: Veröffentlicht: 28. November 2023

Feinabstimmung des Universums: Zwischen Wissenschaft und Glauben

Stell dir vor, unser Universum wäre ein präzise eingestelltes Instrument, bei dem jede Saite exakt gestimmt sein muss, um die Melodie des Lebens zu spielen. Dieses Bild beschreibt die faszinierende Idee der Feinabstimmung des Universums, ein Thema, das Wissenschaftler und Theologen gleichermaßen beschäftigt.

Naturkonstanten sind mysteriös, exakt und ein Problem. Außerdem sind sie Ursache, weshalb ein bekannter Physiker Fred Hoyle seinen Atheismus infrage stellte. Was genau sind diese Naturkonstanten? Im obigen Video gehen wir der Frage nach - und dieser Text hier fasst das wichtigste zusammen. Von Kohlenstoff und Kernfusion bis hin zur großen großen Frage, was Ursache des Kosmos ist.

1. Das Universum auf Messers Schneide

Warum existiert unser Universum so, wie es ist, und nicht anders? Diese Frage bringt uns zum letzten Video, das den Urknall und den Anfang des Universums thematisierte. Es war eine Entdeckung, die anfangs bei Atheisten auf wenig Begeisterung stieß. Sir Fred Hoyle, ein anerkannter Physiker und selbst Atheist, prägte ironisch den Begriff "Urknall", um die Idee eines Schöpfergotts lächerlich zu machen. Er sagte unter anderem:

"Religion ist nur ein verzweifelter Versuch, der wirklich schrecklichen Situation, in der wir uns befinden, zu entkommen. . . . Kein Wunder also, dass viele Menschen das Bedürfnis nach einem Glauben haben, der ihnen ein Gefühl der Sicherheit gibt, und kein Wunder, dass sie sehr wütend auf Leute wie mich werden, die sagen, dass dies illusorisch ist. " (Harper's Magazine, April 1951, The expanding Universe)

Doch im Laufe der Zeit änderte Hoyle seine Ansicht - und möglicherweise stehen wir an einem Punkt, an welchem sich die Wissenschaft diesem Konzept wieder öffnen wird. Wie kam es nun aber zu Hoyles Sinneswandel?

1.1. Hoyles Wendepunkt: Das Kohlenstoff-Problem

Interessanterweise war es nicht der Urknall, sondern Hoyles eigene Forschung, die seinen Atheismus ins Wanken brachte. Er entdeckte, dass das Universum auf eine fast unheimliche Weise feinabgestimmt ist, um Leben zu ermöglichen. Insbesondere stieß er auf das "Kohlenstoff-Problem".

Kohlenstoff ist das Fundament allen bekannten Lebens. Hoyle entdeckte, dass für seine Entstehung im Universum eine sehr spezifische Kernreaktion notwendig ist. Diese Reaktion hängt von präzisen Energieniveaus im Kohlenstoffkern ab. Die Tatsache, dass diese Bedingungen so genau erfüllt sind, schien Hoyle auf eine lenkende Intelligenz im Universum hinzudeuten.

2. Die Unwahrscheinlichkeit der Feinabstimmung

Die Feinabstimmung des Universums bezieht sich darauf, dass viele Eigenschaften des Universums in extrem engen Bereichen liegen müssen, um Leben zu ermöglichen. Das reicht von der Stärke der Kernkräfte bis hin zu den Massen von Elementarteilchen wie Quarks. Eine kleine Abweichung in diesen Werten, und das Universum, wie wir es kennen, könnte nicht existieren. Hier ein paar Beispiele:

Die Elektromagnetische Kraft und der Starke Kernkraft müssen präzise Stärken aufweisen, die innerhalb von etwa 0,5 bis 4 Prozent ihres derzeitigen Niveaus liegen.
Viel auffälliger ist, dass die Massen der "Up-Quarks" und "Down-Quarks", der Bestandteile von Protonen und Neutronen, präzise Werte haben müssen, um die Produktion der Elemente, einschließlich Kohlenstoff, zu ermöglichen, die für ein lebensfreundliches Universum unerlässlich sind. In der Tat müssen die Massen dieser Quarks neun verschiedene Bedingungen gleichzeitig erfüllt haben, damit im frühen Universum die richtigen Kernreaktionen stattfinden konnten.
Gravitation: Allgemein gesprochen würden die Sterne bei einer schwächeren Gravitationskraft nicht heiß genug werden, damit sich die Kerne zu Kohlenstoff verbinden können… Eine schwächere Gesamtgravitationskraft wird in den meisten Fällen auch verhindern, dass Sterne zu Supernovae werden und die für das Leben notwendigen Elemente ins Universum schleudern. Solange Sterne nicht explodieren und zu Supernovae werden, wären die für das Leben notwendigen Elemente in ihren Kernen eingeschlossen. Wäre die Gravitationskraft hingegen zu stark, würde die Temperatur im Inneren der Sterne zu hoch werden und die Nukleosynthese würde nur Elemente hervorbringen, die schwerer als Kohlenstoff und Sauerstoff sind. [Außerdem] ...würden die Sterne zu schnell verglühen, so dass das Leben keinen geeigneten Lebensraum mehr hätte. Physiker haben festgestellt, dass der Wert von G im Verhältnis zu einem "natürlichen" Bereich von Werten, die G (in möglichen alternativen Universen) haben könnte, auf 1:10³⁵ fein abgestimmt ist. 1 Teil in hundert Milliarden Billionen Billionen.

