WEBVTT 00:00:00.000 --> 00:00:02.000 Das Universum 00:00:02.000 --> 00:00:04.000 ist gewaltig. 00:00:04.000 --> 00:00:07.000 Wir leben in einer Galaxie, der Milchstraße. 00:00:07.000 --> 00:00:10.000 In der Milchstraße gibt es etwa einhundert Milliarden Sterne. 00:00:10.000 --> 00:00:12.000 Und wenn Sie Ihre Kamera 00:00:12.000 --> 00:00:14.000 auf einen beliebigen Punkt im Himmel richten 00:00:14.000 --> 00:00:16.000 und Sie die Blende geöffnet halten, 00:00:16.000 --> 00:00:19.000 dann werden Sie so etwas wie das hier zu sehen bekommen, solange Ihre Kamera 00:00:19.000 --> 00:00:21.000 mit dem Hubble-Weltraumteleskop verbunden ist. 00:00:21.000 --> 00:00:24.000 Jeder dieser kleinen Flecken 00:00:24.000 --> 00:00:26.000 ist eine Galaxie etwa so groß wie unsere Milchstraße - 00:00:26.000 --> 00:00:29.000 hundert Milliarden Sterne in jedem dieser Flecken. 00:00:29.000 --> 00:00:32.000 Es gibt etwa einhundert Milliarden Galaxien 00:00:32.000 --> 00:00:34.000 im sichtbaren Universum. 00:00:34.000 --> 00:00:36.000 100 Milliarden ist die einzige Zahl, die Sie wissen müssen. 00:00:36.000 --> 00:00:39.000 Das Alter des Universums, zwischen jetzt und dem Urknall, 00:00:39.000 --> 00:00:41.000 beträgt einhundert Milliarden Hundejahre. 00:00:41.000 --> 00:00:43.000 (Lachen) 00:00:43.000 --> 00:00:46.000 Was Ihnen etwas über unsere Stellung im Universum verrät. NOTE Paragraph 00:00:46.000 --> 00:00:48.000 Eins, was Sie mit einem Bild wie diesem machen können, ist, es einfach zu bewundern. 00:00:48.000 --> 00:00:50.000 Es ist wunderschön. 00:00:50.000 --> 00:00:53.000 Ich habe mich oft gefragt, worin der Selektionsdruck, 00:00:53.000 --> 00:00:56.000 der unsere Urahnen in der Steppe dazu veranlasste, sich anzupassen und weiterzuentwickeln, 00:00:56.000 --> 00:00:58.000 besteht, sich an Bildern von Galaxien zu erfreuen, 00:00:58.000 --> 00:01:00.000 wenn sie keine besaßen. 00:01:00.000 --> 00:01:02.000 Aber wir würden es auch gerne begreifen. 00:01:02.000 --> 00:01:06.000 Als Kosmologe möchte ich fragen, warum ist das Universum so, wie es ist? 00:01:06.000 --> 00:01:09.000 Ein entscheidender Hinweis, den wir haben, ist, dass das Universum sich mit der Zeit verändert. 00:01:09.000 --> 00:01:12.000 Wenn Sie sich eine dieser Galaxien anschauen und ihre Geschwindigkeit messen würden, 00:01:12.000 --> 00:01:14.000 würden Sie feststellen, dass sie sich von Ihnen fortbewegt. 00:01:14.000 --> 00:01:16.000 Und wenn Sie sich eine Galaxie anschauen würden, die weiter entfernt ist, 00:01:16.000 --> 00:01:18.000 würde sich diese schneller entfernen. 00:01:18.000 --> 00:01:20.000 Also sagen wir, dass das Universum sich ausdehnt. NOTE Paragraph 00:01:20.000 --> 00:01:22.000 Was das natürlich bedeutet, ist, dass die Dinge 00:01:22.000 --> 00:01:24.000 in der Vergangenheit näher beieinander lagen. 00:01:24.000 --> 00:01:26.000 In der Vergangenheit war das Universum dichter 00:01:26.000 --> 00:01:28.000 und zudem heißer. 00:01:28.000 --> 00:01:30.000 Wenn man Dinge zusammenpresst, steigt die Temperatur. 00:01:30.000 --> 00:01:32.000 Das ergibt für uns grundsätzlich Sinn. 00:01:32.000 --> 00:01:34.000 Was für uns nicht so viel Sinn ergibt, ist, 00:01:34.000 --> 00:01:37.000 dass das Universum in früheren Zeiten, kurz nach dem Urknall, 00:01:37.000 --> 00:01:39.000 auch sehr, sehr gleichmäßig war. 00:01:39.000 --> 00:01:41.000 Sie mögen denken, das sei nicht überraschend. 00:01:41.000 --> 00:01:43.000 Die Luft in diesem Raum ist sehr gleichmäßig verteilt. 00:01:43.000 --> 00:01:46.000 Sie mögen sagen: "Naja, vielleicht haben sich die Dinge einfach von allein ausgeglichen." 00:01:46.000 --> 00:01:49.000 Aber die Gegebenheiten kurz nach dem Urknall waren völlig anders 00:01:49.000 --> 00:01:51.000 als die Gegebenheiten der Luft in diesem Raum. 00:01:51.000 --> 00:01:53.000 Insbesondere waren die Dinge viel dichter. 