Ist das Universum unendlich? Menschliche Grenzen bei der Erforschung des Universums

Inhaltsverzeichnis:

1. Einleitung

2. Erforschung des Universums- Astronomie
2.1 Geschichte
2.2 Forscher, Forschungsmittel und dessen Grenzen
2.3 Fortschritt und Zukunft

3. Grenzfragen des Universums
3.1 Urknall, dunkle Materie und außerirdisches Leben
3.2 Religion gegen Wissenschaft

4. Unendlichkeit
4.1 Definitionen und Auslegungen
4.2 Annahme für das Universum

5. Fazit

6. Literaturverzeichnis

1. Einleitung

„Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher.“ (Albert Einstein)

Mit diesem Zitat nimmt Einstein Bezug auf die umstrittene Frage der Unendlichkeit. Der Nobelpreisträger bezieht sich dabei nicht nur auf das Universum, sondern auch auf die Dummheit der Menschen, welche mit diesem Inhalt konfrontiert sind. Seit dem Beginn der Astronomie stellen sich Forscher wie Albert Einstein die Frage, ob das Universum unendlich ist. Nicht nur die Astronomie, welche auch als Stern-und Himmelskunde bekannt ist, sondern auch andere Wissenschaften, wie die Mathematik oder die Philosophie, beschäftigen sich seither damit. Mit dem immer größer werdenden Wissen, welches sich in den letzten Jahrhunderten bei der Erforschung des Universums angesammelt hat, kommt außerdem häufiger die Frage auf, ob man überhaupt alles über bestimmte Themenbereiche wissen kann und ob die Menschheit in der Lage ist, in die Unendlichkeit unseres Kosmos einzutauchen. Die Forscher und Forscherinnen, die sich mit der Thematik beschäftigen und ihren Teil zu der Wissenschaft beitragen, benötigen dabei, wie in jeder anderen Wissenschaft auch, gewisse Hilfsmittel. Mit der raschen Entwicklung moderner Forschungsapparate scheinen manche Grenzfragen der Forschung immer einfacher zu lösen. Aber auch mit den von Menschen verwendeten Hilfsmitteln sind die meisten Barrieren, mit denen sich die Astronomie heutzutage beschäftigt, immer noch nicht überschreitbar.

Um einen Überblick auf frühere Ansichten, aktuelle Fortschritte und die Zukunft des Forschungsbereichs zu geben, wird in Kapitel 2 mithilfe der Lektüre von Martin Harwit über die Astronomie als einzelner Wissenschaftsstrang berichtet. Dabei stehen die Forscher und deren Forschungsmittel im Vordergrund, um die dabei entstehenden Grenzen, welche sich im Laufe der Zeit entwickelt haben, vorzustellen. Die großen Grenzfragen des Universums wie der Urknall, dunkle Materie und außerirdisches Leben, wie sie von Joseph Silk propagiert werden, werden im folgenden Kapitel dargestellt. Anschließend werden sie auf den Konflikt zwischen Religion und der Wissenschaft, welcher mit Hilfe von Ian Graeme Barbour beschrieben wird, bezogen und die verschiedenen Ansichten auf die genannten Grenzfragen aufgezeigt. Das 4. Kapitel beschäftigt sich abschließend mit der Unendlichkeit. Hierbei werden verschiedene Auslegungen des Begriffes definiert und die Frage nach ihr mit den Annahmen der verschiedensten Geistes- und Naturwissenschaften aufgegriffen und beschrieben. Ein abschließendes Fazit klärt danach die zentrale Frage der Arbeit im Bezug auf die Grenzen, die den Menschen bei der Erforschung des Universums gesetzt sind.

Die zentrale Frage dieser Arbeit, ob das Universum unendlich ist, wird demnach im Laufe des Textes näher erläutert. Die Schwierigkeiten bei der Beantwortung dieses Sachverhalts und die Relevanz für die Menschheit spielen dabei eine zentrale Rolle, um beurteilen zu können, ob diese Frage für uns Menschen von Wichtigkeit ist und ob es uns gelingen kann, die Unendlichkeit in unserem Verstand, dem Wissen und natürlich die des Weltalls zu finden.

