1869 berichtete der baptistische Fundamentalist Cyrus Reed Teed von seiner göttlichen Offenbarung, dass die Erde hohl sei. Auf den ersten Blick nichts Neues. Jules Verne hatte ein ähnliches Konzept fünf Jahre zuvor in seinem Science-Fiction-Abenteuer Reise zum Mittelpunkt der Erde erforscht. Aber während Verne sich eine unterirdische Höhle fantastischer Kreaturen vorstellte, erklärte Teed ernsthaft, dass wir buchstäblich in der Kugel lebten. In dieser seltsamen Kosmologie besetzen Sonne, Planeten, Sterne und Galaxien das Erdinnere. Die Erdkruste ist eine unendlich dicke Gesteinsschicht, die das gesamte Universum umgibt.Motiviert durch seine neue Kosmologie veröffentlichte Teed ein Buch, gründete eine neue Religion, sammelte Schüler und gründete eine neue Stadt in Florida. Für viele klingen Teeds Ideen wie Schlangenöl, das nur die Leichtgläubigsten aufnehmen können. Sein Einfluss war jedoch nicht auf die Vereinigten Staaten oder das 19.Jahrhundert beschränkt. Die antiintellektuelle Stimmung innerhalb der NSDAP umarmte die Hohlwelttheorie – oder Hohlwelttheorie, wie sie auf Deutsch genannt wird. Laut dem niederländischen Astronomen Gerard Kuiper hätten Elemente des Nazi-Militärs sogar befürwortet, durch den Himmel zu schauen, um die Alliierten auf der anderen Seite der Welt auszuspionieren. Schließlich gibt es keinen Platz, um sich in einem Globus zu verstecken.
Wie haben Teeds Ideen in den oberen Rängen des Dritten Reiches Fuß gefasst? Eine weniger kosmische, konspirativere Vorstellung von einer hohlen Erde wurde in Europa vom englischen Schriftsteller Edward Bulwer-Lytton eingeführt. In seiner Novelle Vril: Die Macht der kommenden Rasse (1871) zeigt Bulwer-Lytton eine Herrenrasse, die in den Eingeweiden der Erde lebt. In diesem kulturellen Ambiente könnte der Glaube an eine hohle Erde deutsche Nationalisten angezogen haben. Tatsächlich konvertierte während des Ersten Weltkriegs ein deutscher Pilot namens Peter Bender als Kriegsgefangener zu Teeds Ideen. Laut dem Geographen Duane A Griffin an der Bucknell University in Pennsylvania führte Bender die Hohlwelttheorie in den Elite-Nazi Hermann Göring ein, der die Gründung der Gestapo überwachte. Mit dieser ersten Ouvertüre könnten alternative Kosmologien in das Nazi-Denken gerutscht sein. Wie Nicholas Goodrick-Clarke in The Occult Roots of Nazism (1992) schreibt, können Phantasien einen kausalen Status erreichen, sobald sie in Überzeugungen, Werten und sozialen Gruppen institutionalisiert wurden.Als die NSDAP in Deutschland an die Macht kam, trieb der Antisemitismus den jüdisch-deutschen Physiker Albert Einstein dazu, sich in den USA niederzulassen. Wie Teed hatte Einstein ein zutiefst kontraintuitives Verständnis des Universums entwickelt. Um einige merkwürdige Beobachtungen über Licht zu erklären, folgerte Einstein, dass es für alle Beobachter immer die gleiche Geschwindigkeit haben muss. Darüber hinaus ändern sich Zeit und Raum, wenn man sich der Lichtgeschwindigkeit nähert. Siehe, sehr schnelle Objekte ziehen sich in der Länge zusammen und erleben einen anderen Lauf der Zeit! Zwillinge können also im Alter voneinander abweichen, wenn einer viel schneller reist als der andere.
Wir halten es für selbstverständlich, dass Zeit und Entfernung für alle gleich sind, genauso wie wir es für selbstverständlich halten, dass der Kosmos die Erde enthält und nicht umgekehrt. Beide Ideen wurden jedoch in Frage gestellt. Woher wissen wir, dass Einstein Recht hat und Teed falsch liegt?
