Wenn ich heute auf einen belebten Marktplatz einen Passanten ansprechen würde, um ihn zu fragen: "Wie ist eigentlich unsere Erde entstanden, wo kommt sie her und wie alt ist sie?" würde er mich, wenn er sich mit diesem Thema überhaupt beschäftigt hat, mit höchster Wahrscheinlichkeit auf den sogenannten Urknall verweisen und das Alter der Erde würde er auf ca. 4,5 bis 5 Milliarden Jahre schätzen.
Er würde sich mit dieser Antwort in guter Gesellschaft mit allen Menschen befinden, die eine gute Schulbildung erhalten haben.
Denn die Urknalltheorie ist das in der aufgeklärten Welt am meisten aufgeführte Argument, wenn es um die Frage nach der Entstehung des materiellen Universums geht.
Ein Mensch, der von der Welt ernst genommen werden will, würde sich geradezu lächerlich machen, wenn er dieses Erklärungsmodell in Frage stellen würde.
Es ist in der Tat so, dass in fast allen populärwissenschaftlichen Publikationen davon ausgegangen wird, dass der gute alte Gott ausgedient hat.
Denn die wissenschaftliche Welt hat für die elementare Frage des Menschen nach der Entstehung des Universums schlüssige Antworten gefunden.
Wie schlüssig diese Antworten sind, möchte ich im Folgenden beleuchten.
Die Vertreter der Urknalltheorie gehen davon aus, dass das Universum vor dem Urknall, die Größe Null hatte, unendlich heiß war und die gesamte Masse des heutigen Universums in einem unendlich dichten Punkt hineingezwängt war.
Vor etwa zehn- bis zwanzig Milliarden Jahren soll dann unter nicht näher bezeichneten Umständen der sogenannte Urknall stattgefunden haben.
Nach dem Urknall begann sich das Universum auszudehnen. Dabei hatte es für den Bruchteil einer Sekunde nach dem Beginn dieser Ausdehnung die Größe einer Erbse.
Dieser Ausdehnungsvorgang soll bis heute andauern. Vor dem Urknall war weder das Universum noch Raum und Zeit existent.
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Durch die Ausdehnung des Universums fiel die Temperatur, eine Sekunde nachdem der kosmische Blitz vorbei war, auf ungefähr zehn Milliarden Grad.
Dies ist in etwa die Temperatur, die bei der Explosion einer Wasserstoffbombe erreicht wird. Zu diesem Zeitpunkt entstanden die ersten extrem leichten Materieteilchen Photonen, Elektronen, Neutrinos, deren Antiteilchen sowie einige Protonen und Neutronen.
Zirka 100 Sekunden nach dem Urknall war die Temperatur auf etwa eine Milliarde Grad gefallen.
Das soll ungefähr die Temperatur sein, die im Inneren der heißesten Sterne herrscht.
Bei dieser Temperatur konnten sich die Protonen und Neutronen zu den ersten Wasserstoff- und Heliumatomkernen verbinden.
Schon wenige Stunden nach dem Urknall soll die Entstehung von Helium und anderen Elementen in Form von Plasma beendet gewesen sein.
Danach setzte das Universum nach Meinung der Wissenschaft 100.000 Jahre lang seine Ausdehnung fort, wobei es langsam abkühlte.
Nach cirka hunderttausend Jahren war die Temperatur des Plasma schließlich soweit gefallen, dass die Elektronen und Atomkerne nicht mehr genug Energie hatten, um ihre gegenseitige elektromagnetische Anziehung zu überwinden, es entstanden die ersten Atome.
Dieser Vorgang dauerte etwa bis zum 1 Millionsten Jahr nach dem Urknall.
Danach war fast das gesamte Plasma in Atome umgewandelt.
In den Regionen des Universums, in denen die Materiedichte über den Durchschnitt lag, soll es durch die Gravitationskraft (Massenanziehung) zu Materieanhäufungen gekommen sein.
Im Laufe der Zeit entstanden große Zusammenballungen von Materie, die unter dem Einfluss der eigenen Schwerkraft immer kompakter und dichter wurden.