00:01:53.000 --> 00:01:55.000 Die Gravitationskraft der Dinge 00:01:55.000 --> 00:01:57.000 war sehr viel größer kurz nach dem Urknall. NOTE Paragraph 00:01:57.000 --> 00:01:59.000 Was Sie bedenken müssen, ist, 00:01:59.000 --> 00:02:01.000 dass wir es mit einem Universum zu tun haben mit einhundert Milliarden Galaxien, 00:02:01.000 --> 00:02:03.000 mit je einhundert Milliarden Sternen. 00:02:03.000 --> 00:02:06.000 In frühen Zeiten waren diese einhundert Milliarden Galaxien 00:02:06.000 --> 00:02:09.000 in einem Raum zusammengepresst, der in etwa so groß war - 00:02:09.000 --> 00:02:11.000 wortwörtlich, in frühen Zeiten. 00:02:11.000 --> 00:02:13.000 Und Sie müssen sich dieses Zusammenpressen vorstellen 00:02:13.000 --> 00:02:15.000 ohne jegliche Unregelmäßigkeiten, 00:02:15.000 --> 00:02:17.000 ohne jegliche Punkte, 00:02:17.000 --> 00:02:19.000 an denen es ein paar mehr Atome gab als anderswo. 00:02:19.000 --> 00:02:22.000 Denn wenn das der Fall gewesen wäre, wären sie unter der Gravitationskraft kollabiert 00:02:22.000 --> 00:02:24.000 zu einem riesigen schwarzen Loch. 00:02:24.000 --> 00:02:27.000 Das Universum in frühen Zeiten völlig gleichmäßig zu halten 00:02:27.000 --> 00:02:29.000 war nicht einfach, es war ein empfindliches Gefüge. 00:02:29.000 --> 00:02:31.000 Das ist ein Hinweis darauf, 00:02:31.000 --> 00:02:33.000 dass das frühe Universum nicht willkürlich ausgewählt wurde. 00:02:33.000 --> 00:02:35.000 Es gibt etwas, dass es so gemacht hat, wie es ist. 00:02:35.000 --> 00:02:37.000 Wir würden gerne wissen, was. NOTE Paragraph 00:02:37.000 --> 00:02:40.000 Ein Teil unseres Wissens hierüber wurde uns von Ludwig Boltzmann geliefert, 00:02:40.000 --> 00:02:43.000 einem österreichischen Physiker aus dem 19. Jahrhundert. 00:02:43.000 --> 00:02:46.000 Und Boltzmanns Beitrag bestand darin, dass er uns half, Entropie zu verstehen. 00:02:46.000 --> 00:02:48.000 Sie haben sich von Entropie gehört. 00:02:48.000 --> 00:02:51.000 Es handelt sich dabei um die Willkürlichkeit, die Unordnung, das Chaos mancher Systeme. 00:02:51.000 --> 00:02:53.000 Boltzmann lieferte uns eine Formel - 00:02:53.000 --> 00:02:55.000 jetzt eingraviert in seinen Grabstein - 00:02:55.000 --> 00:02:57.000 die wirklich quantifiziert, was Entropie ist. 00:02:57.000 --> 00:02:59.000 Und im Grunde besagt sie einfach, 00:02:59.000 --> 00:03:01.000 dass Entropie die Anzahl der Arten und Weisen ist, 00:03:01.000 --> 00:03:04.000 auf die wir die Komponenten eines Systems umorganisieren können, ohne dass man eine Veränderung bemerkt, 00:03:04.000 --> 00:03:06.000 so dass es makroskopisch genau gleich aussieht. 00:03:06.000 --> 00:03:08.000 Betrachtet man sich die Luft in diesem Raum, 00:03:08.000 --> 00:03:11.000 nimmt man nicht jedes einzelne Atom wahr. 00:03:11.000 --> 00:03:13.000 In einer Konfiguration mit niedriger Entropie 00:03:13.000 --> 00:03:15.000 gibt es nur wenige Anordnungen, die so aussehen. 00:03:15.000 --> 00:03:17.000 In einer Konfiguration mit hoher Entropie 00:03:17.000 --> 00:03:19.000 gibt es viele Anordnungen, die so aussehen. 00:03:19.000 --> 00:03:21.000 Dies ist eine äußerst wichtige Erkenntnis, 00:03:21.000 --> 00:03:23.000 weil es uns dabei hilft, 00:03:23.000 --> 00:03:25.000 das zweite Gesetz der Thermodynamik zu erklären - 00:03:25.000 --> 00:03:28.000 das Gesetz, das besagt, das die Entropie im Universum zunimmt, 00:03:28.000 --> 00:03:30.000 oder in einem begrenzten Teil des Universums. NOTE Paragraph 00:03:30.000 --> 00:03:32.000 Der Grund, warum die Entropie zunimmt, 00:03:32.000 --> 00:03:35.000 ist, dass es sehr viel mehr Arten und Weisen gibt, 00:03:35.000 --> 00:03:37.000 eine hohe Entropie zu haben als eine niedrige Entropie zu haben. 00:03:37.000 --> 00:03:39.000 Das ist eine wunderbare Erkenntnis, 00:03:39.000 --> 00:03:41.000 aber sie lässt etwas aus. 00:03:41.000 --> 00:03:43.000 Übrigens ist die Erkennis, das die Entropie zunimmt, 00:03:43.000 --> 00:03:46.000 das, was sich hinter dem sogenannten Zeitpfeil verbirgt, 00:03:46.000 --> 00:03:48.000 dem Unterschied zwischen Vergangenheit und Zukunft. 