Mit ihren Anfängen in China im 3. Jahrtausend vor Christus hat die Astronomie nach langer Zeit immer noch keine Antwort auf die Frage nach der Unendlichkeit unseres Universums gefunden. Trotzdem erzielte die Astronomie in den letzten Jahren enorme Fortschritte, da durch täglich neue Entdeckungen von Planeten und Galaxien vermehrt Erkenntnisse über das Universum gewonnen werden konnten. Die Tatsache, dass viel über diese Entwicklungen in den Medien berichtet wurde, machte mich auf die Thematik aufmerksam und weckte in mir gleichzeitig das Interesse an der Komplexität des Universums. Dabei empfinde ich es als besonders spannend, zu untersuchen, wie sich eine Beantwortung der Grenzfragen auf das aktuelle Weltbild der Menschheit auswirken könnte.

2. Erforschung des Universums- Astronomie

2.1 Geschichte

Mit der Geschichte der Menschheit und ihren Entwicklungen gab es anhaltende Fortschritte in einzelnen Wissenschaften. Dabei entstanden über die Jahre ebenfalls viele verschiedene Arten der Astronomie, darunter die Radioastronomie oder Astrophysik. Neben den unterschiedlichen Zweigen bei der Beobachtung des Universums ist auch die Unterscheidung zwischen der oft mit der Astronomie verwechselten Astrologie nicht zu vernachlässigen.

Unter vorgeschichtlichen Himmelsbeobachtungen liegen außer einzelner Wandmalereien keine klaren Beweise für astronomische Forschung vor. Erst in der Jungsteinzeit änderten sich die Interessen der Menschen für den Himmel erheblich. Verantwortlich dafür war vor allem die Voraussetzung von bestimmten Kenntnissen über die Vorgänge am Himmel durch die Verwendung eines Kalenders (Schlüter 2000). Für die damals landwirtschaftlichen Kulturen war dieses Vorwissen über bedeutsame alljährliche Ereignisse lebenswichtig und ermöglichte zusätzliche Planung bei ihrer Arbeit auf dem Feld (Schlüter 2000). Auch die in Stonehenge praktizierten Kulte wiesen schon damals einen astronomischen Bezug durch die geographische Ausrichtung ihres Bauwerks in England auf (Camenzind 2009). Ähnliches gilt weltweit für zahlreiche Kultbauten aus vielen Epochen. Neben diesen Kulturen betrieben auch Andere schon früh astronomische Forschung und entwickelten sich auf unterschiedliche Weisen. In China wurden erste Beobachtungen von Kometen und einer Sonnenfinsternis im 3. Jahrhundert vor Christus aufgezeichnet, während in ähnlichen Zeiträumen die ägyptische, mesopotamische und griechische Astronomie entstanden, welche alle einen unterschiedlichen Fokus auf die Vorgänge am Himmel aufzeigten (Camenzind 2009). In der bronzezeitlichen Indus Kultur entstand ab 1000 vor Christus eine ausgefeilte Kosmologie mit Naturkräften, welche von Gott ausgingen (o.A. o.J.). Dabei wurden schon früh religiöse Deutungen der Himmelsphänomene und ihrer möglichen Ursachen mit der Astronomie verbunden und vermischt. Im Spätmittelalter entwickelte sich ein stärkeres Interesse an der Astronomie, da mit der Erfindung des Buchdrucks insbesondere wissenschaftliche Werke, darunter auch astronomische Veröffentlichungen, verbreitet werden konnten (o.A. o.J.). Die folgenden astronomischen Forscher der Renaissance beschäftigten sich mit dem geometrischen Aufbau des Universums und nur in Ansätzen mit der Erforschung der physikalischen Hintergründe von Phänomenen im Universum, wie man es von heute kennt (Schlüter 2000). Während der wichtigen Wandlungen der Astronomie muss man ebenfalls eine Unterscheidung zwischen der oben genannten Astrologie und der Astronomie unternehmen, welche bis zur Renaissance nicht unbedingt gegensätzlich aber auch nicht identisch waren (o.A. o.J.). Die Astronomie befasst sich hierbei mit den Positionen der Sterne und Planeten und gegebenenfalls deren exakter Berechnung. Die Astrologie wiederum analysiert diese Positionen und deutet sie im Hinblick auf irdische Ereignisse (o.A. o.J.). Somit sind astronomische Kenntnisse eine Voraussetzung für die Astrologie. Viele anerkannte Astronomen erstellten noch bis in das 17. Jahrhundert neben ihren eigentlichen Aufträgen Horoskope für ihre Interessenten, wobei sie darin nicht ihre Haupttätigkeit sahen (Harwit 1981: 34). Bis dahin war fast ausschließlich das Sonnensystem Gegenstand der Astronomie, wobei man seit dem Ende des 18. Jahrhunderts das Milchstraßensytem kennt und dieses in die astronomische Forschung einschließt (Rausch 2009). Die Zeitwende der Astronomie im 17. Jahrhundert ging später mit der Erfindung des Fernrohrs ein. Galileo Galilei, ein italienischer Wissenschaftler, machte mit der Hilfe von Teleskopen weitere Planeten ausfindig und erhöhte die Reichweite der Forschung am Universum (Rausch 2009). Somit begannen zu Beginn des 17. Jahrhunderts Astronomen, Himmelskörper, den Himmel und die Abläufe im Universum zu beobachten. Dadurch wurde das Verständnis des Universums von bedeutsamen Wissenschaftlern langsam gesteigert und die ersten Grundlagen der Astrophysik entwickelt. Durch die Erfindung der ersten Fotografie wurde das Auge als Beobachtungsinstrument abgelöst (o.A. o.J.). Das ermöglichte den Astronomen ebenfalls neue und verbesserte Möglichkeiten der Erforschung des Universums. In der Neuzeit wurden wesentliche und vor allem astrophysische Entdeckungen, sowie Funde neuer Abläufe in unserem Kosmos gemacht und „im 20. Jahrhundert ist man in der astronomischen Forschung, nicht zuletzt mit Hilfe der Raumfahrt, bis zu den Grenzen des Weltalls vorgestoßen“ (Rausch 2009).

