Eine kurze Geschichte der Zeit Die Suche nach der Urkraft des Universums

"Eine kurze Geschichte der Zeit" ist das erste populärwissenschaftliche Buch von Stephen W. Hawking. Damit erhalten die Leser nicht nur einen kompetenten Überblick über Theorien der Kosmologie, sondern auch Einblick in das Denken des Autors. Hawking hatte den Lehrstuhl an der Universität Cambridge inne, in den einst Newton berufen wurde. Hawking reflektiert historische Vorstellungen über den Kosmos von den alten Griechen bis in die Neuzeit, stellt wichtige naturwissenschaftliche Theorien vor, erläutert, was eine wissenschaftliche Theorie ausmacht und zeigt anhand der Unvereinbarkeit von Quantenmechanik und Relativitätstheorie deren Grenzen auf. Die Darstellung der historischen Entwicklung erfolgt in kompakter Form. Hawking würdigt Newtons Gesetze zu Bewegung und Gravitation, erläutert die Aufgabe eines absoluten Raumes, stellt Maxwells Elektromagnetismus vor und zeigt auf, wie die Versuche zum Nachweis eines Äthers Widersprüche in den bisherigen Theorien offenbaren. Den Knoten durchschlug Einstein mit seiner speziellen Relativitätstheorie. Eine der Folgerungen ist die Äquivalenz von Masse und Energie. Durch Einbeziehung der Gravitation entstand die allgemeine Relativitätstheorie, die 1919 durch Beobachtungen bestätigt wurde, die sich später für den zu untersuchenden Effekt als zu ungenau herausstellten. Die Vorstellungen von Raum und Zeit als dynamische Größen beeinflussen die Auffassung vom Universum. Hawking erläutert die Entdeckung von Hubble, dass sich das Universum ausdehnt, stellt Friedmanns Folgerungen aus der allgemeinen Relativitätstheorie vor und beschreibt die Entdeckung der Mikrowellenhintergrundstrahlung. Die wahrscheinlichste Erklärung für die beschriebenen Phänomene bietet die Urknalltheorie. Hawking und Penrose kommen zu dem Ergebnis, dass es eine Urknall-Singularität gegeben haben muss. Selbstkritisch wie Hawking ist, relativiert er seine eigenen Vorstellungen später, da Quanteneffekte einbezogen werden müssen. Für das weitere Verständnis ist daher ein Perspektivwechsel erforderlich vom Makrokosmos hin zum Mikrokosmos, der von der Quantenmechanik dominiert wird. Hawking erläutert Heisenbergs Unschärferelation und macht deutlich, warum der Laplacesche Traum vom Determinismus geplatzt ist. Die Ausführungen zu Elementarteilchen und Naturkräften wirken trocken, sind jedoch für das Verständnis der Arbeiten von Hawking, die Beziehungen zwischen Quantenmechanik und allgemeiner Relativitätstheorie zu untersuchen, zwingend erforderlich. Schwarze Löcher erfordern eine Symbiose der Theorien des Mikro- und des Makrokosmos. Sind Schwarze Löcher wirklich schwarz? Erstaunlich, dass sie bereits 1783 von John Mitchell vorhergesagt wurden. Hawking, der sich viele Jahre mit diesem Thema beschäftigt hat, erläutert deren Eigenschaften. Sein wissenschaftlicher Beitrag besteht in dem Nachweis, dass Schwarze Löcher Teilchen emittieren. Diese Erkenntnis beruht auf der Einbeziehung von Relativitätstheorie und Quantenmechanik in die Analyse der Eigenschaften Schwarzer Löcher. Die Quantenmechanik könnte laut Hawking jene Singularitäten beseitigen, die von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt werden. Hawking beschreibt Theorien für den Ursprung des Universums, in die er seine eigenen Überlegungen zur Verbindung von Relativitätstheorie und Quantenmechanik einbezieht. Er, der die Vorstellung von Singularitäten, an denen die Naturgesetze ihre Gültigkeit verlieren, geprägt hat, verzichtet nun auf sie und postuliert eine "Keine-Grenze-These". Die Theorien der Kosmologie sind unanschaulich. Das liegt an dem komplexen Stoff, der sich kaum für eine populärwissenschaftliche Aufarbeitung eignet, und nicht an Hawkings Erklärungsversuchen. Als Folge seiner Überlegungen fordert Hawking eine Quantentheorie der Gravitation, um den Ursprung des Universums zu verstehen. Analog zum Titel des Buches widmet sich Hawking der Zeit, erläutert verschiedene Zeitpfeile und den Zusammenhang von Zeitrichtung und der Entwicklung von Leben. Wenngleich die Naturgesetze nicht zwischen Vergangenheit und Zukunft unterscheiden, spielt die Richtung der realen Zeit eine existenzielle Rolle. Hawking stellt Forschungen vor zur Vereinheitlichung der Physik. Was hätte die Kenntnis einer einheitlichen Theorie für Folgen? Wir sind nicht in der Lage, das Dreikörperproblem exakt zu lösen und sind damit Lichtjahre entfernt von einer mathematischen Beschreibung menschlichen Verhaltens. Eine Weltformel wäre nur der Beginn zu weiteren Forschungen. Das Buch ist 40 Jahre alt und die Entwicklung schreitet voran. Das gilt z.B. für Gravitationswellen und den Nachweis des Higgs-Bosons. Die Suche nach der Urkraft des Universums geht weiter. Hawking erläutert abstrakte Theorien der Kosmologie für ein breites Publikum. Potenzielle Leser sollten sich für Fragen der Kosmologie interessieren.

Für Leute, die so wie ich überschaubare Ahnung von Physik, Chemie, oder anders gesagt von Naturwissenschaften generell haben, ist dieses Buch wahrscheinlich schwer zu verstehen. Meiner Meinung nach muss man schon einiges an Vorwissen mitbringen. Dem Otto Normalverbraucher würde ich dieses Buch nicht empfehlen. Ich selbst habe das Buch letztendlich nicht vollständig gelesen, da ich leider einiges nicht verstanden habe.

Ich liebe Stephen Hawkings Werke, muss aber leider sagen, dass ich ab der Hälfte des Buches nicht mehr so ganz dabei war. Es ist etwas zäh zu lesen und hat leider ab da nicht mehr so ganz Spaß gemacht. Schade!

Kurzum ein klasse Buch. Erfordert etwas an Vorwissen und Vorstellungsvermögen, ist aber für Interessierte wirklich empfehlenswert. Werde es mir nochmals konzentrierter in den kommenden Ferien anhören :)