00:03:48.000 --> 00:03:50.000 Jeder Unterschied, den es 00:03:50.000 --> 00:03:52.000 zwischen der Vergangenheit und der Zunkuft gibt, 00:03:52.000 --> 00:03:54.000 existiert, weil Entropie zunimmt - 00:03:54.000 --> 00:03:57.000 die Tatsache, dass Sie sich an die Vergangenheit, nicht aber an die Zukunft erinnern können. 00:03:57.000 --> 00:04:00.000 Der Grund dafür, dass Sie geboren werden, leben und dann sterben, 00:04:00.000 --> 00:04:02.000 immer in dieser Reihenfolge, 00:04:02.000 --> 00:04:04.000 ist, dass Entropie zunimmt. 00:04:04.000 --> 00:04:06.000 Boltzmann erklärte, dass es, wenn man mit einer niedrigen Entropie beginnt, 00:04:06.000 --> 00:04:08.000 natürlich ist, dass diese zunimmt, 00:04:08.000 --> 00:04:11.000 da es mehr Möglichkeiten für eine Anordnung mit hoher Entropie gibt. 00:04:11.000 --> 00:04:13.000 Was er nicht erklärte, war, 00:04:13.000 --> 00:04:16.000 warum die Entropie überhaupt jemals niedrig war. NOTE Paragraph 00:04:16.000 --> 00:04:18.000 Die Tatsache, dass das Universum eine niedrige Entropie hatte, 00:04:18.000 --> 00:04:20.000 spiegelte die Tatsache wieder, 00:04:20.000 --> 00:04:22.000 dass das frühe Universum sehr, sehr gleichmäßig war. 00:04:22.000 --> 00:04:24.000 Wir würden das gerne verstehen. 00:04:24.000 --> 00:04:26.000 Das ist unsere Aufgabe als Kosmologen. 00:04:26.000 --> 00:04:28.000 Leider ist das kein Problem, 00:04:28.000 --> 00:04:30.000 dem wir bisher genug Aufmerksamkeit geschenkt haben. 00:04:30.000 --> 00:04:32.000 Es ist keines der Dinge, die die Leute nennen würden, 00:04:32.000 --> 00:04:34.000 wenn Sie einen neuzeitlichen Kosmologen fragen würden: 00:04:34.000 --> 00:04:36.000 "Welches sind die Probleme, die wir zu adressieren versuchen?" 00:04:36.000 --> 00:04:38.000 Einer der Menschen, die dies als Problem erkannten, 00:04:38.000 --> 00:04:40.000 war Richard Feynman. 00:04:40.000 --> 00:04:42.000 Vor 50 Jahren hielt er eine Reihe von verschiedenen Vorlesungen. 00:04:42.000 --> 00:04:44.000 Er hielt die berühmten Vorlesungen, 00:04:44.000 --> 00:04:46.000 die bekannt wurden als "The Character of Physical Law." 00:04:46.000 --> 00:04:48.000 Er hielt Vorlesungen für Caltech Studenten im grundständigen Studium, 00:04:48.000 --> 00:04:50.000 die bekannt wurden als "The Feynman Lectures on Physics." 00:04:50.000 --> 00:04:52.000 Er hielt Vorlesungen für Caltech Studenten im Aufbaustudium, 00:04:52.000 --> 00:04:54.000 die bekannt wurden als "The Feynman Lectures on Gravitation." 00:04:54.000 --> 00:04:57.000 In jedem dieser Bücher, jeder dieser Vorlesungsreihen, 00:04:57.000 --> 00:04:59.000 hebt er dieses Rätsel hervor: 00:04:59.000 --> 00:05:02.000 Warum hatte das frühe Universum eine solch niedrige Entropie? NOTE Paragraph 00:05:02.000 --> 00:05:04.000 Er sagt also - ich werde den Akzent nicht nachahmen - 00:05:04.000 --> 00:05:07.000 er sagt: "Aus irgendeinem Grund hatte das Universum zu einem gewissen Zeitpunkt 00:05:07.000 --> 00:05:10.000 eine sehr niedrige Entropie, gemessen an seinem Energiegehalt, 00:05:10.000 --> 00:05:12.000 und seit diesem Zeitpunkt hat die Entropie zugenommen. 00:05:12.000 --> 00:05:15.000 Der Zeitpfeil kann nicht vollständig verstanden werden, 00:05:15.000 --> 00:05:18.000 bis man dem Geheimnis des Ursprungs des Universums 00:05:18.000 --> 00:05:20.000 auf die Spur kommt und 00:05:20.000 --> 00:05:22.000 Spekulation sich in Verstehen verwandelt." 00:05:22.000 --> 00:05:24.000 Das also ist unsere Aufgabe. 00:05:24.000 --> 00:05:26.000 Wir wollen es wissen - das war vor 50 Jahren, "Bestimmt," denken Sie, 00:05:26.000 --> 00:05:28.000 "hat man das mittlerweile herausgefunden." 00:05:28.000 --> 00:05:30.000 Es stimmt nicht, dass wir es mittlerweile herausgefunden haben. NOTE Paragraph 00:05:30.000 --> 00:05:32.000 Der Grund, warum sich das Problem noch vergrößert hat 00:05:32.000 --> 00:05:34.000 anstatt besser zu werden, ist, 00:05:34.000 --> 00:05:36.000 dass wir im Jahr 1998 00:05:36.000 --> 00:05:39.000 etwas Entscheidendes über des Universum lernten, das wir vorher nicht gewusst hatten. 