{"id":21610,"date":"2014-04-30T07:30:06","date_gmt":"2014-04-30T05:30:06","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2014\/04\/30\/die-perfekte-theorie-3-die-schreckliche-physik-revolutioniert-die-welt\/"},"modified":"2025-05-14T16:14:14","modified_gmt":"2025-05-14T14:14:14","slug":"die-perfekte-theorie-3-die-schreckliche-physik-revolutioniert-die-welt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2014\/04\/30\/die-perfekte-theorie-3-die-schreckliche-physik-revolutioniert-die-welt\/","title":{"rendered":"Die perfekte Theorie (3): Die schreckliche Physik revolutioniert die Welt"},"content":{"rendered":"

\"theoriebuch\"<\/a>Dieser Artikel ist Teil einer fortlaufenden Besprechung des Buchs „Die perfekte Theorie: Das Jahrhundert der Genies und der Kampf um die Relativit\u00e4tstheorie“<\/a>*<\/a> (im Original „The Perfect Theory: A Century of Geniuses and the Battle over General Relativity“<\/a>*<\/a> von Pedro Ferreira. Jeder Artikel dieser Serie besch\u00e4ftigt sich mit einem anderen Kapitel des Buchs. Eine \u00dcbersicht \u00fcber alle bisher erschienenen Artikel findet man hier<\/a>
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\nIm ersten Kapitel<\/a> des Buchs haben wir erfahren, was eigentlich das allgemeine an der Allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie ist und wie Albert Einstein \u00fcberhaupt auf die Idee kam, sie zu entwickeln. Im zweiten Kapitel<\/a> hat Einstein dann m\u00fchsamer Rechnerei endlich herausgefunden, wie er diese Theorie formulieren kann. Und nun geht es daran herauszufinden, was man damit anstellen kann… <\/p>\n

Gleichungen aufzustellen ist nur der erste Schritt. Und meistens viel einfacher als der n\u00e4chste Schritt: Eine L\u00f6sung f\u00fcr die Gleichungen zu finden. Einstein wollte nat\u00fcrlich auch der erste sein, der eine L\u00f6sung f\u00fcr die Feldgleichungen findet. Als Studienobjekt suchte er sich das gesamte Universum aus. Seine Gleichungen beschreiben ja, wie sich die Raumzeit unter dem Einfluss einer Gravitationskraft verh\u00e4lt und warum soll man nicht mal nachsehen, wie sich die gesamte<\/i> Raumzeit unter dem Einfluss der gesamten<\/i> Masse verh\u00e4lt. Einstein wollte das ganze Universum beschreiben und stellte fest, dass es sich nicht so verhielt, wie er es sich vorgestellt hatte.<\/p>\n

Einstein stellte fest, dass sich das Universum laut seinen Gleichungen ver\u00e4ndern sollte. Entweder sollte es expandieren oder kontrahieren. Aber es w\u00e4re auf keinen Fall statisch und Einstein war fest davon \u00fcberzeugt, dass sich das Universum in seiner Gesamtheit nicht ver\u00e4ndern konnte. Es war schon immer statisch und sollte immer statisch bleiben. Und dieses eine Mal versagte das Genie von Einstein. Er vertraute seinen eigenen Gleichungen nicht und modifizierte sie, um doch noch zu seinem Wunschergebnis kommen zu k\u00f6nnen. Er f\u00fchrte eine weitere Zahl in die Gleichung ein, die den Effekt einer Expansion bzw. Kontraktion aufhebt, die ber\u00fchmte „Kosmologische Konstante“.<\/p>\n

\"Albert<\/a>
Albert Einstein (oben links) und Willem de Sitter (oben rechts) am 26. September 1923 in Leiden. Dazwischen Paul Ehrenfest. Unten sitzen Arthur Eddington und Hendrik Lorentz. Bild: Regionaal Archief Leiden<\/a>, CC-BY-SA 3.0<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

Andere Wissenschaftler waren offener. Der Belgier Willem de Sitter zum Beispiel. Er erkannte, dass es noch viel mehr L\u00f6sungen der Feldgleichungen gibt als die eine, die Einstein gefunden hatte. Je nachdem wie viel Materie im All vorhanden ist, verh\u00e4lt sich das Universum anders. De Sitter fand zum Beispiel ein Modell, in dem das Universum selbst auch statisch war und nicht kontrahierte bzw. expandierte. Aber die Sterne und Galaxien in<\/i> diesem Universum bewegten sich alle voneinander fort. Einstein hielt das f\u00fcr absurd: „Es scheint unsinnig, solche M\u00f6glichkeiten einzur\u00e4umen.“<\/i> war seine Antwort auf de Sitters Vorschlag.<\/p>\n

