Lesermeinung - Spektrum der Wissenschaft

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  • Kosmischer Radius

    03.11.2011, Beate Basner, Kiel
    Ich hatte die gleiche Fragestellung, wie Herr Grimm und bin durch die Antwort Ihrerseits nun noch verwirrter.

    Elektromagnetische Strahlung konnte sich erst nach der Entkopplung von Materie und Photonen zunehmend frei durch den expandierenden Raum bewegen (Neutrinos wohl früher), und dass geschah meines Wissens ungefähr 380 000 Jahre nach dem Urknall. Wie passt dieses zusammen, dass Licht aus dieser Zeit eine wesentliche größere Strecke zurückgelegen konnte.

    Und die "Mitbeförderung" durch den sich ausdehnenden Raum, wird dieses nicht durch die Rotverschiebung definiert?

    Kann man den tatsächlichen Horizont von 42 Milliarden Lichtjahren mit einem Schiff vergleichen, welches gerade hinter dem Horizont verschwindet, für uns aber bedingt durch eine Nebelwand davor nicht sichtbar ist? Aber wir wissen die nötigen Parameter (Inflation, beschleunigte Expansion usw.), um seine Entfernung zu berechnen.

    Antwort der Redaktion:
    1. Beim Beobachtungshorizont geht es um die prinzipielle Beobachtungsschranke (kann uns Licht von dort überhaupt erreichen?), nicht um tatsächliche Strahlungen. Details in den ersten (380 000) Jahren nach dem Urknall fallen gegenüber einer Abschätzung in der Größenordnung von Milliarden Jahren nicht ins Gewicht.


    2. Die Rotverschiebung infolge der Dehnung der Raumzeit definiert eher eine Zeit: Wie lange ist es her, dass das rotverschobenes Licht ausgesandt wurde? Je stärker die Rotverschiebung, desto "jünger" das strahlende Objekt. Die Reste der frühesten Strahlung, die etwa 380 000 Jahre nach dem Urknall entstand, bilden die heutige kosmische Hintergrundstrahlung. Ihr entspricht eine Entfernung des Rands des beobachtbaren Universums von damals nur rund 30 Millionen Lichtjahren, gegenüber rund 42 Milliarden Lichtjahre heute.


    3. Wegen der unterschiedlichen Entfernungsmaßstäbe aufgrund der kosmologischen Expansion trifft ein statischer Vergleich (Erdhorizont, Nebelwand) nicht zu. Etwas passender wäre der (trotzdem hinkende) Vergleich mit einem Überschallflugzeug, dessen Überschallknall uns nicht mehr erreicht, weil die Luft selbst sich von uns wegbewegt.
  • Was ist Naturwissenschaft ?

    03.11.2011, Dr. Peter Schmid, Salzburg
    Der Artikel "Multiversum in Beweisnot" von G.F.R. Ellis ist ein wichtiger Beitrag zur Beantwortung dieser scheinbar trivialen Frage. Der Erfolg der Naturwissenschaft beruht auf einem engen Wechselspiel empirischer Erfahrungen und theoretischer Interpretation. Alle Theorien machen "All-Aussagen", die notwendigerweise über das endliche Datenmaterial hinausgehen. Gerade deswegen ist "Ockhams Rasiermesser" ein Leitprinzip der Naturwissenschaft, die empirischen Daten mit der kleinstmöglichen Anzahl theoretischer Annahmen zu erklären.

    Wie Ellis überzeugend darlegt, verletzen alle Konzepte von Multiversen das ockhamsche Prinzip in grober Weise. Sollten Phänomene ausserhalb unseres Universums existieren, so können sie prinzipiell nicht beobachtet werden. Mögliche indirekte Folgen auf beobachtbare Phänomene bleiben immer hypothetisch. Im besonderen Fall ist das Trivialisieren der Eigenschaften unseres Universums als statistische Realisierung in einer unendlichen Zahl von Multiversen keine Erklärung, sondern, in den Worten R.B. Laughlins, nur "schlechte Wissenschaft", weil es eine tatsächliche Erforschung dieser Eigenschaften für überflüssig erklärt.