Um den Dingen auf den Grund zu gehen, schauen Sie sich die Konstruktion von Modellen an – vereinfachte Beschreibungen der Realität, die erklären, wie sich Variablen im Laufe der Zeit ändern. Ein roter Punkt, den wir Mars nennen, bewegt sich über das Sternenhimmel. Wie erklären wir diese nächtliche Varianz? Ein Modell wird benötigt. Von der Antike bis zur wissenschaftlichen Revolution hat sich das Marsmodell der Menschheit weiterentwickelt. Für die alten Griechen war Mars der wandernde Stern von Ares, dem Gott des Krieges. Aus dieser frühen Perspektive, in der Astronomie und Astrologie noch auseinandergehen mussten, Mars war ein himmlischer Wanderer, der die Züge einer Kriegsherrengottheit verkörperte. Diese Erklärung für die nächtliche Bewegung des Planeten ist zwar ein Anfang, aber weniger als zufriedenstellend. Ein robustes Modell ist nicht nur eine handschriftliche Erklärung, sondern eine mathematische Beschreibung, die alle Abweichungen in den Daten berücksichtigt. Warum bewegt sich der Mars langsamer als einige Planeten und schneller als andere? Und warum kehrt es gelegentlich die Richtung um, ein Phänomen, das als retrograde Bewegung bekannt ist, für ein paar Monate, nur um sich selbst in die ursprüngliche Richtung zurückzudrehen?Ein früher Versuch, die meisten Merkmale der Planetenbewegung zu modellieren, wurde vom antiken griechischen Astronomen Eudoxus von Knidus entwickelt und vom Philosophen Aristoteles beschrieben. In diesem Modell erklärte ein kompliziertes System von 27 kristallinen Kugeln, die die Erde umkreisen, die Bewegungen des Himmels, einschließlich der rückläufigen Bewegungen der Planeten. Später rief ein anderes Modell von Hipparchus von Nicäa eine Reihe von Planetenbahnen um die Erde auf. Die erste Umlaufbahn – Deferent genannt – war ein perfekter Kreis um die Erde, während sich die zweite Umlaufbahn – Epizyklus genannt – entlang des Umfangs des Deferenten bewegte. Hipparchus ‚Beitrag wurde jahrhundertelang in der Arbeit des ägyptischen Astronomen, Mathematikers und Geographen Ptolemäus von Alexandria verewigt, der das Konzept in etwas so Dauerhaftes verwandelte, dass es nichts weniger als Blasphemie war, es in Frage zu stellen. Fragen Sie einfach Galileo, der im 17.Jahrhundert von der Inquisition wegen dieser Häresie verfolgt wurde.
Es ist, als ob die Wissenschaft aufsteht und sagt: Verdammt, es muss eine einfachere Erklärung geben!Da sich etablierte Modelle mit unserem Realitätssinn verfangen, ist das Zweifeln an ihnen oft ein Akt des Trotzes, wenn nicht sogar ein völliges Sakrileg. Heute wissen wir natürlich, dass Ptolemäus falsch lag. Das heliozentrische Modell, das 1543 vom polnischen Astronomen Nikolaus Kopernikus eingeführt wurde, platziert die Planeten in elliptischen Umlaufbahnen um die Sonne und erklärt die Daten am besten (einschließlich retrograder Bewegung). Außerdem wissen wir jetzt, dass Planeten weder Sterne noch Kugeln sind. Der englische Physiker und Mathematiker Sir Isaac Newton war der erste, der erkannte, dass die Erde und andere Planeten tatsächlich ‚abgeflachte Sphäroide‘ sind, Globen, die aufgrund ihrer Rotation an jedem Pol etwas gequetscht werden.
Warum triumphierte Kopernikus über Ptolemäus? Die Auswahl des einfachsten und sparsamsten Modells ist ein Kriterium für die Entscheidung über die Wahrheit namens Occams Rasiermesser. Es ist, als ob die Wissenschaft aufsteht und sagt: ‘Verdammt, es muss eine einfachere Erklärung geben! Wenn jemand eine komplizierte Geschichte weben muss, wo eine einfache Geschichte genügt, bleib bei der einfachen Geschichte. Ptolemäus ‚Epizyklen gaben seinem Modell gerade genug Seil, um sich aufzuhängen. Wie das populäre Sprichwort sagt: Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden, aber nicht einfacher.‘
Doch neben der Eleganz des Kopernikus kommen die Reaktionäre, wie Teed.Die Hohlwelttheorie, der Inbegriff pseudowissenschaftlicher Fantasie, schrumpft Milliarden von Lichtjahren weitgehend leeren Raums – übersät mit 100 Milliarden Galaxien und 1 Million Milliarden Milliarden Sternen – auf einen winzigen Punkt im Zentrum des Universums der hohlen Erde. Während Hohlwelttheorie völlig unhaltbar klingen mag, hat sich ein zweiter quixotischer Mathematiker aus Alexandria – Mostafa A Abdelkader – der Herausforderung gestellt. In den 1980er Jahren beschrieb Abdelkader die mathematische Gymnastik, die erforderlich ist, um einen Kosmos von innen nach außen zu konzipieren. Unter anderen Annahmen handelt diese geometrische Inversion den Mittelpunkt der Erde mit Unendlichkeit. Stellen Sie sich vor, wenn Sie so wollen, schneiden Sie eine Naht in einem Basketball. Wenn Sie den Gummi von innen nach außen drehen, wird alles außerhalb des Balls – Sie, der Raum, in dem Sie sich befinden, das gesamte Universum – hineingesaugt. Die Luft, die sich zuvor im Ball befand, bildet nun eine Atmosphäre außerhalb des Balls, die sich in Richtung Unendlichkeit erstreckt. Et voilà! Ein einst bescheidener Basketball enthält jetzt das Universum. Während diese verbale Analogie ungenau ist, erreicht die abstrakte Mathematik von Abdelkaders Arbeit diese Transformation genau. Um es anzunehmen, überzeugen Sie sich selbst, dass ‚Innen‘ und ‚außen‘ so willkürlich sind wie links und rechts oder oben und unten.
