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Magma Arte y Congresos
Avda. de los Pueblos
38660 Costa Adeje
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Prof. Dr.
Stephen Hawking
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Ankunft v. St. Hawking
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Brain May und Ehefrau
Anita Dobson
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Stephen Hawking kommt in den Saal
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Video-Link |
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Meine anhand von Fotos und iPad-Videos
gedankliche Zusammenfassung des Hawking Vortrags auf dem
Starmus-Festival 2014 |
Die Frage:
Warum sind wir hier? Wo kommen wir her?
(Why are we here? Where did we come from?) könnte schon
relativ alt sein. Laut
Bischhof
Ussher wurde im
Buch der Genesis die Erschaffung auf den 27. Oktober 4004
BC um 9:00 Uhr am Morgen festgestellt. |
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Aristoteles
(griechischer Philosoph) nahm an, dass das Universum schon
immer existierte und glaubte, dass wir unseren Fortschritt
Naturkatastrophen verdanken, die uns immer wieder zurück warfen
und wir daraus lernten. Diejenigen, die ein schon ewig
existierendes Universum befürworten, vermieden dabei die
Begründung „ Erschaffung durch einen Schöpfer“. Die Gegenseite
sagte, das Universum habe einen Anfang gehabt und sieht dadurch
die Erschaffung durch einen Schöpfer belegt. |
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Wenn man
daran glaubt, dass das Universum einen Anfang hatte, stellt sich
für Hawking die Frage: „What was God doing before He made the
world? (Was hat Gott gemacht, bevor Er die Welt erschuf?) |
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Kant
(deutscher Philosoph) fragte: „Wenn das Universum einen
Anfang hatte, warum hat es eine unendliche Zeit gebraucht, bis
es begann“? Kant nannte dies die These!
Er fragt aber
auch: „wenn das Universum schon immer existiert hat, warum
brauchte es dann so lange, bis es den gegenwärtigen Zustand
erreicht hatte“? Kant nennt dies die Anti-These.
In beiden
Fällen nimmt Kant also an, dass die Zeit einen absoluten Wert
hat, was bedeutet, das Universum begann in einer unendlichen
Vergangenheit, und es läuft bis in eine unendliche Zukunft. Dies
ist unabhängig davon, ob es noch ein anderes Universum gibt oder
gegeben hat. |
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Mit
Einsteins Relativitäts-Theorie hat Zeit und Raum aber keinen
„absoluten“ Wert mehr. Bei ihm wurden Zeit und Raum erst durch
das Universum definiert, sodass es keinen Sinn macht von einer
Zeit zu sprechen, die vor dem Beginn des Universums liegt. Es
wäre genau so, als wenn man nach einem geografischen Punkt
fragt, südlich des Südpols, solch einen Punkt gibt es nicht,
denn er ist nicht definiert.
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zoom |
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Wenn das
Universum über die Zeit unverändert bliebe, was man früher
annahm, gäbe es keinen Grund einen weit zurückliegenden
Zeitpunkt künstlich festzulegen.
Nach Hawking
hat dies philosophische Fragen aufgeworfen, die er wie folgt mit
einer Modellbetrachtung beantwortet. Zu diesen
Modellausführungen erklärt er, dass man nicht fragen muss, ob
ein Modell der Wirklichkeit entspricht, sondern nur, ob es
funktioniert. Für ihn ist ein Modell ein gutes, solange es viele
unserer Beobachtung enthält und man aus diesem Modell klare
Aussagen machen kann, die man dann anhand weiterer Beobachtungen
testen kann. |
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Die positive
Annäherung:
Hierzu
entwarf Hawking zwei verschieden Modelle, in dem einen wurde
die Welt letztes Jahr geschaffen, in dem zweiten existiert die
Welt schon viel länger.
In dem länger
Existierenden kann man eineiige Zwillinge erklären, denn die
Ursache liegt mehr als ein Jahr zurück.
In dem erst
ein Jahr alten Modell kann man dies nicht erklären. Also ist das
Modell 1 das bessere.
In dieser
positiven Annäherung sind beide Welten gleich, egal ob es ein
Jahr oder älter ist, das Modell zeigt, dass es in einem
unveränderten Universum keinen natürlichen Ausgangspunkt gibt. |
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Edwin
Hubble entdeckte, dass die Sterne nicht gleichmäßig im Raum
verteilt sind, sondern sich in riesigen Ansammlungen – die wir
heute Galaxien nennen – befinden. Er nahm weiter an, dass sich
genau so viele Galaxien auf uns zu bewegen wie von uns weg. Dies
hätte so sein müssen, falls sich das Universum im Laufe der Zeit
nicht ändern würde. Bei seinen Messungen musste er aber
feststellen, dass sich die meisten Galaxien von uns weg bewegten
und sich
das Weltall somit ausdehnte. Wenn sich die Galaxien aber von
einander weg bewegen, dann müssen sie ja einmal viel dichter
beieinander gewesen sein. |
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Um diesen
Anfang des Universums zu umgehen, entwarfen einige
Wissenschaftler neue Theorien, wie z.B. die „Steady
State Theorie“ ( = während die Galaxien auseinander driften,
entstehen neue Galaxien aus überall im Raum befindlichen
Material , das Universum existierte schon immer und sah immer
gleich aus). Untersuchungen der schwachen
Radiostrahlung
zeigten dann aber Messergebnisse, die dieser Theorie
widersprachen.