    Selbstverständlich ist es interessant und fruchtbar, die Darstellungsmöglichkeiten mathematischer Theorien zu klären. Den in solchen Theorien angenommenen "Entitäten" entspricht aber zunächst keinerlei physikalische Realität. Der Schluss des Artikels scheint mir besonders wichtig: "Gegen philosophische Spekulationen auf wissenschaftlichen Grundlagen ist an sich nichts einzuwenden. Nur sollten wir dann das Kind beim Namen nennen" und die Öffentlichkeit nicht unter Vorspiegelung "naturwissenschaftlicher Ergebnisse" hinters Licht führen.
  • Quantengravitationstheorien widerlegt

    03.11.2011, Dr. Dipl.-Phys. Manfred Lichtinger, Straubing
    Vielen Dank für den Artikel über parallele Universen. Den dort gemachten Aussagen kann man nur zustimmen. Aber viel schlimmer als die mangelnde Nachprüfbarkeit der Multiversum-These ist ja die fehlende Falsifizierbarkeit. Wie soll man jeweils experimentell die Existenz von parallelen Welten widerlegen können? Die Inflationstheorie mag noch falsifizierbar sein. Die Stringtheorie erweist sich als prinzipiell widerlegbar. Aber was nicht jeder weiß und von den Quantengravitationstheoretikern bis jetzt ignoriert wurde, ist die Tatsache, dass alle Theorien, die eine kleinstmögliche Länge von 10 hoch -35 Metern annehmen, schon vor Kurzem widerlegt wurden.

    Aus den Quellen www.pro-physik.de/details/news/1304247/Herausforderung_fuer_die_Quantengravitation.html
    und Originalveröffentlichung P. Laurent et al.: Constraints on Lorentz Invariance Violation using INTEGRAL/IBIS observations of GRB041219A, Phys. Rev. D 83, 121301 (2011) doi: 10.1103/PhysRevD.83.121301 geht hervor, dass die Raumzeit erst ab einer Skala kleiner als 10 hoch -48 Meter quantisiert sein kann, was sowohl die Wheeler-de-Witt- als auch die Schleifenquantengravitations- als auch die Superstring-Theorie falsifiziert. In diesen Theorien einfach anzunehmen, die kleinste Länge sei sehr viel kleiner als die Planck-Länge, führt auch nicht zum Ziel. Denn dann wäre die Kopplungskonstante des Gravitationsfelds bei diesen kleinen Abständen sehr viel größer als eins (bis zu 10 hoch 26). Das würde dazu führen, dass man keine Störungstheorie mehr anwenden könnte, was sich von selbst verbietet. Dann könnte man keine physikalischen Observable der Quantengravitationstheorie mehr berechnen!
  • War das nötig?

    02.11.2011, Rainer Wessel, Hamburg
    Die Thermodynamik ersparte sich zu den Atomen konkrete Vorstellungen - brauchte sie auch nicht. Daher damals der Streit, ob es die Atome "wirklich gibt". Nein, nicht wirklich. Nicht im Sinn alltäglicher Realität. Atome sind ferne Welten mit anderen Gesetzen. Heute können wir Atome sogar "ertasten". Als ob das nötig gewesen wäre.
    Die Theorie der Erdkugel machte "Gegenfüßler" plausibel. Platon hielt sie für möglich. Der führende antike Geograf Strabo tat sie als Spekulation ab. Nach Kolumbus wurden die Kritiker vorsichtig und hielten lieber den Mund.
    Sobald Gegenwelten zwanglos ins Weltbild der Zeit passen, verstummt die Kritik. Der endgültige Beweis hat dann Zeit.
  • Klärungsbedarf

