2. Aktuelle Probleme der Kosmologie und Elementarteilchenphysik
Albert Einstein wagte als erster
den Versuch, eine Feldtheorie zu formulieren, die alle Phänomene unserer
physikalischen Wirklichkeit in einem übergreifenden theoretischen
Gebäude zusammenfassen sollte. Heute weiß man [3], S.53:
„ ... er wandte die falsche Taktik
an, als er versuchte, die Gravitation mit der elektromagnetischen Kraft
(Licht) statt mit der Kernkraft zu verbinden.“
Inzwischen wurden große Anstrengungen
unternommen, eine allumfassende Theorie (TOE) mit Hilfe von speziell dafür
entwickelten mathematischen Formalismen zu finden. So glauben viele Physiker,
dass sie mit der neuen, ziemlich abstrakten „Superstring-Theorie“ [3],
S.13: „ ... vielleicht doch einer einheitlichen Feldtheorie auf der
Spur sind: einer umfassenden mathematischen Beschreibung einer Vereinheitlichung
aller bekannten Kräfte des Universums.“
Ob eine solche Theorie – falls sie
erfolgreich sein sollte – dann wirklich alle offenen Fragen der Kosmologie
und Elementarteilchenphysik beantworten kann, ist allerdings zu bezweifeln.
2.1 Schwächen der Urknalltheorie
Die Urknalltheorie wird einerseits
durch Beobachtungen (kosmische Hintergrundstrahlung, Hubblesche Rotverschiebung,
Häufigkeit der chemischen Elemente im Universum) immer noch überzeugend
gestützt, andererseits kann sie einige grundlegende Eigenschaften
des Universums nicht erklären:
- Warum war das frühe Universum
in so hohem Maße isotrop? (Problem des Horizontes)
- Wie konnten sich aus dem einst
hochgradig isotropen Zustand des Universums Galaxien bilden?
(Problem der Galaxienbildung)
- Warum ist die Energiedichte im
Universum gerade so groß, daß sie einen flachen (euklidischen)
Raum aufspannt?
(Problem der Flachheit)
- Warum beobachten wir Sterne, die
älter zu sein scheinen als das Universum? (Problem des Weltalters)
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