00:05:39.000 --> 00:05:41.000 Wir fanden heraus, dass es sich beschleunigt. 00:05:41.000 --> 00:05:43.000 Das Universum dehnt sich nicht nur aus. 00:05:43.000 --> 00:05:45.000 Wenn man sich die Galaxie betrachtet, entfernt sie sich. 00:05:45.000 --> 00:05:47.000 Wenn man sie sich eine Milliarde Jahre später wieder betrachtet, 00:05:47.000 --> 00:05:50.000 wird sie sich schneller entfernen. 00:05:50.000 --> 00:05:53.000 Die einzelnen Galaxien bewegen sich schneller und schneller von uns fort. 00:05:53.000 --> 00:05:55.000 Daher sagen wir, dass das Universum sich beschleunigt. 00:05:55.000 --> 00:05:57.000 Im Gegensatz zu der niedrigen Entropie des frühen Universums, 00:05:57.000 --> 00:05:59.000 obwohl wir die Antwort darauf nicht kennen, 00:05:59.000 --> 00:06:01.000 haben wir zumindest eine gute Theorie, die dies erklären kann, 00:06:01.000 --> 00:06:03.000 falls diese Theorie zutrifft, 00:06:03.000 --> 00:06:05.000 und dass die die Theorie von der dunklen Energie. 00:06:05.000 --> 00:06:08.000 Dabei handelt es sich einfach um die Idee, dass der leere Raum selbst Energie besitzt. NOTE Paragraph 00:06:08.000 --> 00:06:11.000 In jedem kleinen Kubikzentimeter des Raums, 00:06:11.000 --> 00:06:13.000 ob es nun Stoff darin gibt oder nicht, 00:06:13.000 --> 00:06:15.000 ob es Teilchen gibt, Materie, Strahlung oder was auch immer, 00:06:15.000 --> 00:06:18.000 gibt es Energie, auch im Raum selbst. 00:06:18.000 --> 00:06:20.000 Und nach Einstein treibt diese Energie 00:06:20.000 --> 00:06:23.000 das Universum an. 00:06:23.000 --> 00:06:25.000 Sie ist ein fortwährender Impuls, 00:06:25.000 --> 00:06:27.000 der die Galaxien auseinander treibt. 00:06:27.000 --> 00:06:30.000 Denn im Gegensatz zu Materie oder Strahlung, verdünnt sich 00:06:30.000 --> 00:06:33.000 dunkle Energie nicht, während das Universum sich ausdehnt. 00:06:33.000 --> 00:06:35.000 Die Energiemenge in jedem Kubikzentimeter 00:06:35.000 --> 00:06:37.000 bleibt gleich, 00:06:37.000 --> 00:06:39.000 während das Universum größer und größer wird. 00:06:39.000 --> 00:06:42.000 Das hat entscheidende Konsequenzen darauf, 00:06:42.000 --> 00:06:45.000 was mit dem Universum in Zukunft geschehen wird. 00:06:45.000 --> 00:06:47.000 Einerseits wir sich das Universum für immer ausdehnen. NOTE Paragraph 00:06:47.000 --> 00:06:49.000 Als ich in Ihrem Alter war, 00:06:49.000 --> 00:06:51.000 wussten wir nicht, was mit dem Universum geschehen würde. 00:06:51.000 --> 00:06:54.000 Manche Leute dachten, das Universum würde in der Zukunft wieder in sich zusammenfallen. 00:06:54.000 --> 00:06:56.000 Einstein gefiehlt diese Idee. 00:06:56.000 --> 00:06:59.000 Aber wenn es dunkle Energie gibt, und diese dunkle Energie nicht verschwindet, 00:06:59.000 --> 00:07:02.000 dann wird sich das Universum für immer ausdehnen. 00:07:02.000 --> 00:07:04.000 14 Milliarden Jahre in der Vergangenheit, 00:07:04.000 --> 00:07:06.000 100 Milliarden Hundejahre, 00:07:06.000 --> 00:07:09.000 aber eine unendliche Anzahl an Jahren in der Zukunft. 00:07:09.000 --> 00:07:12.000 Derweil sieht der Weltraum für uns 00:07:12.000 --> 00:07:14.000 im Grunde endlich aus. 00:07:14.000 --> 00:07:16.000 Der Weltraum mag endlich oder unendlich sein, 00:07:16.000 --> 00:07:18.000 aber weil sich das Universum beschleunigt, 00:07:18.000 --> 00:07:20.000 gibt es Teile von ihm, die wir nicht sehen können 00:07:20.000 --> 00:07:22.000 und nie sehen werden. 00:07:22.000 --> 00:07:24.000 Es gibt nur eine begrenzte Region des Weltalls, zu der wir Zugang haben, 00:07:24.000 --> 00:07:26.000 umgeben von einem Horizont. 00:07:26.000 --> 00:07:28.000 Daher ist der Weltraum, obwohl die Zeit ewig fortbesteht, 00:07:28.000 --> 00:07:30.000 für uns begrenzt. 00:07:30.000 --> 00:07:33.000 Abschließend hat der leere Raum eine Temperatur. NOTE Paragraph 00:07:33.000 --> 00:07:35.000 In den 1970er Jahren berichtete uns Stephen Hawking, 00:07:35.000 --> 00:07:37.000 dass ein schwarzes Loch, obwohl man meint, es sei schwarz, 00:07:37.000 --> 00:07:39.000 tatsächlich Strahlung absondert, 00:07:39.000 --> 00:07:41.000 wenn man Quantenmechanik berücksichtigt. 