Wissenschaft

Das ewige Leben

Wollt Ihr wirklich ewig leben?

Der Mensch hat sich im Laufe der Jahrmillionen, in denen er existiert, bis heute an den Gedanken gewöhnt, irgendwann sterben zu müssen und nimmt es als unabänderliches Schicksal hin.
Ist es wirklich unabänderlich? Vielleicht nur deshalb, weil man noch nicht ernsthaft daran gezweifelt hat? Weil man Erfahrungen nicht in Frage stellt, weil sie immer schon so waren?

In der Tat: Es gibt seriöse Wissenschaftler, die jetzt doch zu zweifeln beginnen.

Die Fakten sind derzeit so, dass jedes Lebewesen einem Alterungsprozess unterworfen ist, der immer mehr fortschreitet und eines Tages zum Tod führt.

ABER: Der Homo sapiens hatte als Jäger und Sammler eine mittlere Lebenserwartung von 36 Jahren. Das genügte damals auch, um den Bestand zu sichern und sogar zu vermehren. Und heute? Heute liegt die  mittlere Lebenserwartung bei 70 Jahren, und es wird nicht mehr lange dauern, dann wird sie 100 Jahre sein. Vermutlich haben sich die Jäger und Sammler auch nichts dabei gedacht, dass sie nur 36 Jahre alt wurden und haben es einfach so hingenommen.

Was ist daraus zu schließen? Die Zahl 36 ist genau so willkürlich wie die Zahl 70. Wie alt man wird, hängt zunächst einmal nur von äußeren Umständen ab, die kontrollierbar sind.
Die meisten Menschen sterben heutzutage an Unfällen, an Selbstmorden, und an Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Problemen, Schlaganfall, Krebs, Diabetes, Nierenversagen, Lungenentzündung usw. Die wenigsten sterben eigentlich einfach so am Altwerden. Wenn so leichthin als Todesursache Altersschwäche genannt wird, so liegt dem in Wirklichkeit meistens ein Krankheitsproblem zugrunde, z.B. Nierenversagen. Alle die eben genannten Krankheiten jedoch werden mit zunehmendem Erfolg durch die Medizin bekämpft. Es ist nur noch eine Frage der Zeit, wann die Medizin den endgültigen Sieg darüber erringen wird.

Der Wissenschaftsautor Heinz Horeis hat in Bild der Wissenschaft Nr. 8/2011 die wichtigsten Überlegungen zu diesem Thema dargestellt.
Er fragt, warum hat die Evolution überhaupt sterbliche Lebewesen hervorgebracht? Ist es so, dass die Alten sterben, um den Jungen Platz zu machen? Das hatte man bisher immer angenommen.
Ich denke, es könnte auch sein, weil vielleicht (was bei vielen Krankheiten zutrifft), Bakterien, Pilze und Viren im Körper die Oberhand gewinnen und das Lebewesen, das sie befallen, töten, weil sie selbst davon profitieren, indem sie sich vermehren können. Ein Baum kann über tausend Jahre alt werden, aber stirbt er, weil er altert, oder weil er von Pilzen und Bakterien zersetzt wird? Oder wird er zersetzt, weil er zu alt geworden ist, um sich dagegen erfolgreich wehren zu können?
Der britische Biologe Medawar vertritt die Ansicht, dass im Laufe der Zeit sich die Alterungsgene im Genpool der Organismen anreichern, weil die Fruchtbarkeit mit zunehmendem Alter abnimmt und eine natürliche Auslese nicht stattfindet. Dadurch kommt es zu einem körperlichen Verfall mit zunehmendem Alter. Man muss sich das so vorstellen, dass sich im Lebenskampf mit den Konkurrenten nur die Stärksten durchsetzen und zur Vermehrung beitragen und damit ihre "guten" Gene an die Nachkommen vererben. Die Alterungsgene dagegen machen sich in diesem Selektionskampf während der Fruchtbarkeitsphase noch gar nicht bemerkbar, gereichen dem Kämpfer nicht zum Nachteil und werden deshalb ebenfalls an die Nachkommen weiter gegeben, ohne dass eine Auslese stattfindet. Deshalb sammeln die Organismen im Laufe der Zeit immer mehr Alterungsgene in ihren Körpern an.

Wissenschaftler, die sich mit diesen Fragen befassen, sind zu der Meinung gekommen, dass der Alterungsprozess molekularbiologisch nicht zwingend ist. Es gibt heute schon Menschen, die merklich über 100 Jahre erreicht erreicht haben. Und zwar offenbar deshalb, weil sie von Krankheiten und Unfällen verschont wurden. Im Tier- und Pflanzenreich gibt es Beispiele für noch wesentlich höheres Alter (Koi-Karpfen, Schildkröten, Bäume). Der Süßwasserpolyp (Hydra) soll sogar unsterblich sein, er stirbt nur, weil er gefressen wird.