2.2 Forscher, Forschungsmittel und dessen Grenzen

Ein großer Teil der Entdeckungen im Universum wurde nicht nur von Astronomen, sondern von Personen ermittelt, die nicht darauf spezialisiert waren, kosmischen Phänomenen auf die Spur zu gehen (Harwit 1981: 34). Darunter sind vor allem ausgebildete Physiker, welche am meisten entdeckt haben, aber auch Ingenieure, Mathematiker, Chemiker und Theologen. Auch anerkannte Astronomen, die nicht aus der Neuzeit kommen, wie Galilei, William Herschel oder Joseph Fraunhofer, machten ihre Funde erst, nachdem sie in anderen wissenschaftlichen Bereichen tätig waren (Harwit 1981: 34). Die Forscher besitzen dabei in ihren Forschungsbereichen verschiedenste Mittel zur Entdeckung neuer Phänomene. Die Forschungsmittel sind hierbei in drei Bereiche zu gliedern; Beobachtung, Experiment und Erkundung (Harwit 1981: 17). Die Methode der Beobachtung beinhaltet das Empfangen und Analysieren von Informationen, meist in Form von Bildmaterial, das vom untersuchten Objekt selbst ausgesendet wird (Harwit 1981: 17). Neben dem passiven Beobachten können Experimentatoren bestimmte Situationen simulieren, indem das System stimuliert wird, um unter kontrollierten Bedingungen, beobachtbare Reaktionen hervorzurufen (Harwit 1981: 17). Bei der Erkundung wiederum können Informationen mit Hilfe von Forschungsreisen untersucht werden, die den Forscher oder das entsprechende Instrument näher an das untersuchende Objekt heranbringen. Die verschiedenen Methoden haben dabei ihre Stärken und Schwächen, sowie dazugehörige Mittel, die vom jeweiligen Forscher verwendet werden können, um an Ergebnisse zu gelangen. Als Beobachter kann man „nur beobachten, was angeboten wird“ (Harwit 1981: 18), beispielsweise mit Teleskopen. Mit Hilfe von Experimenten und direkten Forschungen am System können die Forscher eine kosmische Quelle anregen und ihre Bedingungen simulieren und nach Möglichkeit sogar verändern. Verwendete technische Mittel können Astronomen dahingehend helfen, die vom Universum gesetzten Grenzen zu erreichen. Dennoch ist die Astronomie weitgehend eine Beobachtungswissenschaft, da der momentane Entwicklungsstand der Technologien es nicht hergibt die Grenzen unseres Sonnensystems zu überschreiten, um diese persönlich zu erkunden (Harwit 1981: 17). Somit besitzen die Forscher mit ihren technischen Möglichkeiten trotz der hochentwickelten Forschungsmittel, vom Teleskop bis zur Verwendung von elektromagnetischer Strahlung, Grenzen, die es zu überschreiten gilt, um neue Entdeckungen im Kosmos zu machen, die das Bild des Universums auf wissenschaftlicher Basis revolutionieren.