00:07:41.000 --> 00:07:44.000 Die Krümmung des Raum-Zeit-Kontinuums um das schwarze Loch 00:07:44.000 --> 00:07:47.000 lässt quantenmechanische Fluktuationen entstehen 00:07:47.000 --> 00:07:49.000 und das schwarze Loch sendet Strahlung aus. 00:07:49.000 --> 00:07:52.000 Eine ganz ähnliche Kalkulation von Hawking und Gary Gibbons zeigte, 00:07:52.000 --> 00:07:55.000 dass, wenn man dunkle Energie in einem leeren Raum hat, 00:07:55.000 --> 00:07:58.000 das ganze Universum Strahlung aussendet. 00:07:58.000 --> 00:08:00.000 Die Energie des leeren Raums 00:08:00.000 --> 00:08:02.000 lässt Quantumfluktuationen entstehen. 00:08:02.000 --> 00:08:04.000 Und daher wird es, obwohl das Universum ewig fortbestehen wird 00:08:04.000 --> 00:08:07.000 und gewöhnliche Materie und Strahlung sich verflüchtigen werden, 00:08:07.000 --> 00:08:09.000 immer ein gewisses Maß an Strahlung geben, 00:08:09.000 --> 00:08:11.000 einige thermische Fluktuationen, 00:08:11.000 --> 00:08:13.000 selbst im leeren Raum. 00:08:13.000 --> 00:08:15.000 Was das bedeutet, ist, 00:08:15.000 --> 00:08:17.000 dass das Universum wie ein Behälter aus Gas ist, 00:08:17.000 --> 00:08:19.000 den es für immer geben wird. 00:08:19.000 --> 00:08:21.000 Was ist die Konsequenz von all dem? NOTE Paragraph 00:08:21.000 --> 00:08:24.000 Die Konsequenz wurde von Boltzmann im 19. Jahrhundert untersucht. 00:08:24.000 --> 00:08:27.000 Er sagte, naja, Entropie nimmt zu, 00:08:27.000 --> 00:08:29.000 weil es für eine hohe Entropie viel mehr Möglichkeiten gibt 00:08:29.000 --> 00:08:32.000 als für eine niedrige Entropie. 00:08:32.000 --> 00:08:35.000 Aber das ist eine wahrscheinlichkeitstheoretische Aussage. 00:08:35.000 --> 00:08:37.000 Sie wird wahrscheinlich zunehmen, 00:08:37.000 --> 00:08:39.000 und die Wahrscheinlichkeit ist extrem groß. 00:08:39.000 --> 00:08:41.000 Das ist nichts, worüber Sie sich Sorgen machen müssten - 00:08:41.000 --> 00:08:45.000 dass sich die Luft in diesem Raum in einem Teil des Raums zusammenzieht und uns ersticken lässt. 00:08:45.000 --> 00:08:47.000 Das ist sehr, sehr unwahrscheinlich. 00:08:47.000 --> 00:08:49.000 Es sei denn, jemand verschließt die Türen 00:08:49.000 --> 00:08:51.000 und hält uns hier tatsächlich für immer fest, 00:08:51.000 --> 00:08:53.000 dann würde das passieren. 00:08:53.000 --> 00:08:55.000 Alles, was möglich ist, 00:08:55.000 --> 00:08:58.000 jede Konfiguration, die den Molekülen in diesem Raum möglich ist, 00:08:58.000 --> 00:09:00.000 würde irgendwann eingenommen werden. NOTE Paragraph 00:09:00.000 --> 00:09:03.000 Daher sagt Boltzmann, man könnte mit einem Universum beginnen, 00:09:03.000 --> 00:09:05.000 das sich in einem thermischen Gleichgewicht befindet. 00:09:05.000 --> 00:09:08.000 Er wusste nichts vom Urknall. Er wusste nicht von der Expansion des Universums. 00:09:08.000 --> 00:09:11.000 Er dachte, dass Raum und Zeit schon von Issac Newton erklärt worden waren - 00:09:11.000 --> 00:09:13.000 sie waren absolut; sie waren einfach für immer da. 00:09:13.000 --> 00:09:15.000 Seine Idee eines natürlich Universums 00:09:15.000 --> 00:09:18.000 bestand also darin, dass die Luftmoleküle einfach überall gleichmäßig verteilt waren - 00:09:18.000 --> 00:09:20.000 die 'Alles'-Moleküle. 00:09:20.000 --> 00:09:23.000 Aber wenn man Boltzmann ist, dann weiß man, wenn man lange genug wartet, 00:09:23.000 --> 00:09:26.000 dann werden zufällige Fluktuationen dieser Moleküle 00:09:26.000 --> 00:09:28.000 sie dann und wann in Konfiguationen 00:09:28.000 --> 00:09:30.000 niedrigerer Entropie befördern. 00:09:30.000 --> 00:09:32.000 Und dann werden sie sich natürlich wieder ausdehnen, 00:09:32.000 --> 00:09:34.000 wie es der natürliche Lauf der Dinge ist. 00:09:34.000 --> 00:09:36.000 Also ist es nicht so, dass Entropie immer zunehmen muss - 00:09:36.000 --> 00:09:39.000 man kann Fluktuationen zu einer niedrigeren Entropie beobachten, 00:09:39.000 --> 00:09:41.000 zu Zuständen, die organisierter sind. NOTE Paragraph 00:09:41.000 --> 00:09:43.000 Wenn das also wahr ist, 00:09:43.000 --> 00:09:45.000 dann geht Boltzmann dazu über, 00:09:45.000 --> 00:09:47.000 zwei hoch modern klingende Vorstellungen zu erfinden - 00:09:47.000 --> 00:09:50.000 das Multiversum und das anthropische Prinzip. 