Kann die Wissenschaft den Anfang des Universums erklären?

Der Ursprung des Universums – der Anfang von allem – ist eine der Fragen, in denen die wissenschaftlichen und religiösen Erzählungen manchmal verblassen. Das liegt nicht daran, dass sie das Problem auf die gleiche Weise angehen; Offensichtlich nicht. Das liegt daran, dass die Frage, die beiden gestellt wird, dieselbe ist. Wir wollen wissen, wie das alles geworden ist. Wir wollen es wissen, sonst wird unsere Geschichte unvollständig. Wir sind die Schöpfungen dieses Universums, und die Geschichte des Universums ist im Grunde auch unsere Geschichte.

Es besteht kein Zweifel, dass die moderne Kosmologie und Astronomie einen faszinierenden Bericht über die Geschichte des frühen Universums vorgelegt haben. Aber kann die Wissenschaft wirklich eine Antwort geben?

Wie du und ich feiert das Universum seinen Geburtstag. Wir wissen, dass es vor 13,8 Milliarden Jahren begann, und wir können zuversichtlich beschreiben, wie sich das junge Universum ab einer Hundertstelsekunde nach dem Urknall entwickelt hat, obwohl es einige wichtige Lücken in der Geschichte gibt, die wir noch nicht schließen konnten .

Dieses Wissen ist eine enorme Leistung. Aber die Frage, die bleibt, ist, wie nah die Wissenschaft an der Quelle ist.

Lebensgeschichte

Die Dinge werden schnell kompliziert, wenn wir immer wieder die Weihnachtsanalogie machen. Du und ich haben zwei Eltern. Unsere Väter haben auch Väter usw. Wir können diese Kontinuität bis zum ersten Organismus zurückverfolgen, den wir unseren letzten gemeinsamen Vorfahren nennen – möglicherweise ein Bakterium, das vor mehr als 3 Milliarden Jahren lebte.

Sobald wir diesen Vorfahren gefunden haben, stehen wir vor einer weiteren schwierigen Frage: Wie ist dieser erste Organismus entstanden, wenn es kein Lebewesen gab, das ihn erzeugte? Die einzige akzeptierte wissenschaftliche Erklärung ist, dass Leben aus Nicht-Leben entstehen muss. Es entstand vor mindestens 3,5 Milliarden Jahren aus der zunehmenden Komplexität chemischer Wechselwirkungen zwischen Biomolekülen, die auf der Urerde gefunden wurden.

Melden Sie sich an, um jeden Donnerstag unerwartete, überraschende und berührende Geschichten in Ihren Posteingang zu bekommen

Was ist mit dem Universum? Wie kam es dazu, wenn es vorher keine gab?

Wenn der Ursprung des Lebens mysteriös ist, dann ist der Ursprung des Universums viel mehr als das. Schließlich umfasst das Universum per Definition alles, was existiert. Wie kann aus nichts alles werden?

Die Aufgabe der Wissenschaft besteht darin, Erklärungen zu entwickeln, ohne auf göttliches Eingreifen zurückzugreifen. Wir nutzen die Naturgesetze als unseren Bauplan. Diese Einschränkung macht es zu einer großen konzeptionellen Herausforderung für die Wissenschaft, den Ursprung des Universums zu beschreiben. Dieses Problem ist in der Philosophie als die Erste Ursache bekannt. Wenn das Universum von selbst entstanden ist, resultiert es aus einer unverursachten Ursache. Es entstand, ohne dass ihm eine Quelle voranging. Die Wissenschaft bewegt sich innerhalb klarer begrifflicher Grenzen. Um den Ursprung von allem zu erklären, muss sich die Wissenschaft selbst erklären. Und dazu brauchen wir eine neue Methode der wissenschaftlichen Erklärung.

Die Geschichte des Universums kann nicht auf der zweiten Seite beginnen

Aktuelle Beschreibungen der Entstehung des Universums basieren auf meinen 20. Säulenj Jahrhundert Physik. Die erste Säule ist die Allgemeine Relativitätstheorie – Einsteins Theorie, dass die Schwerkraft auf die Krümmung des Raums zurückzuführen ist, die durch das Vorhandensein von Masse verursacht wird. Die zweite Säule ist die Quantenphysik, die die Welt der Atome und subatomaren Teilchen beschreibt. Die Kombination der beiden ist absolut sinnvoll, wenn man bedenkt, dass das gesamte Universum in seinen Anfängen klein genug war, dass Quanteneffekte eine Rolle spielen konnten. Aktuelle Modelle des Ursprungs des Universums – von der Stringtheorie über eine Quantengravitationsschleife bis hin zur Quantenkosmologie und einem Universum, das zwischen Expansion und Kontraktion hin und her springt – verwenden seltsame Effekte, die von der Quantenphysik beschrieben werden, um das scheinbar Unerklärliche zu erklären. Die Frage ist, wie gut sie den ersten Grund wirklich erklären können.

Genauso wie ein radioaktiver Kern spontan zerfällt, könnte das gesamte Universum aus einer zufälligen Energieschwankung entstanden sein – eine Raumblase, die aus dem „Nichts“ auftaucht, Quantenphysiker nennen es normalerweise ein Vakuum.