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Eine andere
Annahme ging davon aus, dass sich das Universum einmal
zusammengezogen habe und sich dann durch diesen Zusammenstoß
wieder ausdehnte. Dieser Theorie widersprach Hawking ( im Alter
von nur 21 Jahren) in einer Zusammenarbeit mit
Roger Penrose. Sie sagten, dass, auf Grund der
Einsteinschen Relativitäts-Theorie, es eine unendliche Dichte
und
Krümmung der Raumzeit gegeben habe, von wo ab die Zeit
einen Anfang hat.
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Mit der
Entdeckung der schwachen
Hintergrundstrahlung
(MWB =
Microwavebackground)
im Jahre 1965
wurde diese Aussage über die Singularität bestätigt.
Diese
Mikrowellenstrahlung ist die gleiche, wie in unserem
Mikrowellenofen, nur viel schwächer. Wir können sie zu Hause
selbst beobachten, indem wir den Fernseher auf einen leeren
Kanal schalten. Das Rauschen auf dem Bildschirm ist Teil dieser
Hintergrundstrahlung. Es ist der Rest der Strahlung, die noch
aus der Phase übrig geblieben ist, als das Universum sehr heiß
und dicht war. Dadurch, dass sich das Universum ausdehnte,
kühlte es sich ab bis zu diesem Rest der Strahlung, die wir
heute beobachten. |
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Penrose und
Hawkings Theorien über die
Singularität besagen aber nur, dass das Universum einen
Anfang hatte, nicht aber wie es angefangen hat, da Gleichungen
der Relativitätstheorie an der Singularität enden. |
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Hawking
führte aus:
Es gibt zwei
Alternativen aus unseren Ergebnissen. Die eine ist, dass Gott
aus Gründen. die wir nicht verstehen, entschieden hat, wie das
Universum entstanden ist. –
Pabst John Paul sagte einmal auf einer Konferenz im Vatikan,
es wäre ok den Verlauf des Universums zu studieren, nachdem es
entstanden war, aber man solle nicht in Frage stellen wie, denn
dies war der Moment der Schöpfung und das Werk Gottes. - Ich
(Hawking) war froh, dass der Pabst nicht bemerkte, dass ich auf
dieser Konferenz einen Vorschlag präsentierte wie das Universum
entstanden sein könnte, denn ich hätte keinen Spaß gehabt, vor
die Inquisition zu müssen so wie einst Galileo –
Die zweite
Alternative ist die, dass man die Allgemeine
Relativitätstheorie, die im sehr starken Gravitationsfeld des
frühen Universums scheitert, da sie nicht die sehr kleine
Struktur von Materie berücksichtigt, durch die komplexere
Theorie, die
Quanten-Theorie, die dieser kleinen Struktur gehorcht,
ersetzt. Hier, wo das Universum
Planck Größe (Billionen Trillionen Trillionstel eines
Zentimeters) erreicht, muss die Quantentheorie berücksichtigt
werden. |
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Um nun den
Weg für die spontane Quantum Schöpfung des Universums zu
entwickeln, entwarfen Hawking und
Jim
Hartle ein Bild, welches der Entstehung von Dampfblasen
in kochendem Wasser gleicht. Das heißt, der Ablauf der
Geschichte des Universums wäre wie die Oberfläche dieser Blasen
im Wasser, es entstehen viele kleine Blasen und verschwinden
dann wieder. Diese sind vergleichbar mit Mini-Universen, die
entstehen, aber dann gleich wieder zusammen fallen. Es wären
also
Parallel-Universen. Da sie aber nicht lange existieren und
somit auch keine Galaxien oder Sterne formen, sind sie nicht
interessant. Einige wenige dieser Blasen wachsen jedoch so weit
an, dass sie nicht mehr kollabieren. Sie dehnen sich immer
schneller aus und entsprechen damit den immer schneller
expandierenden Universen.
Man nennt dies Inflation. |
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Diese
Inflation schuf ein großes, gleichmäßiges Universum, so wie es
beobachtet wurde. Diese Gleichmäßigkeit war allerdings nicht
vollkommen. Untersuchungen haben gezeigt, dass die
Wahrscheinlichkeit eines gleichmäßigen Verlaufs in der
Geschichte genau so hoch ist, wie ein ungleichmäßiger und die
Theorie sagt voraus, dass das frühe Universum auch ungleichmäßig
sein dürfte. Diese Unregelmäßigkeit sollte sich in
Dichteänderungen des Mikrowellenhintergrundes aus verschiedenen
Richtungen zeigen und tatsächlich konnten diese Änderungen durch
unsere Satelliten-Durchmusterung bestätigt werden.
Die
Auswirkungen von Gravitation innerhalb dieser dichteren Bereiche
reduziert hier die Expansionsgeschwindigkeit und führt zur
Bildung von Galaxien und Sternen. |
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Hierzu meinte
Hawking: „Wir sind das Produkt von Quantum Fluktuation im frühen
Universum. Gott würfelt also wirklich.“ |
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Die
allgemeine Relativität sagte voraus, dass das Universum und die
Zeit mit dem sogenannten „Big
Bang“ begonnen hat und sie sagte auch voraus, das die Zeit
in einem "Schwarzen Loch" endet. |
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Die Entdeckung der
Mikowellen-Hintergrundstrahlung und die Beobachtung Schwarzer
Löcher bestätigen diese Behauptungen. |
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Die
Allgemeine Relativitätstheorie alleine konnte nicht sagen wie
das Universum aus dem Big Bang entstanden ist und so konnte sie
auch nicht die Frage beantworten, warum das Universum so ist,
wie es ist. Aber durch die Verbindung der allgemeinen
Relativität mit der Quantum Theorie wird es möglich sein zu
sagen, wie das Universum begonnen hat und dass es sich
schließlich immer schneller ausdehnt. |
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"no
boundary wave function" |
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