Als Folge von Abdelkaders Physik ist der größte Teil des Universums auf einen winzigen Punkt im Zentrum oder Ursprung der hohlen Erde abgebildet. Griffin beschreibt diese undenkbare Transformation im Jahr 2012 und schreibt:
Pluto schrumpft auf die Größe eines einzelnen Bakteriums, das sieben Meter vom Ursprung entfernt schwimmt, während Alpha Centauri, der Stern, der unserer Sonne am nächsten ist, zu einem unendlich kleinen Fleck wird, der nur einen Millimeter vom Ursprung entfernt ist. Jeder andere Stern und jedes andere Objekt im Kosmos befindet sich daher in einer Kugel von weniger als zwei Millimetern Durchmesser, die 6.371 Kilometer über unseren Köpfen schwebt.
Der verstorbene amerikanische Wissenschaftsjournalist Martin Gardner interpretiert Abdelkaders Mathematik brillant in seiner skeptischen Tour der Randwissenschaften Auf der wilden Seite (1992). In der seltsamen neuen Physik von Abdelkaders Welt bewegen sich Lichtstrahlen nicht in geraden Linien, sondern in gekrümmten Bögen. Wie ein Windrad, das das Innere eines hohlen Globus streift, beleuchten Sonnenlichtbögen die nahe innere Oberfläche der Erde, krümmen sich jedoch und verfehlen die ferne nächtliche Oberfläche. Aus diesem Grund scheint die Sonne unterzugehen, obwohl die Krümmung der Erde konkav ist.
Der Weihnachtsmann ist wie der Mars nur ein Modell – aber eines, das nicht widerlegt oder beibehalten werden kann
Aber wenn andere Planeten uns näher sind als Spanien Neuseeland, warum dauert es dann so viel länger, um sie zu erreichen? Faire Frage. In der Mathematik dieser Kosmologie nähern sich die Geschwindigkeiten und Größen bewegter Objekte Null, wenn man sich dem Zentrum des Universums nähert – dem Zentrum der Erde. Laut Gardner schafft Abdelkaders mentale Akrobatik eine konsistente Physik, die durch keine denkbare Beobachtung oder Experiment verfälscht werden kann!‘
Wie kann etwas so Dummes nicht falsifizierbar sein? Eine solche Frage behandelt Unfalsifizierbarkeit eher als Alibi als als Haftung. Es geht naiv davon aus, dass Models unschuldig sind, bis ihre Schuld bewiesen ist.
Dennoch sind viele willkürliche Behauptungen nicht fälschbar. Die Behauptung eines Kindes, dass der Weihnachtsmann existiert, aber von keiner Kamera oder keinem wissenschaftlichen Instrument gesehen werden kann, ist genau das – nicht fälschbar und daher nicht testbar. Intellektuell gesehen ist dies weniger wie das Tragen eines Schildes als vielmehr wie das Tragen eines Mühlsteins. Der Weihnachtsmann ist wie der Mars nur ein Modell – aber eines, das nicht widerlegt oder beibehalten werden kann.Die Vorstellung, dass Modelle nur dann ernst genommen werden können, wenn sie falsifizierbar sind, stammt vom verstorbenen Wissenschaftsphilosophen Karl Popper. Ein Modell wird nicht auf einem Betonfundament gebaut, sondern auf Stelzen, die schnell beiseite geworfen werden können, wenn neue Informationen eintreffen. Wie Popper in The Logic of Scientific Discovery (1934) schrieb, ‚egal wie viele Fälle von weißen Schwänen wir beobachtet haben, dies rechtfertigt nicht die Schlussfolgerung, dass alle Schwäne weiß sind‘. Ein gutes Modell schleicht sich in Richtung Gewissheit; Es jagt den Horizont des Beweises, berührt ihn aber nie.Absolute Gewissheit ist nie der Maßstab für ein wissenschaftliches Modell. Um als wissenschaftlich zu gelten, muss ein Modell eine Vorhersage treffen, die später durch Experimente gestützt werden kann. Um erfolgreich zu sein, muss das Experiment diese Vorhersage überprüfen. Nur dann vertraut ein Wissenschaftler dem Modell – aber nie vollständig. Dazu schreibt Popper: ‚Das Spiel der Wissenschaft ist im Prinzip ohne Ende. Wer eines Tages entscheidet, dass wissenschaftliche Aussagen keinen weiteren Test erfordern und als endgültig verifiziert angesehen werden können, zieht sich aus dem Spiel zurück.‘