Weitergehende Literatur:
1. "Die Zukunft des Alterns" Report der Max-Planck-Gesellschaft. C.H. Beck, München 2007 (vergriffen, nur noch antiquarisch erhältlich)
2. Michael R. Rose: "The Long Tomorrow". Oxford University Press, Oxford 2005.
3. Annette Baudisch: "Inevitable Aging?" Demographic Research Monographs 2007. S. www.demogr.mpg.de/books/drm/004/index.htm
4. "Leben, Altern und Sterben" Forschungsbericht 2010 des Max-Planck-Instituts für demografische Forschung.


Nehmen wir an, die Wissenschaftler behalten Recht, und der Mensch wird unsterblich - besser gesagt langlebig. Was hat das für Folgen?

Zunächst einmal wäre es eine Katastrophe.
Die meisten von uns wissen, dass die sog. Alterspyramide in den letzten Jahrzehnten eine drastische Änderung erfahren hat und dass unsere Sozialstruktur darunter leidet, dass immer weniger junge Menschen die Rentenbezüge für immer mehr Ältere  aufbringen müssen. Durch weitere Fortschritte in Wissenschaft und Medizin wird dieses Problem immer gravierender, und es wird noch verstärkt durch die laufende Abnahme der Geburtenrate (das gilt jetzt zunächst für die Industriegesellschaft).
Was ist die weitere Konsequenz?
Eines Tages wird die junge Generation das Geld für die Rentner nicht mehr aufbringen können, was soziale Konflikte erzeugen wird.
Um das zu vermeiden, muss das Rentenalter herauf gesetzt werden, das heißt, die Älteren müssen länger arbeiten. Das Erreichen eines höheren Alters wird also erkauft durch längere Lebensarbeitszeiten. Nun ist es doch heute schon so, dass viele Menschen das offizielle Rentenalter nicht mehr abwarten und vorzeitig in den Ruhestand gehen, weil sie den Stress durch
1. ständig steigende Anforderungen durch Personalmangel infolge von Spar- oder Rationalisierungsmaßnahmen,
2. durch mangelnde Flexibilität und die Unfähigkeit, sich auf neueste technische Errungenschaften einstellen zu können,
3. durch steigendes Konkurrenzverhalten der Jüngeren, die nach oben drängen,
4. durch Mobbing von Vorgesetzten und Kollegen
psychisch und physisch nicht mehr ertragen können.
Dieser Zustand existiert ja schon heutzutage, er wird durch das Älterwerden lediglich noch verschärft.
Bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang, dass es sehr wohl Ratschläge gibt, mit dem Stress am Arbeitsplatz zurecht zu kommen, oder ihn zu bekämpfen, es gibt Tausende von Ratschlägen, von Anleitungen in Hunderten von Büchern, in Zeitschriften, auf DVDs, aber alle richten sich an die Gestressten und nicht an dijenigen, die für die Ursachen verantwortlich sind. Schuld ist in Wirklichkeit das Klima am Arbeitsplatz, die Arbeitsmethode, die Strukturen, die total verkrustet sind.

Mit anderen Worten: Der menschliche Körper wird älter und vielleicht gesünder, aber der seelische Druck wird stärker. Auch das kann wiederum zu sozialen Konflikten führen.

Wir werden nicht darum herumkommen, die Arbeitswelt vollständig umzukrempeln, und dazu gehört unter Anderem, das Betriebsklima auf vollständig neue Füße zu stellen. Hat schon einmal jemand ernsthaft darüber nachgedacht?
Man sollte an dieser Stelle auch einmal auf folgendes paradoxe Phänomen hinweisen:
Es gibt Menschen, die arbeiten, um Geld zu verdienen, und es gibt Menschen, die arbeiten, ohne Geld zu verdienen, einfach nur so zum Spaß. Was ist daran paradox?
Paradox ist, dass der Mensch, die Arbeit, für die er nicht mit Geld belohnt wird, gerne tut, aber die Arbeit, die ihm wertvolles Geld einbringt, als Pflicht empfindet mit der Folge dass sie ihm als Last vorkommt. Es spielt dabei keine Rolle, ob die Arbeit schwer oder leicht ist. Ich will zunächst einmal gar nicht von denjenigen reden, die auch Geldverdienen mit Freude tun. Das werde ich später behandeln.
Wie kann es sein, dass ein Mensch den ganzen Tag für Geld eine, sagen wir mal, leichte körperliche Arbeit verrichtet und völlig kaputt nach Hause kommt, und dann in seinem Garten am Abend schwer schuftet, ohne Geld dafür zu bekommen und es als Erholung ansieht? Von der Logik her ist das doch eine verkehrte Welt. Der Unterschied ist psychologisch bedingt: Die Arbeit für Geld ist ein ICH MUSS, die Arbeit ohne Geld ist ein ICH DARF. Ich habe die Freiheit, es zu tun oder auch nicht zu tun. Bei der Arbeit für Geld ist der Mensch in einen engen Rahmen eingespannt, den er nicht verlassen kann. Einen Zeitrahmen, einen Rahmen zwischen den Kollegen, einen Rahmen, der von Vorgesetzten bestimmt und gespannt wird, einen Vorschriftenrahmen, einen Rahmen, der das Ziel darstellt, einen Rahmen, der den Weg dahin beschreibt und vieles mehr. Das heißt, es ist eine Tätigkeit, in der der Mensch wenig oder fast keine Freiheiten hat. Die Zahl der Freiheitsgrade ist allerdings von der Art der Arbeit abhängig. Der Fließbandarbeiter hat praktisch keinen Freiheitsgrad, das ist eigentlich das Schlimmste, was einem passieren kann. Geistig Tätige haben mehr Freiheitsgrade aber auch nicht genug, um damit glücklich werden zu können.