Das Interessante ist, dass diese Blase aufgrund der geschickten Kompensation zwischen der positiven Energie der Materie und der negativen Gravitationsenergie eine Nullenergie-Fluktuation sein könnte. Aus diesem Grund sagen viele Physiker, die an die breite Öffentlichkeit schreiben, selbstbewusst, dass das Universum aus „dem Nichts“ entstanden ist – die Quantenleere ist nichts – und erklären den Fall stolz für abgeschlossen. Leider sind die Dinge nicht so einfach.

Dieses sogenannte Ding, ein Quantenvakuum für Physiker, ist weit entfernt von dem metaphysischen Konzept eines vollständigen Vakuums. Tatsächlich ist ein Vakuum eine Einheit voller Aktivität, in der Moleküle erscheinen und verschwinden wie Blasen in einem kochenden Kessel. Um ein Vakuum zu definieren, müssen wir von mehreren grundlegenden Konzepten wie Raum, Zeit, Energieerhaltung, Gravitationsfeldern und Materie ausgehen. Die Modelle, die wir bauen, basieren auf Naturgesetzen, die nur für Situationen getestet wurden, die weit entfernt von der rauen Umgebung des Uruniversums liegen.

Ein Quantenvakuum ist in der Tat eine sehr komplexe Struktur. Um es als Ausgangspunkt zu verwenden, sollte die Geschichte des Universums auf der zweiten Seite des Buches beginnen.

Unsere Versuche zu verstehen, wie das Universum begann, erfordern, dass wir aus unserem Wissen über Energien extrapolieren, die 15-mal größer sind als das, was wir testen können (tausend Billionen Mal). Hoffentlich machen die Dinge Sinn, und wir können derzeit nicht vorhersagen, dass dies nicht der Fall sein wird. Diese Vorhersagen über das frühe Universum basieren jedoch auf dem, was wir mit unseren Maschinen messen können, und unter Verwendung aktueller Modelle der Hochenergiephysik. Diese Modelle basieren auch auf dem, was wir messen können, und auf dem, was wir für eine vernünftige Extrapolation halten. Das ist in Ordnung, und das ist der Ansatz, den wir verfolgen müssen, um die Grenzen des Wissens in unbekannte Welten zu verschieben. Aber wir dürfen nicht vergessen, worauf dieser theoretische Rahmen basiert, und behaupten, dass wir mit Sicherheit wissen, wie man sich den Ursprung des Universums vorstellt. Das Multiversum zu erwähnen, zu sagen, dass es ewig ist, und zu dem Schluss zu kommen, dass unser Universum eine daraus sprießende Blase ist, bringt uns einer wirklichen Antwort nicht näher.

Das Universum wird jeden demütigen

Mir scheint, dass die Wissenschaft in ihrer jetzigen Form die Frage nach dem Ursprung des Universums nicht beantworten kann. Was es tun kann, ist Modelle bereitzustellen, die mögliche Szenarien beschreiben. Diese Modelle sind ausgezeichnete Werkzeuge, die wir verwenden können, um die Grenzen des Wissens in frühere Zeiten und in frühere Zeiten zu verschieben, in der Hoffnung, dass Beobachtungen und Daten uns weiterführen werden.

Dies ist jedoch etwas ganz anderes, als den Ursprung des Lebens durch komplexe Chemie zu erklären. Um den Ursprung von allem zu erklären, brauchen wir eine Wissenschaft, die in der Lage ist, sich selbst und den Ursprung ihrer Gesetze zu erklären. Wir brauchen eine Metatheorie, die den Ursprung der Theorien erklärt. Das Multiversum ist kein Ausweg. Wir brauchen immer noch den begrifflichen Apparat von Raum, Zeit und Feldern, um es zu beschreiben. Wir haben auch keine Ahnung, wie sich die Naturgesetze zwischen den verschiedenen Zweigen dieses Multiversums unterscheiden.

Das Unendliche und sein Gegenteil, das Nichts, wesentliche Werkzeuge der Mathematik. Aber sie gelten als sehr gefährliche Konzepte, um die physikalische Realität zu beschreiben. Es sind Labyrinthe, in denen man sich leicht verirren kann, erinnert uns Jorge Luis Borges Babylonische Bibliothek.

Die Identifizierung konzeptioneller wissenschaftlicher Schwierigkeiten wird oft als defätistische Haltung verspottet. Die nächste rhetorische Frage lautet: “Sollten wir also aufgeben?” Natürlich sollten wir das nicht. Wissen schreitet nur voran, wenn wir es vorantreiben und Risiken eingehen. Es ist nichts Falsches an unserem Streben, ein tiefes Mysterium durch Vernunft und wissenschaftliche Methoden zu verstehen. Das können wir am besten. Was falsch ist, ist die Behauptung, dass wir viel mehr wissen, als wir tun, dass wir die Dinge verstanden haben, von denen uns die Reflexion des Augenblicks sagen wird, dass wir weit davon entfernt sind, sie zu verstehen. Viele Fragen erfordern intellektuelle Demut, darunter der Ursprung des Universums.

Leave a Comment