Popper hielt fest, dass nur testbare Modelle wissenschaftliche Modelle sind. Wenn keine überprüfbare Behauptung aufgestellt werden kann, ist das Modell nicht falsifizierbar – und nicht die Wissenschaft. Der verstorbene britische Philosoph Bertrand Russell illustrierte diesen Punkt 1952, indem er humorvoll erklärte, dass ‚zwischen der Erde und dem Mars eine chinesische Teekanne ist, die sich in einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne dreht‘. Zu klein, um von Teleskopen gesehen zu werden, kann weder die Existenz noch die Nichtexistenz einer solchen Teekanne durch ein vernünftiges Experiment getestet werden, argumentiert Russell. Wenn ich aber weiter sagen würde, daß es, da meine Behauptung nicht widerlegt werden kann, eine unerträgliche Voraussetzung der menschlichen Vernunft ist, daran zu zweifeln, so würde man mich zu Recht für Unsinn halten.‘
Wie Russells Teekanne zeigt, können unfälschbare Behauptungen oder Modelle nicht ernst genommen werden. Sie sind keine Wissenschaft. Ansonsten geht alles – Teekannen, von innen nach außen Erden, Sie nennen es. Russells Schlussfolgerung spiegelt sich in ‚Hitchens’s Razor‘ wider, einem Sprichwort des verstorbenen Schriftstellers Christopher Hitchens: ‚Was ohne Beweise behauptet werden kann, kann ohne Beweise zurückgewiesen werden. Hitchens’Rasiermesser gehört natürlich in dasselbe Werkzeug wie Occams Rasiermesser, die Behauptung, dass das einfachste, sparsamste Modell ein Kriterium für die Entscheidung über die Wahrheit ist, und die Klinge, die Teed wegschneidet. Einfachere Modelle sind leichter zu fälschen und daher für die Wissenschaft freundlicher. Ein einfaches Modell benötigt weniger Daten, um es zu verfälschen, während ein kompliziertes Modell mehr erfordert.
Die Wahrscheinlichkeit, dass die Erde der Universumsbehälter ist, entspricht 80 Münzwürfen, die als Köpfe auftauchen
Obwohl Hohlwelttheorie nicht widerlegt oder verfälscht werden kann, lehnt die Mehrheit der ernsthaften Denker sie ab, weil sie unnötig kompliziert ist (Occams Rasiermesser), es an Beweisen mangelt (Hitchens Rasiermesser) und nicht verfälschbar ist (sollen wir diese Klinge Poppers Rasiermesser nennen?).
Aber unsere Rasierer sind nicht alle perfekte Werkzeuge. Wenn die Anzahl oder Spezifität der Behauptungen eines Modells unklar ist, fühlt sich Occams Rasiermesser subjektiv an. Ist die Einfachheit eines Wissenschaftlers der gordische Knoten eines anderen Wissenschaftlers? Ein typisches Beispiel: Abdelkader selbst könnte Einfachheit in der Hohlwelttheorie gefunden haben. Indem Abdelkader diese Milliarden von Lichtjahren lebloser intergalaktischer Leere besiegt, rettet er uns vor der Schwierigkeit, an die fantastische Weite des Universums und die daraus resultierende Reduzierung der Erde auf ein Infinitesimal zu glauben.
Obwohl Occams Rasiermesser kein exakter Algorithmus ist, kann der willkürliche Fokus der Hohlwelttheorie auf die Erde tatsächlich quantifiziert werden. Warum gerade die Erde als Universumsbehälter? Warum nicht einer der unzähligen anderen Planeten im Universum? Warum ein Planet, für diese Angelegenheit – könnte nicht ein Mond oder ein Stern unterliegen der gleichen Kugel-Inversion Mathematik von Abdelkader verwendet?Da die von Abdelkader verwendete mathematische Umkehrung auf jede Kugel angewendet werden kann, die Erde eine Teilmenge aller kugelförmigen Objekte im Universum ist und nur eine umgekehrte Kugel logisch das Universum und alle seine anderen Sphären enthalten kann, ist die sehr spezifische Behauptung, dass die Erde der Universumsbehälter ist (und nicht der Mond oder Mars oder Ihr Lieblingsstern), noch weniger wahrscheinlich als die allgemeine Prämisse, dass das Universum in einer Kugel enthalten ist. Wenn wir die Anzahl n aller solcher Körper zählen, die im Universum existieren könnten, ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Erde der Universumsbehälter ist, 1 / n. Da es mindestens 1024 solcher kugelförmigen Körper im Universum gibt, ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Erde die privilegierte Rolle des Universumsbehälters ausfüllt, kleiner als 1/1024. Das ist, als würde man 80 Münzen werfen und sie alle als Köpfe hochkommen lassen.