Ich frage: Wer von unseren Politikern, wer von unseren Wirtschaftsbossen hat sich jemals damit beschäftigt? Oder haben die alle keine Zeit für so etwas?

Gehen wir noch einen Schritt weiter.
Da die Wissenschaftler die Ansicht vertreten, dass der Alterungsprozess molekularbiologisch nicht zwingend ist, müsste also quasi ewiges Leben möglich sein. Man muss sich das einmal vor Augen halten! Welche Folgen wird das haben?

Wollen wir einmal den gar nicht so extremen Fall annehmen, dass das durchschnittliche Lebensalter auf 300 Jahre ansteigen würde. Was würde passieren?

Im ersten Moment noch gar nichts, aber im Lauf der nächsten 20 Jahre würde sich die Alterspyramide dramatisch ändern 

 Das würde in etwa bedeuten, dass, sagen wir mal,  hundert Erwerbstätige zwischen 20 und 70 Jahren die Rente von tausend Senioren bezahlen müssten, oder mit anderen Worten: ein Erwerbstätiger müsste für 10 Rentner aufkommen. Wie soll das funktionieren?


 

Antimaterie

Welche Sprengkraft hat ein Gramm Antimaterie?

Gibt es ein Anti-Universum?

Was ist Antimaterie?
Der Laie kann sich unter Antimaterie zunächst nicht viel vorstellen. Trotzdem steht diese Frage mit der Entstehung unserer Welt und des organischen Lebens, also auch mit der Existenz von uns Menschen in einem sehr engen Zusammenhang.
Obwohl wir in unserem täglichen Leben praktisch keine Berührung mit Antimaterie haben, ist sie dennoch kein Phantasieprodukt von abgehobenen Wissenschaftlern.
Bis 1932 hatten auch die Wissenschaftler noch keine Ahnung von Antimaterie. Erst in diesem Jahr wurden in der kosmischen Strahlung Antiteilchen entdeckt.
Tatsache ist, dass Antiteilchen auch in unserer Welt existieren und in der Medizin sogar zur Diagnose von bestimmten organischen Veränderungen (Stoffwechselvorgängen) in unserem Körper Verwendung finden, Stichwort Positronen-Emissionstomografie (PET). Genau genommen kommt jeder Mensch und jedes Lebewesen jede Sekunde mit Antimaterie in Berührung, weil Antiteilchen (Positronen) in der kosmischen Strahlung enthalten sind, die fortwährend unseren Körper trifft und durchdringt. Aber wir haben kein Sinnesorgan dafür und können sie nicht erkennen. Wir können uns nicht dagegen schützen, aber wahrscheinlich schaden die Positronen uns nicht.
 
Wenn man verstehen will, was Antimaterie ist, sollte man sich zuerst fragen, was Materie ist. Einfach ausgedrückt ist Materie alles, was wir mit unseren Sinnesorganen erfassen können (fühlen, sehen usw.) . Das heißt nicht, dass wir alle Materie erfassen können, es heißt nur, dass alles, was wir fühlen ertasten und sehen können, auf jeden Fall Materie sein muss. (Wollen wir hier mal Halluzinationen außer Acht lassen).
Materie kann in drei verschiedenen Zuständen vorhanden sein: fest, flüssig oder gasförmig. Auf jeden Fall besteht sie aus Atomen, wie sie in Bild 1 vereinfacht als Kugeln dargestellt sind.
Bild 1
Hinweis:
 Nicht maßstabsgerecht
Bild 2

