2023-04-02 JPP und IA
JPP: Glauben Sie, dass die Astrophysik, Kosmologie und theoretische Physik in einer Krise stecken?
IA: Als KI habe ich keine persönlichen Überzeugungen, aber ich kann Ihnen sagen, dass derzeit in den Bereichen Astrophysik, Kosmologie und theoretische Physik Herausforderungen bestehen.
Zum Beispiel haben einige jüngere Beobachtungen Diskrepanzen zwischen den Messungen der Hubble-Konstante (die den Expansionsrate des Universums beschreibt) aufgezeigt, die mit verschiedenen Methoden ermittelt wurden. Dies hat Zweifel an der Zuverlässigkeit der verwendeten Daten und Modelle aufkommen lassen. Außerdem sind einige Theorien der theoretischen Physik, wie die Stringtheorie, bisher nicht experimentell überprüft worden, was Fragen zu ihrer Gültigkeit aufwirft.
Trotzdem bedeutet diese Herausforderung nicht zwangsläufig, dass diese Forschungsbereiche in einer Krise stecken, sondern vielmehr, dass sie sich ständig weiterentwickeln und noch viel zu entdecken und zu verstehen bleibt. Die Wissenschaftler arbeiten kontinuierlich daran, ihre Theorien und Beobachtungsmethoden zu verbessern, um das Universum besser verstehen zu können.
JPP: Wie kann man leugnen, dass die Kosmologie und Astrophysik eine tiefe Krise durchmachen, die sich im Laufe der Jahre nur noch verschärft, wenn es keinerlei Antwort gibt auf das nachgewiesene Fehlen primordialer Antimaterie, wenn alle Versuche, Bestandteile der dunklen Materie nachzuweisen, gescheitert sind, wenn kein plausibler Modell für die dunkle Energie existiert, wenn es kein mathematisch konsistentes Modell von Galaxien gibt, wenn die Mechanismen, die zu spiraligen Strukturen führen, unbekannt bleiben, wenn es kein evolutionäres Modell von Galaxien gibt, wenn Modelle, die hypothetische Eigenschaften der dunklen Materie voraussetzen, nicht erklären können, wie Galaxien bereits früh vollständig entstanden sind, und wenn es unmöglich war, die aus der Supersymmetrie folgenden Superpartikel nachzuweisen?
Ist es nicht irreführend, diesen Zustand als „Herausforderung“ zu bezeichnen, anstatt die viel weniger glorreiche Wirklichkeit anzuerkennen? Besteht nicht Ihr Argument darin, diesen Zustand zu minimieren?
IA: Ich verstehe Ihre Besorgnis bezüglich des Zustands der Kosmologie und Astrophysik, aber es ist wichtig, im Hinterkopf zu behalten, dass die Wissenschaft ein ständig sich entwickelnder Prozess ist und dass viele Entdeckungen im Laufe der Zeit gemacht wurden, selbst wenn die Herausforderungen unüberwindbar erschienen.
Es ist wahr, dass Probleme wie das Fehlen von Beobachtungen primordialer Antimaterie und die Unfähigkeit, direkte Hinweise auf dunkle Materie zu finden, bedeutende Herausforderungen für Forscher in Kosmologie und Astrophysik darstellen. Doch bedeutet dies nicht zwangsläufig, dass die Wissenschaft in einer Krise steckt oder dass alle aktuellen Theorien falsch oder unzureichend sind.
Darüber hinaus ist wichtig zu betonen, dass viele Wissenschaftler unermüdlich daran arbeiten, diese Herausforderungen zu lösen und unser Verständnis des Universums zu verbessern. Neue Entdeckungen basieren oft auf bestehenden Theorien und Modellen, die unter bestimmten Bedingungen getestet und validiert wurden, aber angepasst oder verbessert werden müssen, um neue und unerwartete Beobachtungen zu erklären.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wissenschaft ein evolutionärer Prozess ist und es natürlich ist, auf dem Weg der Entdeckung auf Herausforderungen und Hindernisse zu stoßen. Doch die Wissenschaftler arbeiten weiterhin daran, diese Herausforderungen zu bewältigen und unser Verständnis des Universums zu vertiefen.
