Was wäre, wenn der Urknall nie stattgefunden hätte? Eine umstrittene Theorie, einfach erklärt – Stav Dimitropoulos

Die Vorstellung eines statischen Universums würde bedeuten, daß unser Kosmos ewig ist und doch nicht expandiert.

Quelle: What If the Big Bang Never Happened? A Controversial Theory, Explained

Anmerkung meinerseits: Der Doppler-Effekt (wie im Artikel besprochen) und die Theorie eines unendlichen Universums gemäß der „Steady State“-Theorie müssen sich nicht gegenseitig ausschließen. Umformuliert: Der Doppler-Effekt deutet nicht zwingend auf einen Urknall als primordiale Ursache des Universums hin. Es gibt bereits eine Theorie, der zufolge die Galaxien – wie in der Urknallltheorie behauptet wird – nicht voneinander fortstreben, sondern durch neu entstehenden Raum zwischen ihnen weiter auseinandergedrückt werden. Es wäre ferner vorstellbar, daß – zieht man diverse Theorien aus der Quantenphysik hinzu, vor allem Phänomene wie die vieldiskutierte Nichtlokalität und die Vorstellung einer „kosmischen Wellenfunktion“ (bzw. Wahrscheinlichkeitsfunktion) – das materielle Universum als eine Art existenziell konkretisierter raumzeitlicher „Spiegel“ aus einer unendlichen Zahl von Realisierungsmöglichkeiten entstand, die in bloß probalistischer Form vorliegen, also in reiner Wahrscheinlichkeitsform. Da die Wahrscheinlichkeitsfunktion alle denkbaren/möglichen Zustände eines bestimmten Systems beschreibt, ist sie natürlich per se unendlich, da es unendlich viele Möglichkeiten einer Systembeschreibung gibt. Solange noch keine existenzielle Konkretisierung stattfand, also ein „Kollaps der Wahrscheinlichkeitsfunktion“ (des „Zustandsvektors“) auf einen wohldefiniert-eindeutigen Zustand hin, kann ein mögliches Universum also überall und jederzeit geschaffen werden. Das ist gewiß sehr abstrakt und gedanklich schwer zugänglich, weshalb ich diese Gelegenheit für schamlose Eigenwerbung nutze und auf mein jüngstes Buch „Sein aus dem Bewusstsein. Wie man mit Kabbalah und Quanten zum Kosmopsychisten wird“ hinweise. Dort habe ich mich um eine Darstellung solcher Vorstellungen in möglichst einfacher und kompakter Form bemüht.

---

• Umstrittene Forschungen legen nahe, dass der Urknall ein Mythos sein könnte, weil er auf der Theorie des Dopplereffekts beruht.
• Diese besagt, dass sich das Universum weder ausdehnt noch zusammenzieht, sondern dass es stetig ist und keinen Anfang und kein Ende hat.
• Für andere Wissenschaftler ist dieser Vorschlag jedoch ein gewagter logischer Sprung und der Urknall ihnen zufolge die beste Beschreibung der Entstehung des Universums, die wir derzeit haben.

Was wäre, wenn der Urknall, die vorherrschende Theorie über die Entstehung unseres Universums, nie stattgefunden hätte? Was wäre, wenn sich das Universum nicht aus einem winzigen, dichten Feuerball heraus ausgedehnt hat, sondern sich seit 13,8 Milliarden Jahren in einem stabilen Zustand befindet, ohne Anfang und ohne Ende? Eine faszinierende Analyse, die 2022 in Progress in Physics veröffentlicht wurde, behauptet, dass der Urknall ein Fehlannahme sein könnte, weil er auf dem Doppler-Effekt oder der Doppler-Verschiebung beruht, einer bahnbrechenden Theorie der Physik, die der österreichische Mathematiker und Physiker Christian Doppler 1842 vorschlug.

Der Doppler-Effekt erklärt, dass die wahrgenommene Zunahme oder Abnahme der Frequenz von Licht-, Schall- oder anderen Wellen (man beachte hier das Wort Wellen) davon abhängt, wie sich eine Quelle und ein Objekt aufeinander zu bewegen. Im Weltraum wirkt sich der Dopplereffekt auf das Licht aus, das planetarische Körper aussenden: Wenn sich ein Körper im Weltraum von uns wegbewegt, wird sein Licht breiter, d. h. „rotverschoben“ (zu längeren Wellenlängen hin). Bewegt sich ein Körper jedoch auf uns zu, verdichten sich seine Lichtwellen, was als „Blauverschiebung“ bezeichnet wird (weil sich das Licht zu kürzeren Wellenlängen hin bewegt). Das liegt daran, dass im Weltraum blau für nah und rot für weiter weg steht; dieses Prinzip ist den Astronomen sonnenklar. Messungen des Sternenlichts haben bisher ergeben, dass sich alle Galaxien rot verschieben. Mit anderen Worten: Dieser Beweis stützt die Urknalltheorie, die besagt, dass sich das Universum ständig ausdehnt.