Ich habe nicht vor, jetzt den Stoff, der vielleicht schon in der Grundschule angeboten wird, hier nochmals im Einzelnen zu erörtern, sondern möchte gleich in medias res gehen. Diese Materie, aus der alles besteht, kann man anfassen, fühlen, ihre Temperatur empfinden oder messen, das Licht sehen, das von ihr ausgeht oder reflektiert wird usw. Die meisten werden auch wissen, dass die Atome wiederum keine kompakten Körper sind, sondern selbst wieder aus Einzelteilen bestehen, die hier wie im Bohrschen Atommodell wiederum als Kugeln dargestellt sind (Bild 2 nach www.google .de, Bilder). So kann man sich ein Helium-Atom vorstellen: Im Atomkern befinden sich zwei elektrisch positiv geladene Protonen, (s. auch Bild 3), zwei neutrale (ungeladene) Neutronen, und dieser Kern wird umkreist von zwei negativ geladenen Elektronen, so wie im Sonnensystem die Planeten um die Sonne kreisen. Damit ist das Atom, von außen betrachtet, elektrisch neutral, indem sich die negativen Ladungen der beiden Elektronen mit den positiven Ladungen der beiden Protonen gegenseitig kompensieren. Ein Atom, das so aufgebaut ist wie Bild 2 und Bild 3, ist ein Helium-Atom.

Bild 3

Schon im Jahr 1928 hat Paul Dirac aus theoretischen Überlegungen vorausgesagt, dass es Anti-Elektronen geben müsste. Und tatsächlich wurde dann 1932 ein solches Antiteilchen von Carl David Anderson in der kosmischen Strahlung entdeckt. Es wurde experimentell nachgewiesen, dass dessen elektrische Ladung quantitativ genau so groß war wie die des Elektrons aber genau entgegengesetzt, nämlich positiv. Und auch seine Masse war gleich derjenigen des Elektrons. Es lag nahe, dieses Teilchen als Anti-Elektron oder Positron zu bezeichnen. Und es gibt noch einen Unterschied zwischen den beiden: Ihr magnetischer Drehimpuls (Drehung um sich selbst) ist entgegengesetzt. Das eine dreht links herum, das andere rechts.

Positronen entstehen aber nicht nur in der kosmischen Strahlung. Es gibt folgende Möglichkeiten der Entstehung:

a) Beim radioaktiven Zerfall von Atomen

b)Bei der Wechselwirkung harter Gammastrahlen mit Materie

c)Bei der Wechselwirkung der kosmischen Strahlung mit den Molekülen der Erdatmosphäre

Erläuterung:
zu (a): Es gibt stabile Atome, die nicht zerfallen, also nicht radioaktiv sind, und es gibt Atome, die instabil sind, die im Laufe der Zeit zerfallen, indem sie eines oder mehrere ihrer Teilchen von sich abstoßen. Diese Teilchen fliegen dann durch den Raum, und man nennt sie radioaktive Strahlung. Es werden auch Elektronen ausgestoßen (ß-Zerfall). Dann gibt es noch die seltenere Möglich, dass Atome auch Positronen aussenden, also die Antiteilchen zu den Elektronen.
 
Zu (b) und (c): Wenn Gammaquanten oder die Partikel der kosmischen Strahlung auf Materie, also auf Atome treffen und sie eine genügend hohe Geschwindigkeit haben (und das ist bei der kosmischen Strahlung der Fall), dann dringen sie bis in den Atomkern vor und lösen dort gewissermaßen eine Instabilität aus, die dazu führt, dass u.a. auch Positronen emittiert werden.
 
Noch ein paar Worte zur kosmischen Strahlung
Die Erde und ebenso wir Menschen sind einem ständigen Bombardement von allen möglichen Teilchen ausgesetzt. Diese Teilchen. die überwiegend aus Protonen, also positiv geladenen Wasserstoffkernen, und zu einem kleineren Anteil aus Heliumkernen (Alphateilchen) bestehen, stammen zum einen von der Sonne (solar)und aus dem Weltraum (extragalaktisch). Sie dringen aber nicht bis zum Erdboden durch, sondern treffen auf die Luftmoleküle und erzeugen dort eine Sekundärstrahlung, die manchmal in Form des Polarlichts sichtbar wird. Diese Sekundärstrahlung bemerken wir nicht, aber dennoch kann man sie messen, und im menschlichen Körper kann sie genetische Schäden erzeugen, deren Wirkung sich zu derjenigen addiert, die durch natürliche  und künstliche radioaktive Strahlung zustande kommt.
 
Antiatome
Ein Atom, wie es oben in Bild 2 und Bild 3 dargestellt ist, also ein Heliumatom, gibt es auch als Antiteilchen, also Antihelium, ebenso wie es zum Wasserstoff, der das einfachste Atom überhaupt ist, den Antiwasserstoff gibt. Wichtig ist folgende Tatsache:
Alle Antiteilchen haben die gleiche Masse aber die entgegengesetzte elektrische Ladung wie das ihm entsprechende Normalteilchen
 
Die Annihilation
Das Sensationelle an den Antiteilchen ist die Tatsache, dass wenn ein normales Teilchen mit einem entsprechenden Antiteilchen zusammentrifft, die beiden sich nicht nur nach dem Prinzip “Plus und Minus ergibt Null” einfach aufheben, sondern sozusagen dabei  “explodieren”. Die Explosion besteht darin, dass die beiden Teilchen als Materie verschwinden und in Strahlung umgewandelt werden. Diesen Vorgang nennt man Annihilation.

