Plasmakosmologie

Die Grundsäule der Physik besteht in ihren empirischen Methoden. Ihre zugrundeliegende Systemtheorie erlaubt es, Modelle anhand der Beobachtungen aufzustellen, in der Praxis mit mathematischen Methoden. Dabei lehnt sie den Beweis an sich kategorisch ab. Sie erhebt lediglich den Anspruch, ein Modell empirisch verifizieren zu können. Das heisst, dass mit den Aussagen eines Modells Vorhersagen und damit eine Bestätigung dieser Vorhersagen in Experimenten gemacht und reproduziert werden können. Solche Modelle gelten dann im besten Fall als anerkannt.

Für ein Modell wird primär nach einer Falsifizierung gestrebt, erst sekundär nach einer Verifizierung. Denn die Falsifizierung ist eine konstruktive Kritik an ein Modell. Dies ermöglicht erst eine Weiterentwicklung. Und das ist das primäre Ziel der Wissenschaft.

Die wissenschaftstheoretischen Grundaussagen des kritischen Rationalismus sind daher die Verneinung der Möglichkeit einer […] Induktionsmethode und der Gegenvorschlag der Methode der Falsifikation. Das ist der Versuch, durch Experimente und Beobachtung Gegenbeispiele zu finden.
(http://de.wikipedia.org/wiki/Kritischer_Rationalismus#.C3.9Cberblick)

Betrachtet man nun das physikalische Modell der Urknalltheorie, so findet man im Detail Schwachstellen, die zwar durchaus aus gedeckt werden, jedoch um den Preis z.B. der Akteptanz einer dunklen Materie und anderer Ausführungen, die das Modell dadurch immer weiter schwächen.

Neben der Urknalltheorie existiert ein weiteres physikalisches Modell welches hier auch nur kurz erläutert wird (in den Literaturangaben befinden sich weiterführende Links). Die Plasmakosmologie.

Eine der wichtigsten Beobachtungen in der Astronomie ist das Phänomen der Rotverschiebung. Einige Messungen des Lichtes entfernter Sterne weisen eine Verschiebung der Spektrallinien ins Rote auf. Daher der Begriff der Rotverschiebung. Die führende Interpretation dieses Phänomens, welche das Modell des Urknalls anbietet, ist der Erklärungsansatz durch den Doppler Effekt, der vom Entdecker der Rotverschiebung als erste Interpretation angeboten wurde: Edwin Hubble. Die direkte Folgerung daraus ist, dass sich solche Sterne vom Beobachtungspunkt, der Erde, mechanisch fortbewegen. Das impliziert sodann einen dynamischen Kosmos, der sich dreierlei (bzw. viererlei) verhalten kann:

  1. Ein expandierender Kosmos,
  2. Ein implodierender Kosmos,
  3. Ein Kosmos in einen gleichgewichtigen Zustand und
  4. Ein kontrahierender Kosmos
Darstellung des durch die Urknalltheorie prognostizierten Komos

Darstellung des durch die Urknalltheorie prognostizierten Komos
© René Bartelmus, 2012

Auch wird dadurch genauso ein endlicher Kosmos impliziert, wie ein Anfang und ein Ende der Zeit! Die Energieerhaltung fordert dazu auf, anzunehmen, dass die Energie, aus welchen sich der Kosmos zusammensetzt, nicht verloren geht und somit muss es eine immense Verdichtung zum Anfang bzw. zum Ende der Zeit geben bzw. gegeben haben.

In der Plasmakosmologie wird das Phänomen der Rotverschiebung anders interpretiert und damit eine ganz andere Grundlage angeboten. Dazu wird die Beobachtung zur Hilfe genommen, dass der “Zwischenraum” zwischen den Sternen und Galaxien mit Plasma besetzt ist. Das Licht, welches durch das Plasma des Kosmos auf den Weg zur Erde durchdringt wird aufgrund des Raman Effektes in Niederfrequentes Licht transformiert. Daraus folgert, dass aus dem Phänomen Rotverschiebung keinerlei Dynamik der Sterne und Galaxien hergeleitet wird. Aus den Beobachtungen wird sogar die These aufgestellt, dass die Rotverschiebung ein Maß für das Alter von Galaxien sein könnte.

Eine weiterer Folgerung ist, dass das Licht mit mehr Entfernung zum Beobachtungspunkt eine stärkere “Abschwächung” erfährt (diese findet nicht über die Lichtintensität, sondern über die Frequenz statt). Daraus kann man unmittelbar schließen, dass der Teil des Kosmos, den wir beobachten können, lediglich der Teil ist, den wir in unserer unmittelbaren Nachbarschaft, aufgrund der “Abschwächung” des Lichtes zu messen in der Lage sind. Das ist der gleiche Effekt, also ob man mit einer Taschenlampe in die Dunkelheit hinein leuchtet und man nur einen kleinen Ausschnitt sehen kann, da das Licht nur einen Teil ausleuchten kann.

Darstellung eines unendlichen Kosmos, der nur innerhalb eines Umkreises gesichtet werden kann

Möglichkeit unseres Kosmos nach der Plasmakosmologie
© René Bartelmus, 2012

Was daran besonders faszinierend ist, ist der Gedanke, dass eben nur die nächste Nachbarschaft sichtbar ist. Vor allem schränkt diese Interpretation der Rotverschiebung nicht die Größe des Kosmos ein. Im Gegenteil; sie ermöglicht im Modell einen Kosmos, der theoretisch eine unendliche Ausbreitung haben könnte. Und vor allem: weder einen zeitlichen Anfang noch ein Ende.

Wir kennen unsere direkte Nachbarschaft recht genau. Mit zunehmender Distanz schwindet unser Wissen. Und schwindet schnell. Schließlich erreichen wir den dämmrigen Rand – die absoluten Grenzen unserer Teleskope. Dort beobachten wir Schatten und suchen unter geisterhaften Meßfehlern nach Orientierungshilfen, die kaum mehr Substanz besitzen.

Edwin Hubble – The Realm Of Nebulae (1936)

Literatur:

2 Kommentare

  1. Alex sagt:

    Hallo René,

    Bin grad über Deinen Eintrag gestolpert und hat mich natürlich interessiert. Kann aber leider nicht der Raman-Effekt sein:
    1. Wo ist das Anti-Stokes-Signal (d.h. die Blauverschiebung)?
    2. Wo sind die höheren Ordnungen (d.h. Zweimal rotverschoben, dreimal rotverschoben, etc.)
    3. und das beste: die Intensität vom Raman-Signal ist proportional zu Frequenz^ -4 ! Aber die Spektren von fernen Sternen sind nur verschoben, nicht brutal mit f^-4 abgebügelt. Und das musst Du dir ja über alle Spektren (Radio bis Gamma) vorstellen!

    Für die Intensität kannst Du hier schauen
    http://www.raman.de/htmlDE/basics/intensityDe.html

    Für die kosmologisch rotverschobenen Spektren hier:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Rotverschiebung

    Beste Grüße und bis hoffentlich bald, dann können wir das mal bequatschen.

    Alex

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