00:09:50.000 --> 00:09:52.000 Er sagt, dass das thermische Gleichgewicht deshalb ein Problem ist, 00:09:52.000 --> 00:09:54.000 weil wir darin nicht leben können. 00:09:54.000 --> 00:09:57.000 Erinnern Sie sich, das Leben selbst hängt ab vom Zeitpfeil. 00:09:57.000 --> 00:09:59.000 Wir wären nicht in der Lage, Informationen zu verarbeiten, 00:09:59.000 --> 00:10:01.000 Stoffwechsel zu betreiben, zu gehen und zu sprechen, 00:10:01.000 --> 00:10:03.000 wenn wir in einem thermischen Gleichgewicht leben würden. 00:10:03.000 --> 00:10:05.000 Wenn man sich also ein sehr, sehr großes Universum vorstellt, 00:10:05.000 --> 00:10:07.000 ein unendlich großes Universum, 00:10:07.000 --> 00:10:09.000 mit Teilchen, die willkürlich aneinander stoßen, 00:10:09.000 --> 00:10:12.000 dann wird es gelegentlich kleine Fluktuationen in Zustände niedrigerer Entropie geben, 00:10:12.000 --> 00:10:14.000 und dann gehen sie wieder zurück. 00:10:14.000 --> 00:10:16.000 Aber es wir auch große Fluktuationen geben. 00:10:16.000 --> 00:10:18.000 Gelegentlich wird ein Planeten erschaffen 00:10:18.000 --> 00:10:20.000 oder ein Stern oder eine Galaxie 00:10:20.000 --> 00:10:22.000 oder einhundert Milliarden Galaxien. 00:10:22.000 --> 00:10:24.000 Boltzmann sagt also, 00:10:24.000 --> 00:10:27.000 wir werden nur in dem Teil des Multiversums existieren, 00:10:27.000 --> 00:10:30.000 in dem Teil dieses unendlich großen Gefüges fluktuierender Teilchen, 00:10:30.000 --> 00:10:32.000 in dem Leben möglich ist. 00:10:32.000 --> 00:10:34.000 Das ist die Region, in dem die Entropie niedrig ist. 00:10:34.000 --> 00:10:37.000 Vielleicht ist unser Universum einfach eines dieser Dinge, 00:10:37.000 --> 00:10:39.000 die von Zeit zu Zeit passieren. NOTE Paragraph 00:10:39.000 --> 00:10:41.000 Ihre Hausaufgabe ist es jetzt, 00:10:41.000 --> 00:10:43.000 darüber wirklich nachzudenken, zu überlegen, was das bedeutet. 00:10:43.000 --> 00:10:45.000 Carl Sagan sagte bekannterweise einmal: 00:10:45.000 --> 00:10:47.000 "Um einen Apfelkuchen backen zu können, 00:10:47.000 --> 00:10:50.000 muss man zunächst einmal das Universum erfinden." 00:10:50.000 --> 00:10:52.000 Aber er hatte Unrecht. 00:10:52.000 --> 00:10:55.000 Wenn man in Boltzmanns Szenario einen Apfelkuchen backen will, 00:10:55.000 --> 00:10:58.000 dann wartet man einfach darauf, dass die willkürliche Bewegung von Atomen 00:10:58.000 --> 00:11:00.000 den Apfelkuchen backt. 00:11:00.000 --> 00:11:02.000 Das wird weitaus öfter geschehen 00:11:02.000 --> 00:11:04.000 als die zufälligen Bewegungen von Atomen, 00:11:04.000 --> 00:11:06.000 die eine Apfelbaumplantage 00:11:06.000 --> 00:11:08.000 und etwas Zucker und einen Ofen 00:11:08.000 --> 00:11:10.000 und dann einen Apfelkuchen hervorbringen. 00:11:10.000 --> 00:11:13.000 Dieses Szenario trifft Vorhersagen. 00:11:13.000 --> 00:11:15.000 Und die Vorhersagen sind, 00:11:15.000 --> 00:11:18.000 dass die Fluktuationen, die uns hervorbringen, minimal sind. 00:11:18.000 --> 00:11:21.000 Selbst, wenn man sich vorstellt, dass der Raum, in dem wir jetzt sind, 00:11:21.000 --> 00:11:23.000 existiert und real ist und wir sind hier 00:11:23.000 --> 00:11:25.000 und wir haben nicht nur unsere Erinnerungen, 00:11:25.000 --> 00:11:27.000 sondern auch unseren Eindruck, dass draußen etwas existiert, 00:11:27.000 --> 00:11:31.000 das sich Caltech und die Vereinigten Staaten und die Milchstraße nennt, 00:11:31.000 --> 00:11:34.000 dann ist es viel einfacher, dass all diese Eindrücke zufällig in Ihr Gehirn fluktuieren, 00:11:34.000 --> 00:11:36.000 als dass sie sich willkürlich zu Caltech 00:11:36.000 --> 00:11:39.000 und zu den Vereinigten Staaten und zur Galaxie zusammenfluktuieren. NOTE Paragraph 00:11:39.000 --> 00:11:41.000 Die gute Nachricht ist, 00:11:41.000 --> 00:11:44.000 dass dieses Szenario deshalb nicht funktioniert; es ist nicht richtig. 