    02.11.2011, Otto Schult, Jülich
    Michael Springers „Lehren aus Fukushima“ sind lesenswert, aber sie bedürfen der Klarstellung und Ergänzung. Sind für Terroristen vollbesetzte Fußballstadien, Botex oder Cyberangriffe nicht attraktiver als ein Kernreaktor? Mit „hätte“, „wäre“ oder „könnte“ lässt sich alles andiskutieren, aber kein Probleme lösen. Der Auffassung, dass abgebrannte Brennelemente „als separates Sicherheitsproblem erkannt“ werden müssen, ist zuzustimmen. Aus diesem Grund bin ich seit Jahrzehnten gegen Wiederaufarbeitung und Endlagerung, weil die Zeit dafür noch nicht reif ist. Radioaktiver „Abfall“, wobei es sich eigentlich um Wertstoff handelt, bedarf wegen der Strahlung besonders sorgfältiger Handhabung. Dazu ist es sinnvoll, abzuwarten, bis der Fortschritt uns die Werkzeuge an die Hand gibt, um die radioaktiven Substanzen optimal zu verarbeiten. Bis dahin muss man die nicht benötigten radioaktiven Substanzen reversibel und somit kontrollierbar zwischenlagern.

    Der von unserer Regierung beschlossene kurzfristige Kernenergieausstieg ist falsch. Er ist antieuropäisch und widerspricht der globalen Energiestrategie. Herrn Springers Aussage „darf es kein Atomprogramm ohne langfristig geplante Endlagerung geben“ bedarf der Klärung. Kernenergie, die mit Reaktionen des Atomkerns zu tun hat, und Atomenergie, die auf Prozesse in der Elektronenhülle zurückzuführen ist, wie jede chemische Reaktion, also auch die Verbrennung von Kohle oder Treibstoff im Automotor, sollte man sauber trennen. Herr Springer weiß das sicherlich. Die Forderung von Dr. Springer bedeutet, dass man auch aus dem Automobilverkehr aussteigen muss und alle Kohlekraftwerke abzustellen sind. Denn das Problem der „Endlagerung“ von Kohlendioxid ist ungelöst. Der Straßenverkehr bedeutet im Verlauf eines Menschenlebens allein in Deutschland rund 300 000 Tote und ein vieles mehr an Verletzten. Das wird besonders von den Nachrichtensprechern beim Fernsehen kaum erwähnt, denn das Auto ist des Deutschen liebstes Kind.

    Dass der Ausstieg aus der Kernenergie langfristig richtig ist – und zwar global – wird jedem klar, der sich im Internet darüber informiert, wie lange wir auf Öl, Gas und Kohle, oder auch Kernenergie zurückgreifen können um unseren weltweiten Energiebedarf zu decken. Langfristig (mehr als ~1000 Jahre) haben wir nur Wasser, Wind und Sonne. Kurzfristig falsch war auch die massive Subvention von Photozellen auf unsern Dächern und sogar Feldern (Brot für die Welt?). Bei uns scheint die Sonne nicht so intensiv wie in südlichen Ländern. Offenbar geschieht der Aufbau von Off-Shore-Windenergieanlagen auch überhastet, was Pannen beweisen. Solide Forschung und Entwicklung aus Steuermitteln und nicht durch Zwangsbeglückung des Stromverbrauchers ist die richtige Politik. Solide Politik beansprucht Zeit, die verfügbar ist, globales Denken und weltweite Kooperation. Da haben wir alle Nachholbedarf.
  • Belanglos selbst für Gläubige

    02.11.2011, Hartmut Schirneck
    Wie religiöse Bekenntnisse (denen man m.M. eine viel zu hohe Werstellung zubilligt) auf den Verlust der vermeintlichen Singularität des Menschengeschlechts reagieren würden, ist doch reichlich belanglos. Belanglos sogar für die Gläubigen dieser Bekenntnisse selbst. Denn im Unterschied zur strengen Ratio der Wissenschaft ist Religion - auch die große Buchreligion - Auslegungssache. Von den blutigen Rückzugsgefechten gegen das Vordringen der Aufklärung müssen wir an dieser Stelle nicht einmal reden. Zumindest die Kirche hat ihren Wahrheitsanspruch dank eines Tricks nicht aufgeben müssen, indem sie angesichts der nackten Tatsachen aus der Wissenschaft den Inhalt ihrer Schrift kurzerhand zur Symbolsprache erklärt. Jeden Vers im Johannesevangelium kann und wird uns die Kirche, jede Sure wird uns der Islam zu einer klugen Metapher erklären, die viel zu erhaben sei, um sie wortwörtlich zu nehmen. Mit dem Rücken an der Wand kann noch jeder Pfarrer seinen Jüngern "Adam", "Eva" und den "Apfel" zu poetischen Gleichnissen verklären, die die kosmische Nukleosynthese beschreiben, den "Urknall", das Entstehen von Materie, Zeit, Raum und schließlich auch von Struktur und Leben.