Und auch von den Berechnungen Alexander Friedmanns hielt er nicht viel. Friedmann fand heraus, dass es noch viel mehr L\u00f6sungen gibt. Je nach Einfluss von Materie und kosmologischer Konstante kann die Geometrie der Raumzeit ganz unterschiedlich aussehen. Die statischen Universen von Einstein und de Sitter waren nur ein Spezialfall einer viel allgemeineren L\u00f6sung, die besagte, dass sich das Universum eben doch ver\u00e4ndert. Es konnte expandieren, kontrahieren, es konnte sogar zyklisch zuerst expandieren und dann wieder kontrahieren. Alles hing nur von der Menge der Masse im Universum ab. Friedmann zeigte nicht nur, dass die Feldgleichungen jede Menge L\u00f6sungen zulie\u00dfen, sondern auch, dass es keinen Sinn macht, der kosmologischen Konstante irgendeinen konkreten Wert zuzuweisen, wie Einstein das getan hatte und dass man sie eigentlich auch gleich ganz weglassen konnte.<\/p>\n

Einstein war von Friedmanns Arbeit nicht \u00fcberzeugt und dachte, dass er sich irgendwo verrechnet haben musste. Er fand tats\u00e4chlich einen Fehler und ver\u00f6ffentlichte eine kurze Notiz in der er erkl\u00e4rte, das Friedmann sich geirrt hatte. Friedmann allerdings merkte, dass nicht er, sondern Einstein falsch lag. Einstein erkannte das gl\u00fccklicherweise auch, war aber immer noch \u00fcberzeugt, dass rein mathematisch zwar ein ver\u00e4nderliches Universum m\u00f6glich war; es in er Realit\u00e4t aber trotzdem statisch sein musste.<\/p>\n

Dann kam Georges Lema\u00eetre. Der Belgier war nicht nur Physiker, sondern auch Jesuitenpriester und erkannte, dass man de Sitters Modell des Universums so modifizieren konnte, dass sich nicht nur alle Objekte im<\/i> Raum voneinander entfernen. Es gab auch eine L\u00f6sung der Feldgleichungen, in der sich der Raum zwischen<\/i> den Objekten ausdehnt und sich deswegen alle Galaxien von allen anderen Galaxien entfernen. Und Lema\u00eetre fand auch heraus, dass das bei fast allen L\u00f6sungen so war. Die statischen Spezialf\u00e4lle von Einstein und de Sitter waren instabil und schon winzigste St\u00f6rungen w\u00fcrden ebenfalls zu einem expandieren Universum f\u00fchren. <\/p>\n

Mittlerweile merkten auch die Beobachter, dass sich im Universum vielleicht mehr tat, als man dachte. Leute wie Vesto Slipher und Knut Lundmark konnte die Geschwindigkeit von fernen Galaxien messen. Die Entfernungen zu diesen Galaxien konnten sie vorerst nur absch\u00e4tzen, aber es sah alles so aus, als w\u00fcrden sich die Galaxien umso schneller bewegen, je weiter sie entfernt sind: Genau das, was man von einem expandieren Universum nach Lema\u00eetre erwarten w\u00fcrde. Aber Einstein war immer noch dagegen: „Ihre Berechnungen sind zwar mathematisch richtig, aber ihre Physik ist schrecklich.“<\/i>, sagte er zu Lema\u00eetre und lie\u00df sich erst im Jahr 1930 umstimmen. Mittlerweile hatte auch Edwin Hubble (ohne die Beitr\u00e4ge seiner Kollegen und Vorarbeiter wie Slipher, Lundmark oder Humason zu w\u00fcrdigen) die ber\u00fchmte Beziehung zwischen Abstand und Geschwindigkeit ferner Galaxien ver\u00f6ffentlicht (siehe hier f\u00fcr Details<\/a>) und gezeigt, dass sich wirklich alle Galaxien von allen anderen wegbewegen. Und als Einstein 1930 Hubble am Mount-Wilson-Observatorium traf, lie\u00df er sich schlie\u00dflich \u00fcberzeugen. <\/p>\n