00:11:44.000 --> 00:11:47.000 Dieses Szenario sagt vorher, dass wir eine minimale Fluktuation sein sollten. 00:11:47.000 --> 00:11:49.000 Selbst, wenn man unsere Galaxie außer Acht lässt, 00:11:49.000 --> 00:11:51.000 würde man nicht einhundert Milliarden andere Galaxien bekommen. 00:11:51.000 --> 00:11:53.000 Und Feynman verstand dies ebenfalls. 00:11:53.000 --> 00:11:57.000 Feynman sagt: "Ausgehend von der Hypothese, dass die Welt eine Fluktuation ist, 00:11:57.000 --> 00:11:59.000 sind alle Prognosen solcherart, dass wir, 00:11:59.000 --> 00:12:01.000 wenn wir einen Teil der Welt betrachten, den wir noch nie zuvor gesehen haben, 00:12:01.000 --> 00:12:03.000 ihn durcheinander geraten vorfinden werden, und nicht wie den Teil, den wir kurz zuvor angeschaut haben - 00:12:03.000 --> 00:12:05.000 hohe Entropie. 00:12:05.000 --> 00:12:07.000 Wenn unsere Ordnung Folge einer Fluktuation wäre, 00:12:07.000 --> 00:12:09.000 dann würden wir nirgendwo anders Ordnung erwarten als genau dort, wo wir sie gerade festgestellt haben. 00:12:09.000 --> 00:12:13.000 Daraus schließen wir, dass das Universum keine Fluktuation ist." 00:12:13.000 --> 00:12:16.000 Das ist gut. Die Frage ist dann, was ist die richtige Antwort? 00:12:16.000 --> 00:12:18.000 Wenn das Universum keine Fluktuation ist, 00:12:18.000 --> 00:12:21.000 warum hatte das frühe Universum dann eine niedrige Entropie? 00:12:21.000 --> 00:12:24.000 Und ich würde Ihnen die Antwort darauf liebend gerne geben, aber mir rennt die Zeit davon. NOTE Paragraph 00:12:24.000 --> 00:12:26.000 (Lachen) NOTE Paragraph 00:12:26.000 --> 00:12:28.000 Auf der einen Seite haben wir hier das Universum, von dem wir Ihnen berichten, 00:12:28.000 --> 00:12:30.000 auf der anderen Seite das Universum, das wirklich existiert. 00:12:30.000 --> 00:12:32.000 Ich habe Ihnen gerade dieses Bild gezeigt. 00:12:32.000 --> 00:12:34.000 Das Universum dehnt sich seit etwa 10 Milliarden Jahren aus. 00:12:34.000 --> 00:12:36.000 Es kühlt sich ab. 00:12:36.000 --> 00:12:38.000 Aber wir wissen jetzt genug über die Zukunft des Universums, 00:12:38.000 --> 00:12:40.000 dass wir sehr viel mehr sagen können. 00:12:40.000 --> 00:12:42.000 Wenn die dunkle Energie bestehen bleibt, 00:12:42.000 --> 00:12:45.000 dann werden die Sterne um uns herum ihren nuklearen Treibstoff aufbrauchen, sie werden aufhören zu brennen. 00:12:45.000 --> 00:12:47.000 Sie werden zu schwarzen Löchern kollabieren. 00:12:47.000 --> 00:12:49.000 Wie werden in einem Universum leben, 00:12:49.000 --> 00:12:51.000 in dem es nichts anderes gibt als schwarze Löcher. 00:12:51.000 --> 00:12:55.000 Dieses Universum wird 10 hoch 100 Jahre existieren - 00:12:55.000 --> 00:12:57.000 sehr viel länger als unser kleines Universum besteht. 00:12:57.000 --> 00:12:59.000 Die Zukunft ist sehr viel länger als die Vergangenheit. 00:12:59.000 --> 00:13:01.000 Aber auch schwarze Löcher halten nicht ewig. 00:13:01.000 --> 00:13:03.000 Sie werden sich auflösen, 00:13:03.000 --> 00:13:05.000 und wir werden zurückbleiben mit nichts als leerem Raum. 00:13:05.000 --> 00:13:09.000 Dieser leere Raum wird im Wesentlichen für immer fortbestehen. 00:13:09.000 --> 00:13:12.000 Aber da der leere Raum Strahlung absondert, 00:13:12.000 --> 00:13:14.000 gibt es thermische Fluktuationen, 00:13:14.000 --> 00:13:16.000 und er durchläuft 00:13:16.000 --> 00:13:18.000 all die möglichen verschiedenen Kombinationen 00:13:18.000 --> 00:13:21.000 des Maßes an Freizügigkeit, die in einem leeren Raum existiert. 00:13:21.000 --> 00:13:23.000 Obwohl das Universum für immer fortbesteht, 00:13:23.000 --> 00:13:25.000 gibt es also nur eine endliche Anzahl an Dingen, 00:13:25.000 --> 00:13:27.000 die im Universum passieren können. 