    Gegenüber der belanglosen Fragestellung des Artikels hielte ich es für sinnvoller, sich weißen Flecken unserer Erkenntnis, die wir auf lange Sicht noch nicht direkt erforschen können, wenigstens mit methodischer Logik sowie mit Modellexperimenten zu nähern, damit uns am Ende wenigstens Wahrscheinlichkeitsaussagen zur Verfügung stehen, auf die wir uns einigermaßen verlassen können. So erkennen wir es heute z.B. als sehr wahrscheinlich an, daß Leben außerhalb der Erde nicht nur überhaupt existiert, sondern sogar außerordentlich häufig ist. Nahezu alle Wissenschaften und Teildisziplinen arbeiten an solchen Wahrscheinlichkeitsrechnungen mit. Selbst die Frage, ob mögliche Besucher uns eher ausrotten oder eher gemütlich mit uns feiern wöllten, muß nicht vollkommen unbeantwortet bleiben. Als Beispiel: eine ferne Zivilisation, die in der Lage wäre, uns physisch zu erreichen, muß auch so etwas wie Kultur mit einem verbindlichen Wertekanon entwickelt haben, wenn sie selbst viele tausend Jahre friedlich reifen konnte, ohne an ihren eigenen Konflikten unterzugehen. Wie viele Arme und Beine oder Augenpaare "die da draußen" nun haben, spielt überhaupt keine Rolle: man darf durchaus sehr irdisch denken und die Erkenntnisse dennoch mit einiger Sicherheit auf Fremde übertragen. Bestimmte Mechanismen menschlicher Kultur und Moral sind wahrscheinlich universell und selbst im Tierreich, wo wir Begriffe wie Kultur und Moral nicht anwenden, kennen die Zoologen den Sozialtrieb und die Beißhemmung. Würden wir Menschen eine fremde Zivilisation im Kosmos besuchen, kämen wir in friedlicher Absicht. Und das sogar, obwohl wir dank Atomwaffen schon nahe dran waren, uns auszurotten. Daß dies dennoch nicht geschah, kann bedeuten, daß die Ratio und Vernunft der Männer an den Schalthebeln trotz allem etwas weiter entwickelt war als die vergleichbarer Machthaber etwa in der Antike. Wie gesagt, wissen wir schon aus der Zoologie, daß nicht einmal Kultur und Moral erforderlich sind, um sich einigermaßen wohl zu verhalten. Raubtiere quälen ihre Beute nicht unnötig und Rangkämpfe enden abrupt, sobald ein Kontrahent eine Unterwerfungsgeste ausgibt. Religionen waren ein fataler Irrweg auf der Suche des Menschen nach dem perfekten Wohlverhalten. Gerade im Namen der Moral wurden noch die größten Verbrechen verübt. Würde eine Zivilisation, die die Unterwerfung aller Ungläubigen fordert, oder aber deren Tod, jemals in der Lage sein, ein fremdes Sternsystem aufzusuchen? Daß dies nicht geschehen kann, bin ich guter Dinge. Weil Wahnsinn und ein langes Überleben einander ausschließen. Und so auch eine lange friedliche Entwicklung zu großer technologischer Reife vereiteln.
  • Scheinlösung Multiversumtheorie

    31.10.2011, Ingo Mehling, Frankfurt
    Der Autor hat sehr klar das eigentliche Dilemma der Stringtheorie beschrieben: Eine Theorie, in der alles möglich ist, erklärt im Grunde genommen überhaupt nichts.