Bei ihrer Kontraktion und dem Zusammenstoß der Atome im Inneren dieser Materieanhäufungen stieg die Temperatur des Gases, bis es schließlich so heiß wurde, das es zu Kernfusionen kam.
Dies war die Geburtsstunde der Sterne, die durch die Umwandlung von Wasserstoff in Helium die notwendige Energie erzeugen, um Licht und Wärme spenden zu können.
Wenn dann nach ca. hundert Millionen Jahren der Wasserstoff dieser Sterne verbraucht ist, ziehen sie sich ein wenig zusammen, werden noch heißer und beginnen das Helium in schwerere Elemente wie Kohlenstoff oder Sauerstoff umzuwandeln.
Dieser Zustand bleibt allerdings nicht lange stabil.
Was dann geschieht, wird von den Wissenschaftlern nicht ganz klar beschrieben; wahrscheinlich stürzen die Zentralregionen dieser Sterne zu einem sehr dichten Zustand zusammen, zu einem sogenannten Neutronenstern oder einem schwarzen Loch. Es wird angenommen, dass die äußeren Regionen dieser Sterne manchmal in einer gewaltigen Explosion, Supernova genannt, fortgeschleudert werden.
Einige der schweren Elemente, die diese Sterne gegen Ende ihres Lebens gebildet haben, werden in das Gas des Weltenraums zurückgeworfen und sind ein Teil des Rohmaterials für die nächste Sternengeneration.
Unsere Sonne enthält etwa zwei Prozent dieser schweren Elemente, weil sie ein Stern der zweiten oder dritten Generation ist, der sich vor etwa fünf Milliarden Jahren aus einer rotierenden Gaswolke, die aus den Trümmern einer früheren Supernova entstanden ist, gebildet hat.
Der größte Teil dieses Gases entwickelte sich zur Sonne oder wurde fortgeschleudert, doch ein bescheidener Anteil der schwereren Elemente schloss sich zu den Körpern zusammen, die heute, wie die Erde, die Sonne umkreisen.
Die Erde war ursprünglich sehr heiß und ohne Atmosphäre. Im Laufe der Zeit kühlte sie ab und erhielt durch die Gasemissionen des Gesteins eine Atmosphäre.
Diese Atmosphäre enthielt noch keinen Sauerstoff, sondern viele Gase, die für uns teilweise giftig sind, wie zum Beispiel Schwefelwasserstoff, Stickstoff usw.
An dieser Stelle möchte ich diese, von mir grob skizzierte Theorie eines Universums, das in einem sehr heißem Zustand begann, mit der Ausdehnung allmählich abkühlte und letztendlich zur Entstehung unserer Erde führte, beenden und mich den kritischen Anmerkungen einiger Wissenschaftler zuwenden.
In seinem Buch "Fünf Gründe, warum es die Welt nicht geben kann" führt Dr. James Trefil, Physikprofessor an der George Mason University in Virginia, USA, folgende kritische Argumente an, die, wie ich feststellen konnte, auch von verschiedenen anderen Wissenschaftlern geteilt werden.
Er schreibt:
Die z. Z. geläufige Vorstellung vom Universum kann in zwei Sätzen zusammengefasst werden.
Erstens: Das Universum hat sich seit seiner Entstehung ständig ausgedehnt und sich dabei von einfachen zu komplexen Strukturen hin entwickelt.
Zweitens: Die sichtbare Materie im Universum ist hierarchisch organisiert; die Sterne ordnen sich zu Galaxien, die Galaxien zu Haufen und die Haufen zu Superhaufen an.
Die Frage ist nun, wie ein Universum, dessen Evolution dem ersten Satz entspricht, zu dem Universum werden konnte, dessen Struktur der zweite Satz beschreibt.
Vom Zeitpunkt des Urknalls bis ungefähr zum Jahr 100.000 war die Materie, aufgrund der großen Hitze, nur in Form von Plasma vorhanden. Dies hatte zur Folge, dass sich die Atome nicht miteinander verbinden konnten und es dadurch nicht zur Bildung von irgendwelchen Materieklumpen kommen konnte.
Vom hunderttausendsten bis zum 1.000.000 Jahr wandelte sich das Plasma durch die fortschreitende Abkühlung langsam in Atome um.
