Stefan Schael 0:17:53
Also erstmal ist es so, dass wir…,immer wieder Beobachtungsdaten haben, die wir nicht verstehen.Also eine der Erkenntnisse zum Beispiel, dass es so etwas wie dunkle Materie geben muss,wenn man die Ergebnisse nur richtig interpretiert hätte, hätte man da schonin den 1930er Jahren drauf kommen können, als Zwicky sich die Bewegung von größerenStrukturen im Kosmos angeguckt hat und festgestellt hat,dass man das aufgrund des Gravitationsgesetzes nur verstehen kann,wenn es eine zusätzliche Materieform gibt.Wenn Sie solche Beobachtungen isoliert haben, dann ist immer die Frage,es stimmt was mit der Beobachtung nicht, stimmt was mit dem Modell nicht.Die Frage ist, wie gut ist unser Verständnis der Gravitationswechselwirkungbei den Skalen, auf denen wir arbeiten, denn wir testen das ja immer nur auf der Erde.Dann können wir das im Sonnensystem testen mit einiger Präzision.Jetzt gehen sie damit hin und beschreiben Galaxienhaufen oder Rotationskurven von Galaxien.Das heißt, wie schnell dreht sich ein Stern um das Zentrum dieser Galaxie,verstehe ich, dass der nicht aus der Galaxie rausfliegt, aufgrund der Materieverteilung.Und dann stellt sich halt bei einigen dieser Beobachtungen raus,das sind keine Beobachtungsfehler oder Fehler in der Theorie,sondern da steckt wirklich was hinter.Und wir haben durch die Beobachtung der kosmischen Hintergrundstrahlung,was wir uns eigentlich angeguckt haben, ist, hat das Universum die gleiche Temperatur,egal in welche Richtung ich gucke?Was ja eigentlich eine interessante Frage ist. Also wenn das Universum ohneVorzugsrichtung erzeugt worden ist, würde man ja sagen, ja, das müsste eigentlichüberall ungefähr gleich aussehen.Dann stellt sich natürlich die spannende Frage, wenn das gleich aussieht,wie können Bereiche, die also keinen kausalen Zusammenhang haben,das heißt, die so weit voneinander entfernt sind, dass sie über Lichtgeschwindigkeitkeine Informationen austauschen können, wie können die eine gleiche Temperatur haben?Und das ist normalerweise eine Frage, da finden Sie keine Antwort drauf.Die Idee, die dann vor 20 Jahren aufkam, 30 Jahren aufkam, war,dass es also eine Inflationsphase am Anfang gab.Das heißt, das Universum hat sich also exponentiell ausgedehnt aus einem sehrkleinen Raumzeitgebiet. Indem kleinen Raumzeitgebiet können Sie dann homogene Bedingungen schaffen.Das ist klein genug, dass Sie über Lichtgeschwindigkeit Informationen austauschenkönnen. Dann blähen Sie das exponentiell auf. Wir verstehen heute nicht, warum.Das nimmt eine bestimmte Größe an. Dieser exponentielle Wachstum hört auf.Auch da wissen wir nicht, warum es aufhört. Dann dehnt es sich langsam weiteraus, beziehungsweise Gravitationskraft gewinnt die Überhand und dann solltees sich wieder zusammenziehen, je nachdem, wie viel Materie in dem Universumist. Die Anfangsbedingungen kennen wir ja nicht genau.Und dieses Modell, was wir heute haben, das sieht recht plausibel aus.Und wenn Sie das in der Relativitätstheorie angucken, dann hat Einstein eigentlichalle Zutaten schon geliefert.Er hat das kosmologische Konstante genannt, also diese Vakuumenergie,die notwendig ist, um solche Expansionen vorher zu verursachen.Und Einstein hat damals gesagt, diese Einführung dieser kosmologischen Konstantein meine Relativitätstheorie, das war der größte Unfug, den ich gemacht habe,als Hubble entdeckt hat, dass das Universum sich tatsächlich ausdehnt,also dass unsere Nachbargalaxien