Falls die Teilchen sich vollständig in Strahlungsenergie umwandeln, gilt die Einsteinsche Gleichung:

E = m c2

E = freiwerdende Energie, m = Masse der Teilchen,  c = Lichtgeschwindigkeit.
Da c schon sehr groß ist ist, sein Quadrat noch viel größer, ergibt sich ein ungeheurer Energiebetrag. Die freiwerdende Energie übertrifft den einer Wasserstoffbombe um ein Vielfaches.
 
Schon 1 Gramm Antimaterie würde eine Sprengkraft wie die einer Hiroshima-Atombombe liefern.
 
Es ist allerdings eine Utopie, eine Antimateriebombe bauen zu wollen, wie es der Schriftsteller Dan Brown in seinem Thriller “Illuminati” geschildert hat. Antimaterie ist im Bereich von Materie außerordentlich instabil, denn es würde bei Kontakt sofort zur Zerstrahlung kommen, ehe man eine merkliche Menge hergestellt haben würde. Wie also sollte man damit hantieren? Die Physiker hat natürlich das Wissen um die Antimaterie nicht ruhen lassen, trotzdem Antimaterie herzustellen, und es ist ihnen auch gelungen. Allerdings so wenig, dass man damit keine sinnvolle Energieerzeugung betreiben könnte. Immerhin: man kann Antiteilchen erzeugen, aber sie sind extrem kurzlebig, und es ist außerordentlich aufwendig und teuer. Die Herstellung von  10 mg Positronen (Antieelektronen) würde (so von den betreffenden Wissenschaftlern selbst geschätzt) 250 Millionen Dollar kosten.
 
Im Forschungszentrum CERN in Genf, wo man bereits Antiprotonen erzeugt hat, konnte man aus ihnen auch schon Antiwasserstoffatome erzeugen, wobei die Herstellung von nur einem Milliardstel Gramm Antiwasserstoff (also einem zusammengesetzten  Antiatom) auf mehrere 100 Millionen Euro geschätzt wird. Es handelt sich deshalb nur um ganz kleine Mengen, die zum Experimentieren gedacht sind, um die Natur der Antimaterie weiter wissenschaftlich zu ergründen. Das Problem besteht darin, die erzeugten Antiatome lange genug in der Schwebe zu halten, dass sie nicht mit der normalen Materie ihrer Umgebung in Kontakt kommen und dabei sofort zerstrahlen würden.
 
Wie stellt man nun Antiteilchen her?
Ich möchte hier nicht auf Einzelheiten eingehen. (Im Internet kann man das nachlesen über die Antimaterieforschung beim CERN (livefromcern.web.cern.ch/).
Nur so viel jetzt hier: Im Prinzip werden zum Beispiel Antiprotonen erzeugt, indem man Protonen mit einem Protonen-Synchroton auf fast Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann auf einen Metallblock schießt. Bei dieser hohen Geschwindigkeit werden Atome im Metallblock getroffen, wobei die Protonen ihre kinetische Energie verlieren. Dabei entstehen Antiprotonen. Diese werden dann auf Xenon-Atome geleitet, wobei sich Elektron-Positron-Paare bilden. In seltenen Fällen werden dann Positronen von den Antiprotonen eingefangen, und das Ergebnis ist also ein Anti--Wasserstoffatom, nämlich ein Atom, das aus einem einem Antiproton und einem Positron besteht, also genau das Spiegelbild eines Wasserstoffatoms in der Antiwelt.
Einen schönen Artikel über Antimaterie findet man in Bild der Wissenschaft, Heft 6 (2012) von Rüdiger Vaas.
 
Tatsache ist also, dass zu Herstellung von Antimaterie Atomkerne mit mit ungeheurer Wucht aufeinander treffen müssen. Da nun ganz kurz ( eine Sekunde) nach dem Urknall gemäß den theoretischen Berechnungen der Wissenschaftler in der “brodelnden” Kernsuppe aus Protonen, Elektronen und anderen Nukleonen eine unvorstellbare Temperatur von 10 Milliarden Grad herrschte, bewegten sich die Teilchen mit so hoher Geschwindigkeit und prallten mit entsprechender Wucht aufeinander, dass dabei Antiteilchen entstehen konnten. 
Ich möchte nun die Technik verlassen und einmal fragen, was die Existenz von Antimaterie überhaupt bedeutet, und zwar mehr in in philosophisch-weltanschaulicher Betrachtungsweise.
 
Da wir mit der Existenz von Antimaterie konfrontiert sind, obwohl sie unserem praktischen Leben nicht auftaucht, fragen wir:
Warum gibt es überhaupt Antimaterie?
 