Occam’s razor sagt uns, dass Hohlwelttheorie ein schlechtes Modell ist, weil es einfachere Alternativen gibt, die die Daten genauso gut erklären. Aber vielleicht denken wir zu viel nach. Greift man die Hohlwelttheorie nicht mit einem so ausgeklügelten Denkwerkzeug an, wie eine Mücke mit einem Vorschlaghammer zu schlagen? Wenn wir Hohlwelttheorie allein mit Intuition ablehnen können, was brauchen wir dann für den wissenschaftlichen Werkzeugkasten?
Und doch ist Intuition ein mieser Filter für die Wissenschaft. Viele Jahrzehnte vor Abdelkader schlug eine andere Person auch vor, dass die grundlegende Geometrie des Universums missverstanden worden sei und dass eine Reise durch den Weltraum die Größe eines Objekts verändert. Einsteins Relativitätstheorie klang wahrscheinlich fast so lächerlich wie die Hohlwelttheorie, als sie zum ersten Mal vorgestellt wurde. Mit seinen neuen Modellen von Zeit, Raum und Schwerkraft hat die Menschheit das Zeitalter der Intuition verlassen.
Schwindelerregende Verwirrung war das Gefühl der Physik des späten 19. Licht von entfernten Sternen zeigt die gleiche Geschwindigkeit relativ zur Erde, unabhängig davon, ob sich die Erde auf einen bestimmten Stern zu oder von ihm weg bewegt. Um die Physik zu retten, schlug Einstein vor, dass die Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter überall gleich ist. Egal, ob Sie sich auf einen Laserstrahl zubewegen oder von ihm weg, sein Licht nähert sich Ihnen mit der gleichen relativen Geschwindigkeit.
Und es gibt noch mehr – die Zeit vergeht für einen Beobachter langsamer, je schneller er reist. Wenn wir auf einen Laserstrahl zoomen, verlangsamt sich unsere Uhr und begrenzt die Relativgeschwindigkeit zwischen uns und dem Licht. Ja, das stimmt – eine stationäre Uhr auf der Erde tickt schneller als eine sich bewegende Uhr auf einem Raumschiff.
Der Hammer wird angehoben, und mit dieser ersten Drehung meißelt Einstein die Intuition weg. Während wir der Geschichte des berühmtesten Physikers der Geschichte folgen, werden die Dinge noch seltsamer. Da Zeit und Entfernung durch die Geschwindigkeit zusammenhängen, ziehen sich Objekte zusammen, wenn sie sich schneller bewegen. In der Tat würde sich eine Lanze, die mit fast Lichtgeschwindigkeit geworfen wird, zu einem kurzen Stummel zusammenziehen. So geht Einsteins spezielle Relativitätstheorie, das Modell, das erklärt, warum die Lichtgeschwindigkeit in allen Bezugsrahmen konstant ist.
Mit Intuition als Handlauf könnte man Einsteins Modell betrachten und Wahnsinn sehen. Sowohl die spezielle Relativitätstheorie als auch die Hohlwelttheorie zerstören grundlegende menschliche Annahmen: eine erfolgreich, die andere erfolglos. Die spezielle Relativitätstheorie sagt uns, dass Zeit und Raum relativ sind. Die Hohlwelttheorie sagt uns, dass wir im Inneren der Erde leben. Das Seil, das die spezielle Relativitätstheorie rettete, ist auch das Seil, das die Hohlwelttheorie gehängt hat: Poppers Falsifizierbarkeitskriterium. Die spezielle Relativitätstheorie bietet viele mögliche Verfälschungen, die bisher alle experimentelle Tests überstanden haben.Ein typisches Beispiel: Nehmen Sie zwei synchronisierte Atomuhren mit Nanosekundengenauigkeit; Halten Sie eine auf dem Boden und fliegen Sie die andere mit einem Jet zweimal um die Welt. Die spezielle Relativitätstheorie sagt, dass ihre Zeiten auseinander gehen werden – und tatsächlich, sie tun es. Jedes andere Ergebnis wäre für Einstein vorbei gewesen. Diese Zugänglichkeit für Experimente ist genau das, was die spezielle Relativitätstheorie über Wasser hält. Mit Intuition als Handlauf könnte man Einsteins Modell betrachten und Wahnsinn sehen. Wenn man die Wissenschaft benutzt, sieht man die Vernunft.