von uns wegfliegen.Und Einstein hat dann gedacht, naja, das ist also ein mathematisches Kuriosum,dass ich da eine Konstante habe, die hat keine Bedeutung.Und dann kam die Messung von dem Hubble-Weltraumteleskop, das also festgestellthat, dass das Universum sich beschleunigt, ausdehnt.Dann kam die Messung der kosmischen Hintergrundstrahlung, was auch festgestellthat, dass wir die Messergebnisse nur verstehen können, wenn wir annehmen,dass das Universum sich beschleunigt, ausdehnt.Und wenn man das dann zusammennimmt, dann hat man das Gefühl,das Bild wird wieder konsistent.Also die Ergebnisse passen zusammen. Wir haben eigentlich die Bausteine schon in der Theorie.Unser Problem ist mehr, dass wir nicht verstehen, wo die herkommen.Also diese kosmologische Konstante, die Einstein eingeführt hat,das ist zunächst einmal eine dimensionslose Zahl. Warum ist die da?Warum hat die den Wert? Warum ist die nicht null?Und dann versuchen sie zu verstehen, wie kann ich sowas auf mikroskopischerSkala erzeugen und das ist Quantenfeldtheorie, das ist Heisenberg,und dann stellen sie fest, das passt alles nicht zusammen und dann haben sieeigentlich ein Bild, was sich entwickelt in eine Richtung, dass sie das Gefühlhaben, das wird alles konsistent,wenn ich gewisse Annahmen mache, aber die Grundlagen für die Annahmen fehlen mir.Also müssen wir verstehen, welche Grundlagen brauchen wir, um diese Annahmen zu rechtfertigen.Denn man sollte ja auch wieder, wenn man in der Geschichte zurückgeht,als Michelson und Morley die Konstante der Lichtgeschwindigkeit gemessen hatten,da haben die das gemessen, weil wir davon ausgingen, dass das Licht,also elektromagnetische Wellen, ein Medium brauchen, um sich auszudehnen.Und das haben wir Äther genannt.Und wenn es diesen Äther tatsächlich geben würde und die Lichtwellen sich indiesem Äther ausbreiten, dann müsste es einen Unterschied machen,ob ich das Licht also in Richtung der Flugbahn der Erde um die Sonne aussendeoder entgegengesetzt dazu.Und Michelson und Morley haben gezeigt, das macht keinen Unterschied, den Äther gibt es nicht.Das heißt, wenn wir jetzt ein Modell des Universums machen und sagen,dafür brauchen wir aber Inflation, Vakuumenergie, also dunkle Energie, dunkle Materie,dann ist ja die Frage, sind das Hilfskonstrukte, die wir einführen,weil wir nicht verstanden haben, wie es wirklich funktioniert?Oder gibt es diese Sachen wirklich? Also ist die Aufgabe der Experimentalphysik,das kann ja sonst keiner machen, also Experimentalphysiker müssen versuchenzu verstehen, was ist das?Was sind das neue Elementarteilchen bei der dunklen Materie?Was ist das? Sind das schwarze Löcher?Sind das braune Zwerge? Also sowas wie der Jupiter, also was massiv genug ist,um Masse zu haben, also viel Masse zu haben, aber nicht massiv genug, um zu leuchten.Sind das weiße Zwerge, also Überbleibsel von, nicht von Supernova-Explosionen,aber von Nova-Explosionen, Endstadium von Sternenentwicklung,die wir nicht sehen, weil die halt nicht leuchten.Ist es interstellares Medium, was wir nicht richtig verstehen.Das heißt, sie gehen dann durch die Physikprozesse durch, versuchen das zu verstehenund dann kommen wir zu dem Ergebnis, nichts von dem, was wir können,ist in der Lage, das zu beschreiben.Also die Neutrinos als Elementarteilchen sind nicht in der Lage,dunkle Materie vernünftig zu beschreiben.Wir können ausschließen, dass weiße Zwerge, braune Zwerge, schwarze Löcher die dunkle Materie sind.