    Die Multiversumtheorie in ihrer erweiterten Form versucht sich daraus zu befreien, indem sie postuliert, dass alles, was die Stringtheorie ermöglicht, auch tatsächlich existiert, selbst wenn es nicht beobachtbar ist. Das hat dann aber nichts mehr mit Naturwissenschaften zu tun, denn die beschäftigen sich aus gutem Grund nur mit beobachtbaren Sachverhalten: Ein Wissenschaftsverständnis, das theoretischen Spekulationen eine eigene Realität einräumt, hat schon seit den Zeiten von Platon und Aristoteles nur zu Unsinn geführt.

    Deswegen sollten wir auch endlich zugeben, dass unser theoretisches Verständnis der Entwicklung des Universums noch unzureichend ist und uns auf die Suche nach einer besseren Lösung machen. Scheinlösungen wie die Multiversumtheorie halten uns nur davon ab, das zu tun.
  • Sauber informiert und analysiert

    28.10.2011, Wolfgang Fischer, Schlägl (Österreich)
    Sehr gut geschrieben (= informiert und analysiert), Herr Michael Springer!
  • Akademische und wirkliche Frage

    28.10.2011, Dr. Ralf-Gerald Abitz, Berlin
    Die Überlegungen über die Welt jenseits unseres kosmischen Horizonts erinnern mich an das Rezept Wilhelm Ostwalds, eine wirkliche Frage von einer akademischen Frage zu unterscheiden: Man denke sich die Antwort in dem einen oder anderen Sinn gegeben und prüfe, ob dies einen Unterschied mache. Sind also die Straßen jenseits des Welthorizonts mit Zucker bestreut?
  • Gelangt fremde RNA auch ins Erbgut?

    28.10.2011, Dipl.-Phys. Bernhard Abmayr, Dormitz
    Gerade für die Beurteilung der Gefahren der Gentechnik ist dieser Artikel hochinteressant. Wenn fremde RNA-Schnipsel die Funktionen im eigenen Körper beeinflussen können, liegt doch die Vermutung nahe, dass bei Veränderung der fremden RNA auch dieser Einfluss sich verändert oder neu entstehen könnte. Auf die natürlichen RNA-Schnipsel hat sich der Körper in langer Evolution einstellen können. Wer kann aber abschätzen, wie gentechnisch veränderte RNA-Schnipsel wirken werden? Wie der Autor selbst schreibt, ist dieses Gebiet noch weit gehend unerforscht. Könnte es sogar sein, dass unser Körper in vielfacher Weise auf fremde RNA angewiesen ist? Welche Folgen hätte eine solche Erkenntnis für die Produktion von Nahrungsmitteln, besonders von gentechnisch veränderten Nahrungsmitteln und von Kunstnahrung, bei der diese Informationen fehlen oder verändert wurden?

    Wenn nun solche fremde RNA in unsere Zellen eindringt, stellt sich auch die Frage, ob Teile davon gelegentlich auch in unser Erbgut eingebaut werden. Bei Bakterien und anderen niederen Lebewesen ist ein horizontaler Gentransfer ja längst nachgewiesen.
  • Inkonsequenz

    26.10.2011, Dipl.-Inf. Frank Niemeyer, Welden
    Der Autor behauptet, dass die Ungewissheit bezüglich der Beschaffenheit des Universums mit wachsender Entfernung zum Ereignishorizont zunähme und somit Spekulationen über Ebene-1-Universen plausibel seien, während er dergleichen für Ebene-2-Universen nicht gelten lassen möchte. Für mich ist diese Begründung logisch nicht nachvollziehbar: Wenn der Ereignishorizont unserer Beobachtung eine grundsätzliche Grenze setzt, wieso sollte dann die Annahme, dass innerhalb einer kleinen raum-zeitlichen Distanz hinter dem Ereignishorizont die exakt gleichen Gesetze herrschen wie hier weniger spekulativ sein, als die, dass in einer beliebig großen Entfernung völlig andere physikalische Gesetze gelten könnten? Entweder sind also beide Formen von Multiversums-Spekulationen sinnvoll oder eben keine davon.