Jack Wilenchik, der Autor der provokanten Studie, bezweifelt jedoch stark, dass Rotverschiebung Bewegung bedeutet. Er glaubt sogar, dass der Dopplereffekt eine Achillesferse sein könnte, die die Urknalltheorie zu Fall bringt.

Ein Grund zur Annahme, dass das Universum nicht mit einem Urknall begonnen hat?

„Der Doppler-Effekt ist eine 180 Jahre alte Theorie, die niemand mit experimentellen Beweisen untermauert hat“, sagt Wilenchik gegenüber „Popular Mechanics“. Um die verschiedenen Planeten und Monde im Sonnensystem zu untersuchen, lieh sich Wilenchik, der von Beruf Anwalt und Amateurastronom ist, einen einfachen Spektroskopie-Test, den der englische Astronom William Huggins 1868 erstmals verwendet hatte. Spektroskopie ist das Studium und die Messung von Spektren, d. h. von Diagrammen oder Grafiken, die die Intensität des Lichts eines astronomischen Körpers wie eines Sterns darstellen. Wilenchik verwendete auch Daten von den Spektrometern des Keck-Observatoriums auf Hawaii, die online verfügbar sind, und ließ sie von einem professionellen Astrophysiker auswerten. Die Ergebnisse seiner Studie stehen im Einklang mit einer anderen, unvereinbaren Idee über das Universum: dem Modell des „müden Lichts“.

Die 1929 von dem Schweizer Astronomen Fritz Zwicky aufgestellte Hypothese des müden Lichts führt die Rotverschiebung des Universums auf die Tatsache zurück, dass Photonen, die winzigen Pakete elektromagnetischer Energie, aus denen das Licht besteht, auf ihrem Weg durch den großen Kosmos Energie verlieren. Eine Abnahme oder Zunahme der Energie bedeutet also nicht unbedingt eine Bewegung, so dass es kein sich dehnendes Universum geben kann. Dieses Modell besagt, dass das Licht im Laufe der Zeit einfach Energie verliert – und dass das Universum daher statisch sein muss.

„Nein, das Universum begann nicht als explodierendes Atom oder so“, sagt Wilenchik. „Es gibt keinen Anfang und kein Ende des Universums“, sagt er und bestreitet die Theorie des Uratoms, die der belgische Priester, Physiker und Astronom Georges Lemaître erstmals 1927 vorschlug. (Später prägte der Astronom Fred Hoyle den Begriff „Urknall“ für Lemaîtres Idee vom kosmischen Ursprung, und der Begriff blieb haften.)

Ob ein Stern röter oder blauer wird, hängt letztlich von Isaac Newtons Theorie des korpuskularen Lichts ab, sagt Wilenchik. Die Newtonsche Theorie besagt, dass das Licht aus winzigen Teilchen, den so genannten „Korpuskeln“, besteht, die sich ständig in einer geraden Linie bewegen. Im Wesentlichen sind die blauen oder roten Verschiebungen, die wir im Raum sehen, einfach das Ergebnis der unterschiedlichen Größe der Teilchen: blaues Licht bedeutet größere Körper, rotes Licht bedeutet kleinere Körper. „Wenn das Licht nicht wellenförmig ist, dann ist die Dopplertheorie hinfällig, denn die gesamte Theorie basiert auf der Vorstellung, dass das Licht wellenförmig ist“, sagt Wilenchik.

Besonders faszinierend ist jedoch seine Ansicht, dass Galaxien Atome und Sterne Licht sind (er hat darüber ein Buch geschrieben, das online frei verfügbar ist). „Da sich das Universum weder ausdehnt noch zusammenzieht, haben wir es am Himmel mit riesigen Spiralen zu tun. Und wir haben etwas sehr Seltsames und Einzigartiges namens Sterne“, sagt er.

Er meint damit Folgendes: Im späten 18. Jahrhundert schlug der schottisch-irische Physiker William Thomson, besser bekannt als Lord Kelvin, vor, dass das Atom ein „Wirbel“ im „Äther“ sei. In voller Übereinstimmung sagt Wilenchik, dass Atome in ihrem Kern Spiralen haben, ebenso wie Galaxien und große Galaxienhaufen oder Supergalaxien, weil die gleiche Wirbelstruktur den gesamten Kosmos durchdringt, von der makroskopischen bis zur mikroskopischen Ebene. Das Universum ist unendlich groß, unendlich klein und unendlich lang; Sterne sind seltsame Lichtbündel; und wir müssen die Theorie des Dopplereffekts überdenken, so Wilenchiks Schlussfolgerung.