2.3 Fortschritt und Zukunft

Die wichtigsten Entdeckungen durch Beobachtungen in den Tiefen des Universums gehen auf beträchtliche technische Neuerungen zurück. Bei diesen technischen Neuerungen waren gewöhnlich völlig neue Wellenlängenbereiche im Spiel, die zuvor in der Astronomie nicht benutzt wurden. Somit werden heute Instrumente genutzt, die mit einer bisher nicht dagewesenen Präzision Quellen auflösten, um strukturelle Merkmale, zeitliche Veränderungen oder spektrale Einzelheiten zu enthüllen (Harwit 1981: 31). Die nützliche Auswirkung der Neuerungen an den Forschungsinstrumenten zeigt, dass die Entdeckungen von den Forschern innerhalb der ersten Monate oder Wochen nach der Einführung der neuen Forschungsmittel gemacht wurden (Harwit 1981: 32). Vorallem im letzten Jahrhundert wurden durch die Nutzung neuer Geräte Entdeckungen, wie Röntgen-und Infrarotgalaxien, schon in unter fünf Jahren nach der Einführung der Gerätschaften im entsprechenden Wellenbereich bekannt (Harwit 1981: 32). Diese Entdeckungskapazität eines neuartigen Instruments erschöpft sich dabei aber sehr schnell. Damit die Instrumente nicht nutzlos werden, muss man diese ständig erneuern und ihr Auflösungsvermögen oder ihre Empfindlichkeit erheblich steigern (Harwit 1981: 33). Bei Forschungsgeräten ist zu beobachten, dass viele für militärische Zwecke geschaffen wurden. Entwicklungen in der Radioastronomie gehen dabei vor allem auf den Zweiten Weltkrieg und die Benutzung und Entwicklung von Radareinrichtungen zurück (Harwit 1981: 35). Die Entwicklung der Infrarotastronomie beruhte gleichfalls auf Fortschritten in der Konstruktion von Detektoren für militärische Zwecke (Harwit 1981: 35). Wesentliche Fortschritte beim Militär, die ebenfalls für die Astronomie wichtig waren, waren dabei die Verbesserung der Navigation, der Kommunikation und der Ortung (Harwit 1981: 35). Auffällig bei neuen Entdeckungen ist auch, dass viele häufig per Zufall gefunden wurden. Somit waren etwa die Hälfte der heute bekannten kosmischen Phänomene Zufallsentdeckungen, beispielsweise wurden bei der Aufspürung heimlicher Atombombentests kosmische Gammastrahlenschauer entdeckt (Harwit 1981: 37). Aufgrund der vielen Überraschungen lässt sich aussagen, dass diese Anzahl der Zufallsentdeckungen ein Maß dafür ist, wie wenig wir über das Universum überhaupt wissen (Harwit 1981: 37). In Zukunft wird sich jedoch die Frage häufen, ob es ein Ende der Suche kosmischer Phänomene geben wird. Ausgehend von anderen Forschungsbereichen, wie der Erforschung der Ozeane oder der Insektenarten, folgt die Anzahl von Entdeckungen im Laufe der Entdeckungsbemühungen einem gemeinsamen Muster (Harwit 1981: 63). Bei der Anwendung neuer Forschungsmittel nimmt das Tempo der noch zu machenden Entdeckungen durch hohe Effizienz der neuen Methoden anfänglich zu. Da die Anzahl von neuen Entdeckungen begrenzt ist, nimmt dieses Tempo aber ab einem bestimmten Zeitpunkt ab und die Suche nach neuen Spezies oder Phänomenen nähert sich einem Ende (Harwit 1981: 63). Dieses Muster gilt auch für die Erforschung des Universums. Aufgrund einer immer größerwerdenden Reichweite der Forschungsmittel und dem darauffolgenden größerwerdenden beobachtbaren Universum nimmt das Tempo neuer Entdeckungen relativ langsam ab (Harwit 1981: 63). Experten zufolge könnten wir bis zum Jahr 2200 etwa 90 Prozent aller Phänomene entdeckt haben (Harwit 1981: 63). Dementsprechend wird nach dem Muster ab diesem Zeitpunkt das Tempo der Endeckung von restlichen Phänomene sehr langsam sein.

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