Wenn Einstein und Abdelkader konvergieren, ist es in der Verwendung von Geometrie, um die Welt, wie wir sie kennen, rückgängig zu machen. Einsteins spezielle Relativitätstheorie verwendet ein einfaches Werkzeug, das als Lorentz-Kontraktion bekannt ist, um die Art und Weise zu beschreiben, in der sich Objekte in der Länge zusammenziehen, wenn sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähern. Dieses Tool wurde 1892 vom niederländischen Physiker Hendrik A Lorentz entwickelt und berechnet die Kontraktion schneller Objekte mit nichts anderem als der Junior High School Algebra. Abdelkader könnte bei der Entwicklung seines mathematischen Rahmens für die Hohlwelttheorie von der Lorentz-Kontraktion inspiriert worden sein. So wie Einstein die Hypothese aufstellte, dass sich Objekte zusammenziehen, wenn sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähern, stellte Abdelkader die Hypothese auf, dass Objekte kleiner werden, wenn sie sich dem Zentrum des Universums der hohlen Erde nähern. Die Schönheit der Mathematik leuchtet in beiden Modellen. Doch das Licht der Wissenschaft scheint nicht auf Abdelkaders Modell.
Einstein bietet die Möglichkeit, sein Modell als falsch zu beweisen. Das gleiche gilt nicht für die Hohlwelttheorie. Während sich Abdelkader danach sehnte, die Erde aus der riesigen Leere des Weltraums zu retten, versuchte Einstein Daten zu erklären, die zeigen, dass sich Licht in allen Bezugsrahmen mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Und während Abdelkaders Motivation anthropozentrisch war, könnte Einsteins Motivation von einem Marsmenschen oder einem anderen fühlenden Wesen geteilt worden sein. Abdelkader machte natürlich keine überprüfbaren Vorhersagen, aber Einstein machte viele.
Theorien und physikalische Gesetze sind keine bloßen Gleichungen. Sie bedeuten wirklich etwas über die materielle Welt, in der wir leben. Der Unterschied zwischen Einstein und seinem Vorgänger Newton ist ein typisches Beispiel. Newton beschrieb die Schwerkraft als eine Kraft, während Einstein sie als Krümmung beschrieb. Einsteins allgemeine Relativitätstheorie behauptet, dass Raum und Zeit auf einem vierdimensionalen Kontinuum sind, das als Raumzeit bekannt ist. Masse verzerrt das Gewebe der Raumzeit wie ein Basketball, der eine Gummiplatte verzerrt. Das ist alles Schwerkraft – verzerrte Raumzeit. Wie der verstorbene amerikanische theoretische Physiker John Archibald Wheeler es 1990 ausdrückte‘ ‚Die Raumzeit sagt der Materie, wie sie sich bewegen soll; materie sagt der Raumzeit, wie sie sich krümmt.‘
Die Schwerkraft ist also nicht das vertraute Biest, das du denkst. Da die Raumzeit durch die Masse verzerrt (oder gekrümmt) ist, fallen Objekte nicht in dem Sinne, wie wir es normalerweise denken. Im Gegensatz zu Newton ist die Schwerkraft nicht einmal eine Kraft. Nichts ‚zieht‘ ein fallendes Objekt in Richtung Erde. Das ‚fallende‘ Objekt folgt einer geraden Linie in gekrümmter Raumzeit.
In der Tat ist der Geschmack von Einsteins Universum völlig anders als der von Newton. Dennoch könnten Luft- und Raumfahrtingenieure bei der Wahl zwischen Newtons Physik und Einsteins Physik mit den Achseln zucken. Die Wahl liegt nicht zwischen der richtigen und der falschen Lösung, sondern zwischen der geeigneten und der unangemessenen Lösung. Wenn Ihr Raumschiff nicht in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit oder in der Nähe einer extrem großen Masse unterwegs ist, ist die geeignete Lösung die einfachere Lösung: die Newtonsche Mechanik. Wahrscheinlich aus diesem Grund steuerten die Ingenieure der New Horizons-Mission der NASA zum Pluto nicht nach Einsteins Physik, sondern nach Newtons Physik durch den Weltraum. Die Ergebnisse sind unglaublich genau. Nach neuneinhalb Jahren Reise durch das Sonnensystem war der Vorbeiflug der Raumsonde New Horizons an Pluto im Jahr 2015 nur 72 Sekunden entfernt.
Newtons Welt ist ein Billardkugeluniversum, während Einsteins Welt ein Spiegelsaal ist
Aus dem gleichen Grund hat Griffin festgestellt, dass die Annahme von Abdelkaders Physik keinen merklichen Unterschied im täglichen Leben machen würde: Aus praktischer Sicht … erleben wir das Universum als euklidischen Raum mit der Erdoberfläche oder (gelegentlich) der Sonne als Referenzrahmen, und wir können unser ganzes Leben verbringen, ohne jemals eine archemedische Perspektive einnehmen zu müssen, die den Rahmen selbst betrachtet. Wie Newton und Einstein konvergieren Kopernikus und Abdelkader seltsam im Bereich des Weltlichen.