2.1. Naturkonstanten: Der geheimnisvolle X-Faktor

Naturkonstanten sind Schlüsselelemente in den Gleichungen der Physik. Sie definieren, wie stark die grundlegenden Kräfte des Universums sind. Eine winzige Veränderung in diesen Konstanten könnte das gesamte Gleichgewicht des Universums stören. Paul Davies, ein bekannter Physiker, drückte es so aus: "Das gesamte Universum balanciert auf Messers Schneide."

Stell dir vor, das Universum ist wie ein riesiges Rezept für einen Kuchen. Die Zutaten für diesen Kuchen sind die Naturkonstanten. Sie sind so etwas wie die grundlegenden Zutaten der Natur, die immer gleich bleiben, egal wann oder wo man ist. Diese Zutaten sind in unserem Fall fest definierte Zahlen. Ein paar Beispiele sind:

Lichtgeschwindigkeit: Das ist die Geschwindigkeit, mit der sich Licht bewegt. Es ist wie eine universelle Geschwindigkeitsbegrenzung – nichts kann schneller sein.
Gravitationskonstante: Diese Konstante bestimmt, wie stark die Schwerkraft ist. Sie ist wie die Klebekraft, die Dinge am Boden hält oder Planeten in ihrer Umlaufbahn um die Sonne.
Plancksche Konstante: Diese Konstante spielt eine große Rolle in der Quantenmechanik und hat mit der Energie von Licht zu tun.

Diese Konstanten sind in der gesamten Natur gleich. Sie sind wie universelle Regeln, die bestimmen, wie sich Dinge verhalten. Weshalb diese Konstanten exakt so sind, wie sie sind ist dabei ein Rätsel. Ohne sie wäre das Universum jedenfalls ein völlig anderer Ort, vielleicht ohne Sterne, Planeten oder sogar uns! Sie sind essenziell für alles, von der Bewegung der Galaxien bis hin zum Funktionieren unserer Handys.

Hoyle sagte im Jahr 1981 hierzu folgendes:

"Eine vernünftige Interpretation der Fakten legt nahe, dass eine Superintelligenz an der Physik, der Chemie und der Biologie herumgepfuscht hat und dass es in der Natur keine blinden Kräfte gibt, über die man reden könnte. Die Zahlen, die man aus den Fakten errechnet, scheinen mir so überwältigend zu sein, dass diese Schlussfolgerung fast außer Frage steht. "

Diese Erkenntnisse führen einige Wissenschaftler zu der Überlegung, ob eine höhere Intelligenz, vielleicht Gott, hinter dieser Feinabstimmung stehen könnte. John Polkinghorne, ein Physiker und Theologe, sieht in der theistischen Erklärung eine überzeugendere Antwort auf die Feinabstimmung als in materialistischen Hypothesen.

2.2. Alternativen zur Feinabstimmung

Die Feinabstimmung des Universums bleibt eines der großen Rätsel unserer Zeit. Für manche ist sie ein Hinweis auf einen Schöpfer, für andere ein faszinierendes Phänomen, das noch viele Fragen offenlässt.

Einige Wissenschaftler und Philosophen lehnen die Idee ab, dass diese Feinabstimmung auf die Existenz eines Gottes hinweist. Hier folgen einige ihrer Argumente und alternativen Sichtweisen:

Zufall: Es könnte schlicht Zufall sein, dass das Universum so beschaffen ist, wie es ist. Stell dir eine riesige Lotterie vor – irgendwann gewinnt jemand, auch wenn die Chancen extrem gering sind. Ebenso könnte unser Universum einfach der glückliche Gewinner in einem kosmischen Lotto sein, in dem die Bedingungen zufällig genau richtig sind, um Leben zu ermöglichen. Das Problem ist die extreme Unwahrcheinlichkeit, weshalb die meisten auf andere Ideen ausweichen. Hierzu gehört:
Multiversum-Theorie: Diese Theorie besagt, dass es unzählige andere Universen gibt, jedes mit eigenen Naturgesetzen. Es ist, als hätte man eine riesige Bibliothek mit Büchern, in denen jedes Buch eine andere Geschichte des Universums erzählt. In einigen dieser Universen wäre Leben unmöglich, aber in einigen – wie unserem – sind die Bedingungen zufällig genau richtig. Wir leben in einem der "glücklichen" Universen, einfach, weil es das einzige ist, in dem wir existieren könnten.
Anthropisches Prinzip: Dieses Prinzip besagt, dass wir das Universum nur deshalb als feinabgestimmt wahrnehmen, weil wir in ihm existieren. Es ist so, als würde ein Fisch denken, dass das Wasser perfekt für ihn gemacht ist, ohne zu erkennen, dass er einfach nur in einer Umgebung lebt, die ihn unterstützt. Das Universum scheint also nur deshalb perfekt für uns zu sein, weil wir uns daran angepasst haben, und nicht, weil es für uns gemacht wurde.
Natürliche Notwendigkeit: Einige Philosophen und Wissenschaftler argumentieren, dass es natürliche, noch unverstandene Gesetze geben könnte, die erklären, warum das Universum so ist, wie es ist. Vielleicht gibt es unausweichliche Regeln in der Kosmologie, die wir noch nicht entdeckt haben, ähnlich wie die Gesetze der Physik, die in unserer Welt gelten.

Ob diese Argumente schlüssig sind und besser oder schlechter als die Hypothese Gott funktionieren, das werden wir in den nächsten Teilen untersuchen. Eines ist sicher: Die Erforschung des Universums und seiner Geheimnisse ist ein spannendes Abenteuer, das sowohl die Wissenschaft als auch den Glauben herausfordert und bereichert.