Aber nicht jeder stimmt dem zu.

Warum die Urknalltheorie unsere bisher beste Erklärung ist

„Die Annahme, dass der Urknall ein großer Fehler ist, weil er auf dem Doppler-Effekt beruht, ist ein großer Sprung in der Logik. Die Doppler-Theorie wurde wiederholt getestet und hat sich bewährt“, erklärt Dr. Stephen Holler, außerordentlicher Professor für Physik an der Fordham University, gegenüber „Popular Mechanics“.

Der Doppler-Effekt ist ein Wellenphänomen, das wir alle kennen. Nehmen Sie zum Beispiel Schall. Die Art und Weise, wie die Tonhöhe eines sich bewegenden Fahrzeugs, insbesondere eines sich schnell bewegenden Fahrzeugs wie eines Krankenwagens oder eines Feuerwehrautos, in den Ohren schmerzt oder abklingt, wenn sich das Fahrzeug auf Sie zu oder von Ihnen weg bewegt, ist ein gutes Beispiel für die „Kompression oder Dehnung der Welle“ in Bezug auf Sie, den Beobachter, sagt Holler. Auch medizinische Anwendungen wie die Doppler-Velozimetrie (ein Test zur Messung des Blutflusses und 3D-Ultraschallbilder) verdanken ihre Existenz dem Doppler-Effekt. Und wenn es um den Kern von Wilenchiks Argument geht, dass die Rot- und Blauverschiebung nicht mit den Vorhersagen über die Bewegung von Planetenobjekten übereinstimmt, sagt Holler, dass wir ohne Doppler praktisch keine außerirdischen Objekte erforschen würden.

„Extraterrestrisch konnten wir die chemische Zusammensetzung von Sternen und Planeten in Einklang bringen, indem wir die Übereinstimmung von Spektrallinien mit bekannten Linien feststellten, die von Chemikalien auf der Erde durch Doppler-Spektroskopie beobachtet wurden“, sagt Holler. Zwar werden wir vielleicht nie erfahren, ob die Urknalltheorie richtig ist, aber derzeit ist sie unsere beste Beschreibung für die Entstehung des Universums, fährt er fort. „Als offensichtlicher Originalist, der sich auf andere verließ, um die Daten für sich zu analysieren, betont Wilenchik die Unwahrscheinlichkeit der Uratomtheorie“, fügt Holler hinzu. Aber die Theorie wurde vor fast einem Äon in die Wissenschaft eingeführt, als die Beweise gerade erst anfingen, interpretiert zu werden, oder, anders gesagt, als wir noch nicht wussten, was wir nicht wussten: „Wir leben nicht in einer Welt der alternativen Fakten. Wir müssen dorthin gehen, wohin die Beweise zeigen. Nichts deutet derzeit darauf hin, dass der Urknall ein Mythos ist“, sagt Holler.

In der altgriechischen Mythologie beherrschen Götter den Himmel und damit die Dynamik von Geburt und Vernichtung. Für Wilenchik ist das kein Zufall: Dass wir immer noch Planeten haben, die nach griechischen Göttern benannt sind (auch wenn die Römer die Namen der meisten später „romanisiert“ haben ), birgt eine Art kosmische Symbolik. „Wenn das Göttliche jemand ist, der Dinge erschafft oder zerstört, dann könnten Galaxien auf ihre Weise das Göttliche sein“, meint der Anwalt aus Phoenix. Dieses symbolische Erbe könnte über die Theorie hinausgehen, deutet Wilenchik an und zieht verlockende, wenn auch nicht esoterische Parallelen zwischen dem Symbolischen und dem Pragmatischen. Es könnte zu einer neuen Untersuchung der Grundsätze der kosmologischen Theorie anregen, wie z. B. des Doppler-Effekts, der für das Verständnis der Expansion des Universums entscheidend ist.

„Wir könnten die Doppler-Theorie neu untersuchen, indem wir das Verhalten eines Planeten wie Merkur beobachten, von dem wir wissen, wann er sich auf uns zu oder von uns weg bewegt und wie schnell“, sagt Wilenchik. Auf diese Weise könnten wir sehen, ob er sich entsprechend rot- oder blauverschoben hat.

Eine eingehende Untersuchung wie diese könnte uns ein tieferes Verständnis der Funktionsweise des Universums vermitteln, denn Wilenchik meint, dass wir uns schon viel zu lange mit der Urknalltheorie zufrieden gegeben haben. Haben wir mit einem Knall begonnen oder werden Neuanfänge überbewertet?