In vielen Fällen sagen Newtons Physik und Einsteins Physik einer Raumsonde, dass sie praktisch dasselbe tun sollen. Während sie in diesem Sinne konvergieren, divergieren sie in der Metaphysik völlig. Newtons Welt ist ein Billardkugeluniversum. Bewegte Objekte haben keine Geschwindigkeitsbegrenzung. Die Spielregeln sind klar: Kräfte wirken sofort und wirken sofort aus jeder Entfernung. Einsteins Welt hingegen ist ein Spiegelsaal. Die Raumzeit – das eigentliche Gewebe der Realität – ist gebogen. Zeit und Raum sind relativ. Kräfte werden durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt.Der verstorbene amerikanische Physiker Thomas Kuhn bemerkte, dass aufeinanderfolgende wissenschaftliche Theorien oft völlig unterschiedliche Darstellungen der Realität geben. So wie Newtons Billardhaus und Einsteins Spiegelsaal zwei völlig unterschiedliche Veranstaltungsorte sind, kann man sich einen dritten vorstellen.
Diese alternative Arena für die Realität stammt vom niederländischen theoretischen Physiker Erik Verlinde, der 2011 Newtons Gravitationsmodell aus anderen ersten Prinzipien oder fundamentalen Wahrheiten der Physik ableitete. Warum ist Verlindes Wiederentdeckung eines drei Jahrhunderte alten Modells eine große Sache? Weil die Gravitation selbst ein erstes Prinzip ist und daher nicht von anderen Gesetzen ableitbar sein sollte. Ob wir Gravitation als Masse betrachten, die Masse anzieht, oder als Masse, die die Raumzeit verzerrt, die Tatsache der Gravitation kann nicht auf etwas Einfacheres reduziert werden. Daher sollte es nicht möglich sein, es aus anderen, unterschiedlichen Bereichen der Physik wiederzuentdecken. Das wäre, als würde man die US-Verfassung von der Schweizer Bundesverfassung ableiten.
Es sei denn natürlich, Gravitation ist kein erstes Prinzip. In diesem Sinne umrahmt Verlinde die Schwerkraft als emergentes Phänomen. Emergente Phänomene treten auf, wenn Wechselwirkungen im kleinen Maßstab zu neuen Gesetzen, Prinzipien und Strukturen im größeren Maßstab führen. Betrachten Sie die schönen Eiskristalle, die wir Schneeflocken nennen. Die Bildung von Schneeflocken wird von der Thermodynamik angetrieben, den Gesetzen, die die Übertragung von Wärmeenergie zwischen Molekülen regeln. Und doch existieren Kristalle nicht auf der Skala einzelner Moleküle. Sie treten nur in größerem Maßstab auf, wenn viele Moleküle auf bestimmte Weise Energie austauschen.
So wie wir Schneeflocken aus der Thermodynamik erhalten können, argumentiert Verlinde, dass wir Gravitation aus der Thermodynamik erhalten können. Wenn das Universum ein Computerprogramm wäre, gäbe es im Code keine Gravitationslinie. Aus dieser Sicht ist Gravitation weniger wie ein Verfassungsartikel und eher wie ein Nebeneffekt.
Nachdem Verlinde den Ball gefangen hat, rennt sie weiter. Nachdem er Newtons Gravitationsmodell abgeleitet hat, leitet er in derselben Arbeit von 2011 wichtige Teile von Einsteins Modell ab. Aber was ändert sich dadurch? Ist Gravitation nicht immer Gravitation? Vielleicht nicht: Verlinde sieht Verbesserungspotenzial.
Dunkle Materie könnte ein verzweifelter Versuch sein, eine gescheiterte Theorie mit Beobachtung in Einklang zu bringen
Wie viele andere Physiker ist Verlinde von einem offensichtlichen Mangel an Einsteins Modell beunruhigt. Trotz ihrer vielen Triumphe kann die allgemeine Relativitätstheorie die Art und Weise, wie sich Galaxien drehen, nicht vorhersagen. Um Einstein zu retten, haben Physiker einfach die Hypothese aufgestellt, dass es viel mehr Masse um Galaxien gibt, als wir tatsächlich sehen können. Die unsichtbare Masse, dunkle Materie genannt, ist der regulären Materie mehr als fünf zu eins überlegen! Ohne seinen Gravitationseinfluss gibt es keine Möglichkeit, astronomische Daten mit der allgemeinen Relativitätstheorie in Einklang zu bringen.
Verlinde kommt die Geschichte der dunklen Materie bekannt vor. 1859 beschrieb der französische Astronom Urbain Le Verrier eine Anomalie in der Umlaufbahn des Planeten Merkur. Newtons Gesetze erklären nicht vollständig die allmähliche Neupositionierung (Präzession genannt) der eiförmigen Umlaufbahn des Planeten. Um die Situation zu verstehen, stellte Le Verrier die Hypothese auf, dass ein unsichtbarer Planet in der Nähe der Sonne kreist. Der Gravitationseinfluss dieser zusätzlichen Masse, der als Vulkan bezeichnet wird, würde die Anomalie von Le Verrier erklären, indem er Merkurs Umlaufbahn stört und so Merkurs Umlaufbahnpräzession mit Newtons Gesetzen in Einklang bringt. Vulkan, natürlich, wurde nie entdeckt. Die allgemeine Relativitätstheorie erklärte Merkurs Orbitalpräzession im Jahr 1915 und machte ein solches Modell überflüssig.