Das Universum expandierte also und Einsteins Gleichungen beschrieben diese Expansion. Aber warum expandiert es? Wenn sich heute alles immer weiter voneinander entfernt, dann m\u00fcssen die Dinge fr\u00fcher n\u00e4her beieinander gelegen haben. Und irgendwann muss sich alles mehr oder weniger am gleichen Fleck befunden haben. Es muss also einen Zeitpunkt der „Sch\u00f6pfung“ gegeben haben; einen Zeitpunkt, an dem das Universum begann zu expandieren. Georges Lema\u00eetre war nat\u00fcrlich sehr vorsichtig und als er seine Theorie der Entstehung des Universums ver\u00f6ffentlichte, vermied er darin jede Anspielung auf Religion oder die g\u00f6ttliche „Sch\u00f6pfung“. Der Titel seiner kurzen Notiz zum Thema war „The Beginning of the World from the Point of View of Quantum Theory“<\/i> und darin beschrieb er, wie das Universum aus einem „Uratom“, das die gesamte heutige Materie enthielt, entstanden sein k\u00f6nnte und die netterweise gleich neben einer Geschichte \u00fcber den Darminhalt einer Kobra ver\u00f6ffentlicht wurde:<\/p>\n

\"Nature,<\/a>
Nature, 9. Mai 1931<\/figcaption><\/figure>\n

Der Text endet mit den Worten: <\/p>\n

„The whole matter of the world must have been present at the beginning, but the story it has to tell may be written step by step.“<\/i><\/p><\/blockquote>\n

Ja, es hat dann wirklich noch ein bisschen gedauert, bis man den ganzen Vorgang halbwegs verstanden hat. Aber Lema\u00eetre machte den ersten Schritt und Einstein war nun bereit, ebenfalls zu folgen: „Dies ist die sch\u00f6nste und befriedigenste Erkl\u00e4rung der Sch\u00f6pfung, die ich je geh\u00f6rt habe“<\/i>, war Einsteins Fazit, nach dem er das Thema 1933 mit Lema\u00eetre pers\u00f6nlich besprochen hatte.<\/p>\n

Mit ein bisschen mehr Vertrauen in seine eigene Mathematik h\u00e4tte Einstein nicht nur die Grundlage f\u00fcr die moderne Kosmologie schaffen k\u00f6nnen. Er h\u00e4tte die Expansion des Universums und den Urknall vorhersagen<\/i> k\u00f6nnen und w\u00e4re damit dann wohl endg\u00fcltig und konkurrenzlos als das gr\u00f6\u00dfte Genie aller Zeiten in die Geschichte der Menschheit eingegangen. Aber Einstein war eben auch nur ein Mensch und hat sich in diesem Fall von seinen \u00dcberzeugungen in die Irre f\u00fchren lassen. Zum Gl\u00fcck waren de Sitter, Friedmann, Lema\u00eetre und all die anderen da, um die Arbeit weiter zu f\u00fchren. Aber es war noch ein weiter Weg…<\/p>\n

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Dieser Artikel ist Teil einer fortlaufenden Besprechung des Buchs „Die perfekte Theorie: Das Jahrhundert der Genies und der Kampf um die Relativit\u00e4tstheorie“* (im Original „The Perfect Theory: A Century of Geniuses and the Battle over General Relativity“* von Pedro Ferreira. Jeder Artikel dieser Serie besch\u00e4ftigt sich mit einem anderen Kapitel des Buchs. Eine \u00dcbersicht \u00fcber […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":12177,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[742,11],"tags":[662,1298,1365,3932,4285,4846,5789,6106,8556,11284,456,12587,186,15901],"class_list":["post-21610","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-die-perfekte-theorie","category-naturwissenschaften","tag-albert-einstein","tag-alexander-friedmann","tag-allgemeine-relativitaetstheorie","tag-die-perfekte-theorie","tag-edwin-hubble","tag-expansion-des-alls","tag-georges-lemaitre","tag-gravitation","tag-kosmologische-konstante","tag-pedro-ferreira","tag-physik","tag-rotverschiebung","tag-urknall","tag-willem-de-sitter"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21610","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21610"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21610\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":21611,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21610\/revisions\/21611"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/12177"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21610"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21610"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21610"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}