittene Welthauptstadt des Geistes. Besser als an jedem anderen Ort lässt sich hier verfolgen, wie sich das Weltbild der modernen Wissenschaft formt und verändert. Aus den Labors und Denkerstuben dieser aussergewöhnlichen Stadt berichtet Korrespondent Johann Grolle, der 18 Jahre lang Wissenschaftsressortleiter des «Spiegel» war. 

Wenn nun aber, so argumentiert Tegmark weiter, jene mathematischen Gesetze, die unsere Welt hervorbringen, ein Universum darstellen, warum sollte selbiges nicht auch für jedes andere mathematische Gebilde gelten? Kurzum: Tegmarks These zufolge ist jede in sich geschlossene mathematische Struktur als ein eigenes real existierendes Universum zu betrachten. Die Mathematik ist so gesehen nichts anderes als eine Weltenmutter, die unermüdlich Paralleluniversen gebiert. 

Alles zu phantastisch, zu versponnen, zu abgedreht? Tegmark begegnet diesem Einwand mit seinem breiten, herzlichen Grinsen. Der Mensch, so meint er, habe im Laufe der Wissenschaftsgeschichte immer wieder aufs Neue den Fehler begangen, zwei Dinge bei weitem zu unterschätzen: «Zum einen die ungeheuren Dimensionen der Realität, in der wir leben, und zum anderen die erstaunliche Fähigkeit des Menschen, diese zu verstehen.»

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