Die Philosophen der Rundwelt
Hauptsatz ist es ein einfacher Schritt zu Gott.
Roger Penrose hat sogar quantifiziert, wie speziell dieser Anfangszustand ist, indem er die thermodynamische Entropie des Anfangszustandes mit der des hypothetischen, aber plausiblen Endzustandes verglichen hat, in dem das Universum ein System Schwarzer Löcher wird. Dieser Endzustand zeigt einen extremen Grad von Klumpenbildung – aber nicht den äußersten Grad, der einem einzigen riesigen Schwarzen Loch entspräche. Das Ergebnis lautet, dass die Entropie des Anfangszustandes etwa das 10 –30 -fache von der des hypothetischen Endzustandes beträgt, was Ersteren sehr speziell macht. Eigentlich so speziell, dass Penrose sich veranlasst sah, ein neues zeit-asymmetrisches Gesetz einzuführen, welches das frühe Universum dazu bringt, außerordentlich gleichförmig zu sein.
Oh, wie uns unsere Geschichten in die Irre führen … Es gibt eine andere, viel plausiblere Erklärung. Der Schlüssel ist einfach: Die Schwerkraft unterscheidet sich sehr von der Thermodynamik. In einem Gas von umherschwirrenden Molekülen ist der gleichförmige Zustand – gleiche Dichte überall – stabil. Wenn man das Gas auf einen kleinen Teil des Raums beschränkt und dann sich selbst überlässt, ist es nach Sekundenbruchteilen wieder im gleichförmigen Zustand. Die Schwerkraft ist genau das Gegenteil: Gleichförmige Systeme von gravitierenden Körpern sind instabil. Unterschiede, die kleiner sind als jeder bestimmte Grad der Rasterung, können nicht nur zu makroskopischen Unterschieden auflaufen, sondern tun es.
Hier liegt der große Unterschied zwischen Gravitation und Thermodynamik. Das thermodynamische Modell, das unserem Universum am besten entspricht, ist eins, in dem sich Unterschiede auflösen, indem sie mit fortschreitender Zeit unterhalb der Rasterauflösung verschwinden. Das Gravitationsmodell, das unserem Universum am besten entspricht, ist eins, bei dem sich Unterschiede verstärken, indem sie mit fortschreitender Zeit von unterhalb der Rasterauflösung hochsteigen. Das Verhältnis dieser beiden wissenschaftlichen Gebiete zur Rasterauflösung ist genau entgegengesetzt, wenn für beide derselbe Zeitpfeil benutzt wird.
Wir können jetzt eine völlig andere und weitaus plausiblere Erklärung für die »Entropielücke« zwischen frühen und späten Universen geben, wie sie Penrose beobachtet und erstaunlich unwahrscheinlichen Anfangsbedingungen zugeschrieben hat. Es ist tatsächlich ein Produkt der Rasterung. Gravitative Klumpenbildung steigt von einem Niveau der Rasterung empor, das von der thermodynamischen Entropie per definitionem nicht erfasst wird. Daher führt praktisch jede Anfangsverteilung von Materie im Universum schließlich zur Klumpenbildung. Es braucht dazu nichts außerordentlich Spezielles.
Die physikalischen Unterschiede zwischen gravitativen Systemen und thermodynamischen sind ganz klar: Gravitation ist eine weitreichende Anziehungskraft, während elastische Stöße kurze Reichweite haben und abstoßend wirken. Bei derart unterschiedlichen Kraftgesetzen ist es kein Wunder, dass sich die Systeme derart unterschiedlich verhalten. Stellen Sie sich als Extremfall Systeme vor, wo eine »Schwerkraft« so kurze Reichweite hat, dass sie nur wirkt, wenn Teilchen zusammenstoßen, sie dann aber für immer aneinander kleben lässt. Bei einem solchen Kraftgesetz ist es offensichtlich, dass die Klumpenbildung zunimmt.
Das wirkliche Weltall ist sowohl gravitativ als auch thermodynamisch. In manchen Zusammenhängen ist das thermodynamische Modell besser geeignet, in anderen Zusammenhängen ist ein gravitatives Modell angebrachter. Es gibt noch mehr Zusammenhänge: Die Molekularchemie folgt wiederum anderen Arten von Kräften. Es ist ein Fehler, alle Naturerscheinungen über den Leisten der thermodynamischen Näherung oder der gravitativen Näherung zu schlagen. Besonders zweifelhaft ist es, wenn man erwartet, dass sowohl die thermodynamische als auch die gravitative Näherung im selben Kontext funktionieren, wenn sie auf diametral entgegengesetzte Weise auf Rasterungseffekte reagieren.
Sehen Sie? Es ist einfach. Überhaupt keine Zauberei …
Vielleicht wäre es jetzt an der Zeit, unsere Gedankengänge zusammenzufassen.
Die »Gesetze« der Thermodynamik, insbesondere der gefeierte Zweite Hauptsatz, sind statistisch gültige Modelle der Natur in einem bestimmten Ensemble von Zusammenhängen. Sie sind nicht universell gültige Wahrheiten über das Weltall, wie die
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