14. Juli 2014
Zum Finale seiner Vorlesungsreihe "Vom Urknall zur Dunklen Energie – Eine Zeitreise durch das Universum" richtete Prof. Dr. Christof Wetterich den Blick auf den Ursprung des Universums. Der 15. Träger der Johannes Gutenberg-Stiftungsprofessur begann mit der Frage "Was war vor dem Urknall?" und endete mit einem neuen Konzept vom Kosmos.
Prof. Dr. Christof Wetterich will sein Publikum im größten Hörsaal der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) zum Abschluss seiner Stiftungsprofessur-Vorlesungsreihe im Sommersemester 2014 noch einmal ein wenig verunsichern. "Es wird darum gehen, das ein oder andere Konzept von Raum und Zeit, mit dem Sie aufgewachsen sind, zu hinterfragen. Wir müssen über diese Konzepte hinausgehen."
"Der Ursprung von Raum und Zeit" übertitelt der Heidelberger Physiker denn auch seinen letzten Abend als Johannes Gutenberg-Stiftungsprofessor in Mainz. "Wir haben uns bisher mit großen Fragen beschäftigt: Woraus besteht das Universum? Wie sah das Universum am Anfang aus? Eine Frage aber haben wir immer umschifft: Was war vor dem Urknall?" Auch dazu hat Wetterich einiges zu sagen.
Raum ist nicht einfach da
"Der Urknall ist die Epoche, in der aus fast nichts das Universum entstand. Die Ursache für die Inflation kennt man nicht. Da gibt es einen Wettbewerb der Ideen. Im Moment gibt es keinerlei Hinweis, wer Recht hat." Aber Wetterich ist sicher: "Es wird in den nächsten 10, 15 Jahren Hinweise geben, in welche Richtung es geht." Eine ungewöhnliche Richtung hat er selbst vorgeschlagen. Dort führt er nun hin.
"Viele denken: Raum ist einfach da und wir setzen etwas rein und es ist gut so." Wetterich aber macht klar: Raum ist nur dort, wo etwas ist. "Denken Sie sich den Mond weg, die Galaxien, alles außer der Erde. Hätte es dann noch einen Sinn zu sagen, dass außerhalb der Erde Raum ist? Raum ist eigentlich eine Beziehung zwischen Objekten." Diese Beziehung ist messbar. Die Entfernung von der Erde zum Mond kann mit Lasern bestimmt werden. "Wir können auch messen, wie viele Atome es zwischen einem Punkt A und einem Punkt B gibt."
Wetterichs Folgerung: "Es gibt keinen leeren Raum außerhalb physikalischer Prozesse. Dasselbe gilt für die Zeit. Raum und Zeit sind beides Eigenschaften des Materiellen. Wäre da nichts, wären auch kein Raum und keine Zeit." Deswegen sei es müßig zu fragen, was außerhalb des Universums, was vor dem Urknall gewesen ist. "Diese Begriffsbildung ist einfach nicht sinnvoll", so der Physiker.
Ausdehnung oder Schrumpfung
Ein Aspekt der Allgemeinen Relativitätstheorie beschäftigt sich mit den Koordinaten, die man braucht, um Raum und Zeit zu messen. Über Breiten- und Längengrade etwa wird die Erde vermessen. Doch es gibt auch andere Koordinatensysteme, die hier sinnvoll angewendet werden können. "Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt: Ich kann das Koordinatensystem wechseln, aber die Form ändert sich nicht, die Gesetze bleiben gleich." Nur der Blickwinkel ist eben ein anderer.
Das Universum dehnte sich aus nach dem Urknall. "Aber haben wir wirklich gemessen, dass sich der Raum ausdehnt? Ich stelle jetzt mal in Frage, was ich Ihnen da die ganze Zeit erzählt habe." Es stimme zwar: "Die Abstände zwischen den Galaxien werden größer – die Abstände gemessen in Atomdurchmessern. Das ist ein vernünftiges Konzept. Aber es könnte doch auch sein, dass die Atome kleiner werden. Das ist durchaus ein vernünftiges Bild."
Als Wetterich mit diesem Bild an die Öffentlichkeit trat, titelte die Pravda vom 25. Juli 2013: "German physicist stops Universe." Wetterich beschreibt seinen Ansatz mit weniger reißerischen Worten: "Es gibt einfach verschiedene Bilder von dem, was wir sehen."
Das langsame, kalte Universum
Der Physiker hat nicht das Universum vom Urknall mit seinem heißen Beginn und seiner Ausdehnung im Blick. "Das Universum war am Anfang eiskalt. Die Inflation hat sich unendlich lange erstreckt." Er beschreibt ein "sehr langsames Universum, das in aller Gemütlichkeit dahinplätschert und sich alle zehn Milliarden Jahre ein bisschen verändert. Das Universum erstreckt sich in eine unendliche Vergangenheit. Da braucht man kein Vorher mehr."
Wetterich beschwichtigt: "Urknall und kaltes Universum – beide Bilder sind richtig, aber sie decken komplementäre Eigenschaften auf." Das führe zu der Erkenntnis: "Zeit, Raum und Geometrie sind nicht eindeutig." Die Frage "Was war am Anfang?" hänge sehr vom Bild des Universums ab, meint Wetterich.
"Ich hoffe, ich habe Ihre Sicherheiten durcheinandergebracht", beschließt der Stiftungsprofessor seine Reise durchs Universum. Nochmals stellt er die zentrale Frage – und gibt gleich seine ganz eigene Antwort: "Was war nun wirklich am Anfang des Universums? – Ich weiß es nicht. Aber das ist vielleicht ein ganz nützliches Ende für eine Vorlesung dieses Typs." Das denkt offensichtlich auch das Publikum. Der aufbrandende Applaus im Saal will kaum enden.