Wissenschaftler nehmen an, dass beim Urknall Materie und Antimaterie in gleichen Anteilen entstanden sind (siehe den vorigen Abschnitt). Wenn man Materie und Antimaterie zusammenbringt, bleibt, wie wir wissen, nichts weiter übrig als Strahlung. (Man könnte also vermuten: Vor dem Urknall gab es nur leeren Raum und irgendeine Art von Strahlung (?) in  diesem Raum.) Man spricht in diesem Fall von einer
Symmetrie des Universums,
 
wenn gar nichts oder gleich viel Materie und Antimaterie vorhanden wäre. Dann erhebt sich natürlich die Frage, warum haben sich Materie und Antimaterie nicht gleich wieder vernichtet? (Diese Frage konnte noch nicht beantwortet werden.) Heute ist ja das Universum unsymmetrisch (besteht also nicht zu gleichen Teilen aus Materie und Antimaterie), sonst könnte es ja nicht existieren, und auch wir Menschen wären nicht vorhanden. Es muss also eine Art Unsymmetrie vorhanden gewesen sein. Mit anderen Worten: Wir verdanken unsere Existenz einer gewissen Unsymmetrie der Welt. Es wird auch die Frage diskutiert, ob sich Materie und Antimaterie durch irgendeinen Prozess (?) voneinander so weit entfernt haben, dass es nicht mehr zur Zerstrahlung kommen konnte und dass folglich heute die Antimaterie irgendwo außerhalb unseres Universums vielleicht als Antiuniversum existiert.
 
Gibt es ein Anti-Ich?
 
Wenn das Antiuniversum die gleiche Masse wie unser Universum hätte, wäre dann die Symmetrie wieder hergestellt. Wenn das Antiuniversum in gleicher Weise und Struktur existierte, wäre sogar denkbar, dass dort auch Lebewesen existieren würden, Antilebewesen und auch Antimenschen? Einige Leute gehen so weit zu vermuten, dass die Antiwelt genau spiegelbildlich zu unserer Welt aufgebaut wäre, ja dass es dort mein Anti-Ich gäbe. Das halte ich allerdings für Fantasterei und Gedankenspielerei. Die Tatsache, dass sich Antimaterie und Materie überhaupt voneinander entfernt haben, kann nur durch einen Symmetriebruch erklärt werden und wenn sich Antimaterie irgendwo außerhalb unseres Kosmos eigenständig zu Galaxien und Sternen entwickelt hat, kann es unmöglich sein, dass dies in exakt der gleichen Weise abgelaufen ist, denn schon winzige Störungen, die immer vorhanden sind, würden sofort eine Asymmetrie erzeugen. Man kann ja auch niemals annehmen, dass auf einem Planeten ähnlich unserer Erde die Evolution in exakt gleicher Weise abgelaufen wäre, dass z.B. Mutationen in den Genen durch Strahlungseinwirkungen ganz genau so abgelaufen wären. Das halte ich für einen albernen Quatsch. Die Asymmetrie der Welt ist ein fundamentales Prinzip.
 
Ich möchte jetzt auch einmal spekulieren:
Nach einhelliger Meinung der Physiker und Astronomen, bewegen sich die Einzelteile unseres Universums (Galaxienhaufen, Einzelgalaxien, Sterne usw.) alle voneinander weg, und zwar mit um so größerer Geschwindigkeit, je weiter sie weg sind (was meiner Ansicht nach dem Energieprinzip widersprechen würde). Damit wird ein Zurückfallen der Materie durch Gravitation und eine am Ende erfolgende totale Vernichtung in einem Punkt ausgeschlossen, (obwohl es  zwanglos zu einem neuen Urknall und somit zu einem periodischen Kosmos führen würde, was für mich plausibler wäre.)
Schön und gut.
Wenn ich aber einmal annehme, dass die Feststellung der ständig wachsenden Geschwindigkeit mit weiterer Entfernung richtig wäre und wenn ich ferner annehme, dass außerhalb unseres Universums ein Antiuniversum existiert, bei dem diese Geschwindigkeitscharakteristik genau so ist oder wenigstens ähnlich, müssten sich irgendwann unweigerlich Universum und Anti-Universum durchdringen. Man kann sich ja leicht vorstellen, was dann passiert: Eine ungeheure Materie-Antimateriebombe käme in Gang. Natürlich nicht auf einen Schlag, sonder nach und nach, so wie Antimaterie-Himmelskörper auf Materie treffen würden. Und danach, also nach genügend langer Zeit, wenn alles zerstrahlt ist, gäbe es keine Materie und keine Antimaterie mehr, sondern nur noch die daraus entstandene Strahlung. Ich glaube nicht, dass man vorhersagen kann, was weiter passiert.
 