Klingt bekannt? Verlinde denkt so. Wie Ptolemäus Epizyklen und Le Verrier Vulcan, dunkle Materie könnte ein verzweifelter Versuch sein, eine fehlgeschlagene Theorie mit Beobachtung in Einklang zu bringen. Vielleicht ist es Zeit, eine neue Seite zu starten? Verlinde hat genau das Ende 2016 getan. In der Arbeit ‚Emergent Gravity and the Dark Universe‘ gibt er einer Idee, die 1983 mit dem israelischen Physiker Mordehai Milgrom entstand, neuen Glauben: Wenn die Schwerkraft schwach genug wird, nimmt ihr Einfluss mit der Entfernung weniger ab. Mit dieser Modifikation allein ist das Universum nicht mehr mit unsichtbarer Materie gefüllt. Dunkle Materie geht puh! Tatsächlich, mit Sparsamkeit auf seiner Seite, Verlinde könnte letztendlich Occams Rasiermesser als sein Schwert führen.
Die Wissenschaft ist ein Haifischbecken. Es ist leicht, jemanden zu verspotten, der denkt, die Erde sei flach. Aber nach dem Nachdenken über die spezielle Relativitätstheorie könnte der Flat-Earther ein letztes Lachen haben. Ein Video des amerikanischen Pädagogen und Internetpersönlichkeit Michael Stevens aus dem Jahr 2014 zeigt, dass die Erde in einigen Referenzrahmen tatsächlich eine flache Scheibe ist. Nein, wirklich. Im Bezugsrahmen eines kosmischen Strahls, der sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit auf unseren Planeten zubewegt, ist die Erde buchstäblich eine flache Scheibe von 17 Metern Dicke, die auf das Teilchen ausgerichtet ist.
Denken Sie daran, dass sich Objekte, die sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen, in ihrer Bewegungsrichtung zusammenziehen. Und wer sagt, dass das Teilchen nicht wirklich ruht, während sich die Erde darauf zubewegt? Ja, es ist alles da in der Physik. Die Erde bewegt sich fast mit Lichtgeschwindigkeit auf das Teilchen zu und wird in ihrer Bewegungsrichtung immens zusammengezogen. Wie Stevens es im Video ausdrückt:
Die Wissenschaft lehnt natürlich eine Theorie ab, wenn eine bessere zu mehr unserer Beobachtungen passt, aber warum die egoistische Besessenheit von unseren Beobachtungen? Ein Teilchen der kosmischen Strahlung könnte die gleiche wissenschaftliche Methode anwenden, die wir verwenden, und daraus schließen, dass die Erde tatsächlich flach war.
Der deutsche Philosoph Friedrich Nietzsche, ein Vorläufer der Postmoderne im 19.Jahrhundert, schrieb: „Es gibt keine Fakten, nur Interpretationen. Aber selbst das ist eine Interpretation. Was Nietzsche wirklich schrieb, war: ‚Es gibt keine Tatsachen, sondern nur Interpretationen. Und dies ist immer noch eine Interpretation von Tintenmustern auf einem Blatt Papier.Und vielleicht lag Nietzsche falsch – es könnte etwas Grundlegenderes geben als Interpretationen. Damit Gravitationstheorien überhaupt existieren können, muss es etwas geben, das erklärt werden muss. Selbst eine vollständige und völlige Leugnung der Gravitation in einer ihrer verschiedenen Formulierungen – Newtonsche, relativistische, emergente – würde zugeben, dass es etwas gibt, das wir beobachten, das nur eine Illusion sein könnte. Nichts kann die grundlegende Tatsache untergraben, dass es eine grundlegende Beobachtung namens Schwerkraft gibt, die erklärt werden muss. Alle Interpretationen weichen von dieser Beobachtung ab, die in der gemeinsamen Erfahrung der Menschen verwurzelt ist.
Wie der verstorbene Wissenschaftsjournalist Isaac Asimov einmal in einem verärgerten Brief an einen bevormundenden Studenten schrieb:
John, als die Leute dachten, die Erde sei flach, lagen sie falsch. Als die Menschen dachten, die Erde sei kugelförmig, lagen sie falsch. Aber wenn Sie denken, dass das Denken, die Erde sei kugelförmig, genauso falsch ist wie das Denken, die Erde sei flach, dann ist Ihre Ansicht falscher als beide zusammen.