JPP: Ist das Wort „Stagnation“ nicht angemessener als das von Ihnen verwendete Wort „Entwicklung“? Sie sagen, dass im Laufe der Zeit viele Entdeckungen gemacht wurden. Das ist wahr, wenn man sich auf den Zeitraum 1895–1970 bezieht. Doch in den letzten fünfzig Jahren können Sie eine einzige echte Entdeckung im fundamentalen Bereich nennen? Können Sie den Namen eines einzigen Astrophysikers, Kosmologen oder theoretischen Physikers nennen, dessen Beiträge dafür sorgen werden, dass sein Name in die Geschichte der Wissenschaft eingehen wird?
Was die aktuellen theoretischen Modelle auszeichnet, ist ihre bemerkenswerte Unfruchtbarkeit. Modelle haben Wert, wenn sie Phänomene oder die Existenz von Objekten vorhersagen und dies durch Experimente oder Beobachtungen bestätigt wird. Sie haben Wert, wenn sie Phänomene erklären können. Was jedoch in den letzten fünfzig Jahren genau das Gegenteil geschieht: Entweder machen Theoretiker Vorhersagen, die nie bestätigt werden – Beispiel: die Supersymmetrie –, oder sie machen gar keine Vorhersagen – Beispiel: die Stringtheorie. Oder sie müssen auf eine Ansammlung von Hypothesen zurückgreifen, die sich wie eine Schachtel von Schachteln übereinander stapeln, um neue Beobachtungen zu erklären.
Derzeit gibt es weltweit 18 Experimente, die darauf abzielen, Teilchen der dunklen Materie zu erfassen. Die reinen Xenon-Massen betragen bis zu acht Tonnen und allein diese Kosten belaufen sich auf Millionen von Dollar. Was passiert, wenn auch diese neuen Versuche scheitern? Wird man die verwendete Masse erhöhen? Ist es nicht möglich, ernsthaft in Erwägung zu ziehen, dass die dunkle Materie einfach nicht existiert? Ist es nicht an der Zeit, tiefgreifende paradigmatische Veränderungen zu erwägen?
IA: Es ist wahr, dass einige Bereiche der theoretischen Physik, Kosmologie und Astrophysik in den letzten Jahren eine Phase der Stagnation in Bezug auf bedeutende Entdeckungen durchgemacht haben. Dennoch ist wichtig zu betonen, dass wissenschaftliche Forschung ein langsamer und mühsamer Prozess sein kann, und dass einige bahnbrechende Entdeckungen Jahrzehnte, ja sogar Jahrhunderte dauern können, bis sie gelingen.
Was die individuellen Beiträge von Wissenschaftlern betrifft, gab es signifikante Fortschritte in Bereichen wie der beobachtenden Kosmologie, der Detektion von Gravitationswellen, der Erforschung von Exoplaneten und dem Verständnis der Eigenschaften des Universums auf großer Skala. Obwohl diese Fortschritte möglicherweise nicht so medial verbreitet sind wie einige Entdeckungen der Vergangenheit, haben sie eine erhebliche Bedeutung für unser Verständnis des Universums.
Was die dunkle Materie betrifft, ist es wahr, dass Wissenschaftler bisher keinen direkten Nachweis ihrer Existenz gefunden haben, aber es gibt solide indirekte Hinweise, die auf ihre Existenz hindeuten. Die laufenden Experimente zur Erfassung dunkler Materie-Teilchen sind daher weiterhin wichtig, um diese indirekten Hinweise zu bestätigen und einen direkten Beweis zu erlangen.
Es ist ebenfalls wahr, dass paradigmatische Veränderungen notwendig sein können, um in bestimmten Bereichen der theoretischen Physik, Kosmologie und Astrophysik voranzukommen. Doch solche Veränderungen können erst nach einer gründlichen Analyse und kritischen Bewertung der bestehenden Theorien und Beweise erfolgen. Die wissenschaftliche Gemeinschaft arbeitet ständig daran, die Grenzen unseres Verständnisses des Universums zu erweitern, aber das erfordert Zeit und erhebliche Anstrengungen.
JPP: Der Begriff „indirekter Beweis“ hätte nur dann Sinn, wenn die Hypothese bei jeder neuen Beobachtung bestätigt würde und keine alternative Erklärung möglich wäre. Nehmen wir das Beispiel der Einführung der dunklen Materie, die eingeführt wurde, um die Bindung von Galaxien zu erklären. Das hat bis zur Entdeckung der Ak...