Nach ca. 500.000 Jahren ist überhaupt erst soviel atomare Materie entstanden, dass es zu einer für die Entstehung von Galaxien notwendigen Materiemasse kam.
Da sich aber in der Zwischenzeit das Universum weiter ausdehnte, stellt sich nun die Frage, ob sich überhaupt genug Materie zu Klumpen von Galaxiengröße zusammenziehen konnte, bevor die Expansion alles außer Reichweite trug.
Zum Entsetzen vieler Astronomen stellte sich bereits in den dreißiger Jahren heraus, dass diese Frage mit einem klaren NEIN beantwortet werden muss.
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Das bedeutet, dass sich gar keine Sterne und somit auch keine Galaxien bilden konnten, weil die atomare Materie soweit von einander entfernt war, dass die Massenanziehung viel zu schwach war, um Materieklumpen zu bilden.
Die Existenz der Galaxien zu erklären, hat sich als eines der schwierigsten Probleme der Kosmologie erwiesen. Die simple Tatsache, dass es Galaxien gibt, obwohl es sie eigentlich gar nicht geben dürfte, löst unter den Wissenschaftlern eine ziemliche Frustration aus.
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Ein weiterer Punkt, der für die Wissenschaft ein großes Problem darstellt, besteht darin, dass ja alle Beobachtungen und die daraus resultierenden Berechnungen und Theorien mit der Schwierigkeit behaftet sind, dass alles, was wir heute mit unseren Sinnen aufnehmen, Vergangenheit ist. Die Geschwindigkeit, mit der sich elektromagnetische Wellen, zu denen ja auch das Licht gehört, fortbewegen, beträgt ca. 300.000 km in der Sekunde, das entspricht dem 7,5fachen Erdumfang. Bei dieser Geschwindigkeit ist das Licht bereits 8 Minuten unterwegs, bevor das Sonnenlicht bei einem schönen Sonnenuntergang unser Auge erreicht.
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Das Licht, das wir von dem uns am nächsten gelegenen Fixstern Alpha Centauri empfangen, benötigt für die ungeheure Entfernung von ca. 40 Billionen km bereits 4,3 Jahre. Bevor unsere Erde von dem Licht vom anderen Ende unserer Milchstraße erreicht wird, vergehen aufgrund der immensen Entfernung fast 100.000 Jahre. Und wenn wir uns andere Galaxien wie z.B. den Andromedanebel ansehen, dann ist das, was wir da sehen, vor 2,5 Millionen Jahren geschehen.
Diese Zeitangaben können uns ein Gefühl dafür geben, wie ungewiss die Ergebnisse der Astronomie sind, denn alles, was wir sehen oder mit riesigen Antennen empfangen, ist sozusagen die Momentaufnahme einer teilweise sehr fernen Vergangenheit. Wenn z.B. in den Medien von der Geburt oder dem Tod eines Sternes berichtet wird, dann muss man sich darüber im Klaren sein, dass dieser Vorgang vielleicht zu einer Zeit stattgefunden hat, als es unsere Erde noch gar nicht gab. Je weiter der beobachtete Stern weg ist, um so weniger kann man über seinen momentanen Zustand aussagen. Aus diesem Grund ist es unmöglich, einen Zustandsbericht über das aktuell existierende Universum abzugeben.
Am Beispiel des Krebsnebel, im Sternbild Stier möchte ich kurz ein Fall aus der Praxis darstellen:
Im Jahre 1054 tauchte in China plötzlich ein Stern am Himmel auf, der so hell leuchtete, dass er auch während des Tages wahrgenommen werden konnte. 23 Tage lang strahlte er so hell; danach begann sein Leuchten schwächer zu werden, bis ihn gegen Mitte des Jahres 1056 die Astronomen von damals nicht mehr erkennen konnten. Man musste bis zum Jahre 1921 warten, bis wieder von diesem Stern die Rede war; ein Astronom hatte bemerkt, dass sich ein Nebel mehr oder weniger in der von den chinesischen Berichten angegebenen Position befand. Gleich danach entdeckte man, dass sich der Nebel ausdehnte; dadurch, dass die Astronomen diese Bewegung rechnerisch umkehrten, erkannten sie, dass dieser Nebel vor 900 Jahren ein Stern gewesen sein muss, und zwar ein Stern, der explodiert war (diese explodierten Sterne nennt man Supernova).