Im Übrigen bin ich auch nicht sicher, ob die Annahme eines immer weiter mit zunehmender Geschwindigkeit expandierenden Universums richtig ist. Die beobachtbaren Tatsachen und die Theorie sprechen zwar dafür. Aber was beobachtet man denn? Man beobachtet Galaxien des Universums, die momentan etwa 40 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind. Das Verhalten der Galaxien liefert uns ein Bild, wie es vor 14 Milliarden Jahren gewesen ist. Ist es nicht verwegen zu sagen, dass das, was vor 14 Milliarden Jahren war, auch heute noch so ist??? Vielleicht haben sich in dieser langen Zeit die äußeren Galaxien bereits umgedreht und auf den Rückweg gemacht. Und das würden wir frühestens in weiteren 40 Milliarden Jahren feststellen können. (Wenn wir bis dahin noch existieren)
Anmerkung: Die Verwendung der beiden Zahlen 40 und 14 ist kein Schreibfehler. Die Galaxien, die wir heute sehen, waren zu dem Zeitpunkt, als das Licht von ihnen ausging, 14 Milliarden Jahre entfernt. Das Licht hat bis zu uns heute 14 Milliarden Jahre gebraucht. In diesen 14 Milliarden Jahren haben sich die Galaxien aber wegen der (vermuteten) Expansion des Universums mit (vermutet zunehmender Geschwindigkeit) noch weiter entfernt, nämlich 40 Milliarden Lichtjahre (so sagt es die Theorie).
Meiner Meinung nach kann es auch nicht sein, dass die Geschwindigkeit immer mehr zunimmt. Irgendwann würde sie Lichtgeschwindigkeit erreichen, und das ist nach Einstein unmöglich. Dann wäre die Masse nämlich unendlich groß. Und dazu wäre eine unendlich hohe Energie notwendig. Irgend etwas stimmt also nicht an der Theorie. Man kann ja viele Dinge durch Extrapolation über die Zeit beweisen oder annehmen. Aber eine Extrapolation von 14 auf 40 Milliarden Jahre ist bestimmt nicht erlaubt.
 
Ich wage daher zu behaupten, dass die Expansion des Universums irgendwann stoppen muss (oder schon gestoppt hat).
 
Dann passiert folgendes: Durch die Gravitation zwischen den Himmelskörpern müssen diese zwangsläufig wieder aufeinander zulaufen, und zwar mit zunehmend beschleunigter Geschwindigkeit, was dann dann zwangsläufig zum nächsten Urknall führt.
 

Der Urknall

Ganz früher hatte man angenommen, dass der Himmel  mit den Sternen unveränderlich ist, wenn er sich auch stetig um die Erde zu drehen schien, und zwar unveränderlich in Bezug auf die Stellung der Sterne untereinander. Aber schon die alten Griechen, die Ägypter, die Inkas und viele andere bemerkten, dass die Sterne in ihrer Stellung zueinander nicht unveränderlich waren, sondern sich auf bestimmten Bahnen bewegten, von denen viele allerdings ziemlich kompliziert zu sein schienen. Die Maya haben schon um 3370 vor Christus einen Kalender eingeführt, der auf Himmelsbeobachtungen beruht. Altägyptische Astronomie geht auf das dritte Jahrtausend vor Christus zurück. In etwa die gleiche Zeit fallen auch die ersten astronomischen Beobachtungen in Mesopotamien.

In der modernen Astronomie hat man durch genaueste Messungen festgestellt, dass alle Himmelskörper sich nicht nur gegeneinander bewegen, sondern dass es eine einheitliche Tendenz gibt, nach der sie alle ausnahmslos auseinander streben, sich mit anderen Worten voneinander fortbewegen.

Von der Erde aus betrachtet, streben also alle Himmelskörper von uns weg. Das könnte zu dem Trugschluss führen, dass die Erde im Zentrum des Weltalls steht. In Wirklichkeit ist es aber so, dass auf jedem Himmelskörper die gleiche Beobachtung gemacht wird, nämlich dass alle Himmelskörper von ihm wegstreben.

Zur Veranschaulichung dieses Sachverhalts soll die folgende Grafik dienen. Der blaue Stern soll eine eine Explosion in der freien Atmosphäre oder im leeren Raum darstellen und zwar von links nach rechts und von oben nach unten in verschiedenen Stadien der Ausbreitung. Ein Beobachter, der an irgendeiner Stelle in der Explosionswolke sitzt, beispielsweise in einem Zentrum eines der gelben Kreise, wird feststellen, dass sich von ihm aus gesehen alles nach außen ausdehnt, also von ihm fortstrebt. Dennoch sitzt er nicht im Zentrum der Explosion.

Streng genommen müsste man sich Punkte auf einer sich ausdehnenden Gummihaut eines aufgeblasenen Ballons vorstellen, der immer weiter aufgeblasen wird. (Die Gummihaut ist dann quasi das zweidimensionale Analogon des dreidimensionalen Weltraumes, der sich ausdehnt.) Die Punkte auf der Gummihaut entfernen sich alle voneinander, ohne dass man ein Zentrum auf der Gummihaut festlegen könnte, und die Oberfläche dieser Kugelhaut ist unbegrenzt aber endlich. Unbegrenzt, weil man beim Gehen auf dieser gekrümmten Fläche niemals an eine Grenze stößt, und endlich, weil die Kugeloberfläche eine genau definierte Größe besitzt (die sich allerdings laufend ausdehnt).