    Beide Hypothesen basieren letztlich auf (logisch durchaus nachvollziehbaren) Spekulationen über grundsätzlich nicht
    beobachtbare Dinge. Der Autor scheint sich diesbezüglich jedoch nicht zu einer konsequenten Entscheidung durchringen zu können. Unabhängig davon sollte man nicht vergessen, dass ein Modell nicht zwingend den physikalischen Tatsachen (was auch immer das sein mag) entsprechen muss, um einen Zweck erfüllen zu können. Es muss in erster Linie falsifizierbare Vorhersagen treffen können. Vor allem aber muss es mit bekannten Beobachtungen vereinbar sein. Spekulationen über Paralleluniversen werden folglich erst dann überflüssig, wenn es jemandem gelingen sollte, ein einfacheres Modell aufzustellen, das die Vorgänge in
    unserem Universum mindestens ebensogut erklären kann.
  • Keine Seehunde in der Antarktis

    26.10.2011, Dr Christian Jostmann, Schleinbach
    In der Westantarktis wie in der Antarktis überhaupt leben m.W. keine Seehunde, anders als der Artikel behauptet.
    MfG Dr Jostmann
    Antwort der Redaktion:
    Sehr geehrter Herr Jostmann,



    vielen Dank für Ihren Hinweis: Sie haben vollkommen recht - in der Antarktis leben keine Seehunde, sondern andere Robbenarten.



    Wir bitten diesen bedauerlichen Fehler zu entschuldigen - er wurde korrigiert.



    Mit freundlichen Grüßen


    Daniel Lingenhöhl
  • Fernseher mit Blaustich

    26.10.2011, Philipp Schäufele, München
    Zu ihrem Artikel "Eingebildete Farben" fällt mir noch ein Beispiel ein, das die meisten sicher schon einmal selbst beobachtet haben: Warum erscheint das Flimmern eines Fernsehers von der Straße aus durch ein Fenster betrachtet meistens bläulich? Das Licht von Glühbirnen weist einen deutlichen Rotstich auf, was wir meist nur registrieren, wenn wir den Weißabgleich eines Fotoapparates falsch eingestellt haben. Das Licht eines Fernsehers, das - zumindest im Mittel - aus allen Farben zu gleichen Anteilen bestehen sollte, erscheint uns daher bläulich.

    Ob sich daran mit dem Verbot von herkömmlichen Glühbirnen in Zukunft etwas ändern wird?
  • Parallele Welten und Blasenuniversen

    26.10.2011, Dr. Franz P. Schmidt, Wiesbaden
    Meiner Ansicht nach werden in dem Titelthema Begriffe durcheinandergebracht, die nichts miteinander zu tun haben.
    Unter parallelen Welten verstehe ich Universen im Sinn der
    Viele-Welten-Interpretation, deren Existenz auf Grund quantenmechanischer Wahrscheinlichkeiten postuliert wird, die durch einen "Wahrscheinlichkeitsgradienten" voneinander getrennt sind und infolge dessen differenzierte Entwicklungen aufweisen. Räumlich würden diese dann aber die gleiche Position einnehmen.

    Das Multiversum dagegen ist eine Ansammlung von Blasenuniversen, Branen oder sonstigen formgebenden Strukturen, die sich auf dem jeweils gleichen Wahrscheinlichkeitslevel befinden, aber durch ein 3+n-Dimension von uns getrennt sind. Das, was im Artikel von Prof. Ellis als Ebene-1-Universum bezeichnet wird, ist für mich nicht mehr, als das wir nur in der Lage sind, bis zum Strahlungshorizont zu schauen. Alles, was in der dreidimensionalen Raumrichtung liegt, auch wenn wir es noch nicht oder nicht mehr sehen können, rechne ich "unserem" Universum zu.

    Natürlich wird es immer schwer sein, Beweise im Sinn empirisch nachprüfbarer Fakten für Dinge zu erbringen, die sich momentan nur rein mathematisch erfassen lassen. Aber, ist denn dies nicht schon Beweis genug? Es ist schließlich auch niemand erst auf dem Mond gelandet, um dann rechnerisch nachzuweisen, dass es geht, sondern umgekehrt.
  • Optimale Themenauswahl

    25.10.2011, Kay Schönberg, Glinde
    Physik und Neurowissenschaften sind zurzeit einfach die spannendsten Themen in der Forschung. Die Themenauswahl im "Spektrum" ist für mich deshalb optimal - bitte weiter so!