Die Behauptung, dass der Nebel vor 900 Jahren ein Stern gewesen sein muss, ist natürlich völlig irreführend. Richtig ist, dass vor 900 Jahre die Explosion eines Sterns beobachtet wurde. Der Stern selbst ist, auf Grund seiner Entfernung von der Erde, die immerhin 6000 Lichtjahre beträgt, vor 6000 plus 900 also vor 6900 Jahren explodiert.
Ein weiterer Aspekt zu diesem Entfernungs-Zeitproblem ist folgender:
Wenn ich mir ein Lexikon nehme und nachschaue, wie alt unser Universum ist, dann lese ich dort, dass das zur Zeit von den Astronomen favorisierte Alter unseres Weltalls ca. 15 Mrd. Jahre betragen soll.
Das heißt, dass der Urknall vor ca. 15 Mrd. Jahre stattgefunden hat.
Im gleichen Lexikon steht aber auch, dass das bekannte Weltall mit mehr als 100 Mrd. Sternsystemen erfüllt ist.
Ferner steht dort, dass man mit den größten Fernrohren unserer Erde bis zu einer Entfernung von 15 Mrd.
Lichtjahren nach jeder Richtung in das Weltall schauen kann.
Hier liegt das Problem, einerseits soll das Universum 15 Mrd. Jahre alt sein und andererseits kann man heute schon das Licht von Galaxien empfangen, welches schon mindestens 15 Mrd. Jahre unterwegs war.
Es ist eine einfache Rechenaufgabe, die uns zeigt, dass hier irgend etwas nicht stimmen kann. Es kann nicht angehen, dass wir 15 oder mehr Mrd. Jahre altes Licht empfangen, obwohl der Urknall erst vor 15 Mrd. Jahren stattgefunden haben soll.
Irgendwie empfinde ich diese Mathematik als unlogisch.
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Soweit die wichtigsten wissenschaftlichen Kritikpunkte, die ich im Folgenden noch einmal kurz zusammenfassen möchte:
· Warum soll das frühe Universum so heiß gewesen sein?
· Warum ist das Universum, großräumig gesehen, so gleichförmig und sieht von allen Punkten des Raumes und in alle Richtungen gleich aus?
· Warum hat das Universum genau mit der kritischen Expansionsgeschwindigkeit begonnen, mit der es sich heute - fünfzehn Milliarden Jahre später - noch immer ausdehnt? Wäre die Expansionsgeschwindigkeit eine Sekunde nach dem Urknall nur um einen Millionstel kleiner gewesen, so wäre das Universum wieder in sich zusammengefallen, bevor es seine gegenwärtige Größe erreicht hätte.
· Obwohl das Universum im großen Maßstab so gleichförmig und homogen ist, enthält es regionale Unregelmäßigkeiten, etwa Sterne und Galaxien. Man nimmt an, dass diese sich im frühen Universum durch kleine Unterschiede in der Dichte zwischen einzelnen Regionen entwickelt haben.
· Welchen Ursprung haben diese Dichteschwankungen?
· Wieso kann es sein, dass das Universum erst 15 Mrd. Jahre alt ist, obwohl wir Galaxien sehen können, dessen Licht länger als 15 Mrd. Jahre unterwegs war, bevor es uns erreicht hat?
Wenn ich diese ungelösten Probleme auf mich wirken lasse, beschleicht mich das eigenartige Gefühl, dass die Antwort auf die Frage nach der Entstehung des Universums mehr aus Fragen als aus gesicherten wissenschaftlichen Erkenntnissen besteht.
Es widerspricht nach meinem Dafürhalten dem gesunden Menschenverstand, wenn die Wissenschaft von uns fordert, dass wir daran glauben sollen, dass das materielle Universum ohne erkennbare Ursache aus dem Nichts entstanden sein soll.
Glauben Sie, dass die gesamte Masse unserer Milchstasse in eine Nadelspitze passt?