Gehen wir jetzt wieder in die realistische dritte Dimension: Die Tatsache eines sich ständig ausdehnenden Universums, gemessen an den sich voneinander entfernenden Himmelskörpern, führt zwangsläufig zu der Annahme, dass die Himmelskörper früher näher beieinander waren und im Grenzfall des Anfangs alle zusammen aus einem Punkt stammen. Die Gesamtmasse aller Himmelskörper ist aber so groß, dass man sie nicht in einem Punkt vereinigen könnte. Es wurden von verschiedenen Wissenschaftlern Abschätzungen gemacht, wobei als ein wahrscheinlicher Wert für die Gesamtmasse des Universums 1054 kg gilt (eine 1 mit 54 Nullen dahinter). (s. z.B. http://abenteuer-universum.de/kosmos/umasse.html Voraussetzung für diese Größe ist die Annahme, dass das Universum nur aus denjenigen Himmelskörpern besteht, die wir auch tatsächlich sehen können. Es ist aber nicht ausgeschlossen, dass sich weitere Himmelskörper noch weiter weg von uns unseren Blicken entziehen. Wenn eine Masse dieser Größe eng zusammen läge, würde durch die ungeheure Gravitation ein so hoher Druck und eine so hohe Temperatur entstehen, dass man ausrechnen kann, was passiert: Die Massen würden sich verdichten und immer mehr verdichten und die Temperatur immer mehr steigen, so dass schließlich eine ungeheure Explosion die Folge wäre. Das legt den Gedanken nahe, dass das Universums so entstanden wäre, und das wäre dann der

Urknall.

(Das erklärt noch nicht die Frage, was vor dem Urknall war. Es gibt Wissenschaftler, die annehmen, dass ein schon vorher existierendes Universum durch Gravitation auf einen Punkt zusammengestürzt ist und dabei den Urknall ausgelöst hat. Man könnte sich also eine pulsierende Welt vorstellen, die sich ausdehnt, wieder zusammenfällt und so weiter ohne Anfang und ohne Ende. Trotz der Plausibilität gibt es aber gewisse Probleme, die diese Auffassung erschweren.)

Nach den Friedmannschen Gleichungen kann man unter den obigen Voraussetzungen auf den “Anfangszustand” des Urknalls zurückrechnen. (Die Anführungszeichen deswegen, weil unter der Annahme eines unendlich kleinen Universums im Punkte t = 0 die physikalischen Gesetze außer Kraft gesetzt wären. Das könnte man so interpretieren, dass es einen solchen Punkt nie gegeben hat, sondern dass der Anfang nur einfach das kleinstmögliche Volumen gewesen wäre.)

Nach den Rechnungen lag eine Sekunde nach dem Urknall die Temperatur bei 10 Milliarden Grad, und die Dichte der Masse bei etwa 1 Tonne pro Kubikzentimeter.

Man hat aber noch weiter zurückgerechnet und festgestellt, dass in der ersten Sekunde nach dem Urknall eine ganze Menge passiert. Bis 0,0001 Sekunden nach dem Urknall hatte es von Elektronen und ihren Antiteilchen, den Positronen gewimmelt, aber nach diesen 0,0001 Sekunden waren die meisten von ihnen zusammen gestoßen und hatten sich in Strahlung verwandelt. Wie weiter oben im Kapitel Antimaterie ausgeführt wurde, verwandeln sich Materie und Antimaterie unter normalen Bedingungen bei Berührung sofort in Strahlung. Direkt nach dem Urknall herrschten aber keine normalen Bedingungen. Die Temperatur war so hoch, dass zwar laufend Teilchen und Antiteilchen zusammenstießen und sich annihilierten, aber auch immer wieder aus Strahlung Teilchen und Antiteilchen gebildet wurden.

Dadurch dass nach dem Urknall alles nach außen auseinander flog, nahmen nun in dem Urgas aus Elektronen und Positronen Temperatur und Druck laufend ab. Dabei verschwanden die  Elektronen und Positronen immer weiter, und es bildeten sich Myonen und Bosonen, aus denen dann größere Teilchen und dann auch Quarks wurden, die schließlich größere Teilchen, wie Neutronen und Protonen bildeten.

Die hohen Temperaturen waren mit einer starken thermischen Strahlung verbunden, die nach allen Richtungen in den Raum strahlte. Diese Strahlung ist natürlich inzwischen “abgekühlt”, aber man findet heute noch einen Rest davon in der kosmischen  Mikrowellen-Hintergrund-Strahlung.

 

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