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Das Echo des Urknalls. Kernfragen der modernen Kosmologie


Die Kosmologie, die Wissenschaft von Aufbau und Entwicklung der Welt im Großen, ist ein altehrwürdiges Forschungsgebiet der Astronomie, das sich in unserem Jahrhundert stürmisch entwickelt hat. Albert Einsteins (1879 bis 1955) Allgemeine Relativitätstheorie stellte sie 1915 auf ein neues Fundament; in der zweiten Hälfte wurde die Elementarteilchenphysik zu ihrer wichtigsten Hilfswissenschaft. Sowohl Großteleskope wie das auf dem Mount Palomar in Kalifornien als auch Teilchenbeschleuniger wie die am europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf gelten als Instrumente des Kosmologen.

Der amerikanische Wissenschaftsjournalist Dennis Overbye schildert in seinem Buch eingehend das Entstehen dieser fruchtbaren Symbiose von Astronomie und Teilchenphysik. Fast wie in einem Kriminalroman erzählt er die Geschichte der Kosmologie der letzten vierzig Jahre. Detaillierte Beschreibungen von berühmten Instituten und den beteiligten Wissenschaftlern wechseln ab mit einer Fülle von Details über die Meßdaten aus dem Universum und die zugehörigen Theorien.

Der Held der Erzählung ist Allan Sandage (Jahrgang 1926), Astronom an den Observatorien Mount Palomar und Mount Wilson und – nicht nur in letzterer Eigenschaft – Nachfolger des berühmten Edwin Powell Hubble (1889 bis 1953). Dieser hatte 1923 erkannt, daß unter den am Himmel sichtbaren Nebeln zahlreiche eigenständige Sternsysteme (später „Galaxien“ genannt) sind, und 1929 das nach ihm benannte Gesetz postuliert, daß die Fluchtgeschwindigkeit der Galaxien mit ihrer Entfernung linear zunimmt. Sandage machte sich in den fünfziger Jahren daran, die sich daraus ergebenden zwei entscheidenden Fragen quantitativ zu untersuchen: Wie schnell expandiert das Universum? Wie stark wird die Expansion durch die wechselseitige Anziehung der Galaxien abgebremst?

Am Ende der Geschichte steht er nicht als der Kommissar da, der den Fall gelöst hat. Mit seinem Versuch, die zweite Frage zu beantworten, ist er gescheitert, wie ausführlich beschrieben wird; über seine Antwort auf die erste gibt es geteilte Meinungen. Einige Gruppen von Astronomen messen eine größere Expansionsrate des Universums; andere bestätigen den Wert von Sandage und seinem europäischen Mitstreiter Gustav Andreas Tammann. Detaillierte Beschreibungen der Kontrahenten und ihrer auf Tagungen vertretenen Argumente lassen einige Gründe für diese – noch andauernde – Kontroverse deutlich werden. Wenn Sandage auch nicht alle überzeugen konnte – am Ende des Buches bleibt er der Grandseigneur der Kosmologie.

Leichter als die beobachtenden Astronomen scheinen es sich die Teilchen-Theoretiker zu machen. Das von ihnen favorisierte Modell eines inflationären Universums beantwortet die zweite Frage von Sandage eindeutig: Es gibt gerade so viel abbremsende Masse, daß das Universum praktisch flach, das heißt seine Raumkrümmung vernachlässigbar ist. Daß es im Rahmen der einfachsten Urknall-Theorien kaum anders geht, wurde vielen Kosmologen erst Ende der siebziger Jahre klar: Andernfalls müßte das Universum zu Beginn unglaublich genau abgestimmt gewesen sein.

Der zentrale Teil des Buches widmet sich den Theoretikern. Lebensgeschichten von dem inzwischen weithin bekannten Stephen Hawking, von Alan Guth, dem Schöpfer des Inflationsmodells, und anderen werden eingehend mit vielen persönlichen Einzelheiten erzählt. Neben ihren Erfolgen verschweigt Overbye nicht die Fehlschläge, so daß der Leser kein glorifiziertes, sondern ein eher menschliches Bild von den Wissenschaftlern erhält. Auch die unsichere Arbeitswelt vieler Forscher wird an Guths Biographie deutlich.

Allzumenschliches aus der Wissenschaftssoziologie verraten die Hintergrundgeschichten über Dissidententum und Konkurrenzverhalten. Mancher Entdecker erscheint da nicht mehr als das hehre Genie, dem allein der Durchbruch gelang; eher wird deutlich, wie Erfolge in einem Netzwerk von miteinander wechselwirkenden Forschern entstehen.

Durch sehr persönliche Einzelheiten wie die Gedanken einiger handelnder Personen erhält das Buch eher einen romanhaften als einen historisch-dokumentarischen Charakter. An diesen Stellen wird man skeptisch, ob alle Details stimmen. Die Schilderungen vom wissenschaftlichen Tagungstourismus und dem Innenleben internationaler Arbeitsgruppen vermitteln freilich ein realistisches Gesamtbild. Im wesentlichen dies wird beim Durchschnittsleser haften bleiben.

Übertriebene Dramatisierungen wie etwa „Und Sandage stand im Zentrum des Universums, allein“ (Seite 51) sind ebenso Zugeständnisse an den Nachrichtenmagazin-Stil (Overbye ist Redakteur bei „Time“) wie Witze der Art „Die Raumzeit besitzt zehn Dimensionen, auch wenn man sein Auto leider nur in drei davon parken kann“ (Seite 468). Insgesamt ist das Buch aber außergewöhnlich lebendig geschrieben und übersetzt, wodurch auch die anspruchsvollen Teile leichter verdaulich werden.

Allerdings hätte ich einige Kleinigkeiten anders übersetzt, zum Beispiel statt „Gasranke“ (Seite 123) „Gasfilament“. Hawking hielt auch keine „technische Vorlesung“ vor den Fermilab-Mitarbeitern (Seite 474); vielmehr bezeichnen die Amerikaner mit technical in solchen Zusammenhängen eine wissenschaftlich-mathematische Darstellung. Sprachlich interessant ist das Wort „Postdoktorand“ für Postdoc (einen Jungwissenschaftler in der ersten Position nach der Promotion), das man mittlerweile auch in deutschen Stellenanzeigen findet. Auf Seite 491 ist ein Fehler: Auf Las Campanas gibt es keinen 5-Meter-Spiegel.

Dem, der sich für die spannende Geschichte der neueren Kosmologie, den modernen Wissenschaftsbetrieb und Anekdotisches über einige berühmte Himmelsforscher interessiert, sei dieses anregend geschriebene Buch nachdrücklich empfohlen.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 2 / 1993, Seite 127
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
2 / 1993

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 2 / 1993

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