00:13:27.000 --> 00:13:29.000 Sie alle geschehen über einen Zeitraum hinweg von 00:13:29.000 --> 00:13:32.000 10 hoch 10 hoch 120 Jahren. NOTE Paragraph 00:13:32.000 --> 00:13:34.000 Hier sind also zwei Fragen für Sie. 00:13:34.000 --> 00:13:37.000 Nummer eins: Wenn das Universum 10 hoch 10 hoch 120 Jahre fortbesteht, 00:13:37.000 --> 00:13:39.000 warum werden wir geboren 00:13:39.000 --> 00:13:42.000 in den ersten 14 Milliarden Jahren, 00:13:42.000 --> 00:13:45.000 im warmen, komfortablen Nachglühen des Urknalls. 00:13:45.000 --> 00:13:47.000 Warum existieren wir nicht im leeren Raum? 00:13:47.000 --> 00:13:49.000 Sie mögen sagen: "Naja, dort gibt es nichts, worin man leben kann", 00:13:49.000 --> 00:13:51.000 aber das ist nicht richtig. 00:13:51.000 --> 00:13:53.000 Sie könnten eine willkürliche Fluktuation aus dem Nichts sein. 00:13:53.000 --> 00:13:55.000 Warum sind Sie es nicht? 00:13:55.000 --> 00:13:58.000 Mehr Hausaufgaben für Sie. NOTE Paragraph 00:13:58.000 --> 00:14:00.000 Wie ich schon gesagt habe, ich kenne die Antwort nicht wirklich. 00:14:00.000 --> 00:14:02.000 Ich werde Ihnen mein Lieblingsszenario schildern. 00:14:02.000 --> 00:14:05.000 Entweder ist es so, dass einfach keine Erklärung gibt. 00:14:05.000 --> 00:14:07.000 Es ist eine rücksichtslose Tatsache der Universums, 00:14:07.000 --> 00:14:10.000 die man akzeptieren und nicht hinterfragen sollte. 00:14:11.000 --> 00:14:13.000 Oder vielleicht ist der Urknall 00:14:13.000 --> 00:14:15.000 nicht der Beginn des Universums. 00:14:15.000 --> 00:14:18.000 Ein Ei, ein unversehrtes Ei, ist eine Konfiguration niedriger Entropie, 00:14:18.000 --> 00:14:20.000 und dennoch sagen wir, wenn wir unseren Kühlschrank öffnen, 00:14:20.000 --> 00:14:22.000 nicht: "Hah, was für eine Überraschung 00:14:22.000 --> 00:14:24.000 diese Konfiguration niedriger Entropie in unserem Kühlschrank zu finden." 00:14:24.000 --> 00:14:27.000 Das kommt daher, dass ein Ei kein geschlossenes System ist; 00:14:27.000 --> 00:14:29.000 es kommt aus einem Huhn. 00:14:29.000 --> 00:14:33.000 Vielleicht kommt das Universum aus einem universellen Huhn. 00:14:33.000 --> 00:14:35.000 Vielleicht gibt es etwas, das naturgemäß, 00:14:35.000 --> 00:14:38.000 anhand der Entwicklung der physikalischen Gesetze, 00:14:38.000 --> 00:14:40.000 Universen wie unseres hervorbringt, 00:14:40.000 --> 00:14:42.000 in Konfigurationen niedriger Entropie. 00:14:42.000 --> 00:14:44.000 Falls das der Fall ist, dann würde es mehr als einmal passieren; 00:14:44.000 --> 00:14:47.000 wir wären Teil eines viel größeren Multiversums. 00:14:47.000 --> 00:14:49.000 Das ist mein Lieblingsszenario. NOTE Paragraph 00:14:49.000 --> 00:14:52.000 Die Veranstalter haben mich darum gebeten, mit einer gewagten Spekulation zu enden. 00:14:52.000 --> 00:14:54.000 Meine gewagte Spekulation ist, 00:14:54.000 --> 00:14:57.000 dass die Zeit mich absolut bestätigen wird. 00:14:57.000 --> 00:14:59.000 Und in 50 Jahren 00:14:59.000 --> 00:15:02.000 werden all meine derzeitigen wilden Ideen als Wahrheiten akzeptiert werden 00:15:02.000 --> 00:15:05.000 von den wissenschaftlichen und externen Gemeinden. 00:15:05.000 --> 00:15:07.000 Wir alle werden der Ansicht sein, dass unser kleines Universum 00:15:07.000 --> 00:15:10.000 nur ein kleiner Teil eines viel größeren Multiversums ist. 00:15:10.000 --> 00:15:13.000 Und noch besser, wir werden verstehen, was beim Urknall geschehen ist, 00:15:13.000 --> 00:15:15.000 mit Hilfe einer Theorie, 00:15:15.000 --> 00:15:17.000 die wir mit unseren Beobachtungen vergleichen werden können. 00:15:17.000 --> 00:15:19.000 Das ist eine Prophezeiung. Ich mag falsch liegen. 00:15:19.000 --> 00:15:21.000 Aber wir machen uns als menschliche Rasse schon 00:15:21.000 --> 00:15:23.000 seit vielen, vielen Jahre Gedanken darüber, 00:15:23.000 --> 00:15:26.000 wie das Universum aussah, warum es entstand, wie es entstand. 00:15:26.000 --> 00:15:29.000 Es ist aufregend, darüber nachzudenken, dass wir die Antwort vielleicht eines Tages kennen werden. NOTE Paragraph 00:15:29.000 --> 00:15:31.000 Vielen Dank. NOTE Paragraph 00:15:31.000 --> 00:15:33.000 (Applaus)