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Die ungelösten Probleme in der zeitgenössischen Astrophysik und Kosmologie.

...Diese beiden Disziplinen brechen buchstäblich unter der Last der ungelösten Probleme zusammen. Historisch hat die Erforschung des Kosmos mehrere Etappen durchlaufen. Wir werden hier nicht die Geschichte der Astronomie nachzeichnen. Die Spektroskopie ermöglichte wichtige Daten über die Zusammensetzung und Temperatur von Objekten, und die Messung des Doppler-Effekts ermöglichte die Gewinnung von Geschwindigkeitsfeldern und die Bestimmung von Sternmassen in Entfernungen, die den Durchmesser des Sonnensystems um viele Größenordnungen übertreffen. Die Entdeckung von Entfernungsstandards (Cepheiden-Veränderliche) ermöglichte die Ausweitung dieser Entfernungsmessungen bis zu kosmologischen Maßstäben (50 Millionen Lichtjahre).

...Die Anwendung der Werkzeuge der Differentialgeometrie auf die Kosmologie (Feldgleichung) ermöglichte einen anderen Blick auf bestimmte Phänomene (kosmische Expansion, lokale relativistische Phänomene).

...Die Entdeckung der Kernphysik ermöglichte die Konstruktion von Sternmodellen. Aber wir haben weiter oben gesehen, dass die Beherrschung, die der Mensch über das Funktionieren der Sterne zu besitzen glaubte, plötzlich brutal in Frage gestellt wurde.

...Dieselbe Kernphysik ermöglichte es, weiter in die Vergangenheit zurückzugehen und beispielsweise die Häufigkeit des Heliums zu erklären.

Aber:

• Man verfügt über kein theoretisches Modell einer Galaxie. Auf diesem Gebiet hat man das Stadium des Empirismus nicht überschritten.

• Man weiß weder, wie diese Objekte entstehen, warum sie diese und nicht eine andere Masse haben, noch wie sie sich entwickeln. Die Form der Rotationskurve der Galaxien, die eine hohe Umfangsgeschwindigkeit aufweist, bleibt ein Rätsel.

• Die Theorien der Spiralstruktur, die ausschließlich auf numerischen Simulationen beruhen, bleiben sehr umstritten.

• Es besteht eine beträchtliche Diskrepanz zwischen den Massenmessungen und den gemessenen Geschwindigkeitsfeldern (Phänomen der fehlenden Masse).

• Dieselbe Dissonanz bezüglich der Galaxienhaufen.

• Es gibt zahlreiche sehr unregelmäßige Galaxien, zu denen der englische Astronom Sir James Jeans gesagt hatte: „Wenn man solche Formen sieht, kann man sich der Vorstellung nicht erwehren, dass dies auf gewaltige Kräfte zurückzuführen ist, die im Kosmos am Werk sind und deren Natur wir nicht kennen.“

• Auf der Ebene der Kosmologie besteht eine gewisse Diskrepanz zwischen dem Alter des Universums, geschätzt anhand der ältesten Sterne unserer Galaxie, und anhand von Messungen zur Expansion (Hubble-Gesetz, Hubble-Konstante).

• Man kann die großräumige, lückenhafte Struktur des Universums nicht erklären, wobei sich die Galaxien um riesige Leerräume verteilen.

• Man hat zahlreiche Galaxienpaare nachgewiesen, die das Hubble-Gesetz verletzen (die nähere besitzt eine höhere Rotverschiebung als die zweite, im Hintergrund gelegene).

• Man hat Quellen mit sehr starker Rotverschiebung entdeckt, deren Größe die des Sonnensystems nicht übersteigt und die so viel Energie abstrahlen wie eine ganze Galaxie (Quasare). Unbekannte Energiequelle. Einige Astronomen glauben, dass diese Quellen Kerne „aktiver Galaxien“ (Seyfert-Galaxien) sind. Aber wenn man sie nach der Definition einer „aktiven Galaxie“ fragt, deren Kern sich in einem Explosionszustand zu befinden scheint, antworten sie, „dass sie einen Quasar in ihrem Zentrum beherbergt“.

• Im Durchschnitt einen pro Tag registrieren Astronomen Gammablitze. Mechanismus, Entfernung und Natur des Senders: unbekannt.

• Die Effekte der Gravitationslinsen, die mit Galaxien und Galaxienhaufen zusammenhängen, entsprechen nicht den Massen der besagten Objekte.

• Die Theorie hat die Existenz von Überresten massereicher Sterne vorhergesagt, der Neutronensterne. Im Allgemeinen, wenn ein Objekt von einem visionären Theoretiker vorhergesagt wurde (wie die Supernovae durch den Amerikaner Fritz Zwicky 1931), hat man schnell mehrere davon entdeckt, dann Hunderte: die Neutronensterne (die bei schneller Rotation das ergeben, was man Pulsare nennt). Diese sind häufig mit einem anderen Stern verbunden, der ihnen durch die Masse, die er ihnen zuführt, notwendigerweise von Zeit zu Zeit ihre „kritische Masse“ überschreiten lassen muss, die auf 2,5 Sonnenmassen geschätzt wird. Unter diesen Bedingungen können die Neutronen, aus denen sie bestehen, zusammengepresst, der Gravitationskraft nicht mehr entgegenwirken, und das Objekt stürzt in sich zusammen. Man kann diesen Kollaps nicht beschreiben. Das Modell des Schwarzen Lochs, das als Lösung der Feldgleichung zu Hilfe gerufen wird, weist einen störenden Mangel auf. Es ist Lösung von:

S = 0

das heißt einer Gleichung, in der T = 0, die einen Bereich des Raums beschreibt, in dem die Energie-Materie-Dichte null ist. Zudem spricht gegen dieses Modell die Seltenheit der Kandidaten für Schwarze Löcher seit dreißig Jahren, obwohl man sich dieser Objekte bedient und sie auf jede erdenkliche Weise einsetzt, um „alles Mögliche und noch anderes“ zu „erklären“.

• Zurück zur Kosmologie: Das Standardmodell, das sogenannte „Urknall“-Modell, kann die bemerkenswerte Homogenität dieser fossilen Spur des frühen Universums, die der Strahlungshintergrund bei 2,7 °K darstellt, nicht erklären. Nach diesem Modell entfernen sich in der frühen Kindheit des Universums zwei benachbarte Teilchen mit einer Geschwindigkeit größer als c voneinander. Sie können daher nicht wechselwirken. Das frühe Universum war also nicht-kollisional. Warum war es dann so homogen?

• Es ist unmöglich, die Zeit ab einem bestimmten Stadium zu definieren, wenn man in die Vergangenheit zurückgeht. Jedenfalls wird die Beschreibung des Universums in seinem hyperdichten und hyperheißen Zustand durch die aktuelle Krise der Hochenergiephysik beeinträchtigt.

• Das Standardmodell, das auf einer Lösung der Einstein-Gleichung beruht, kann elektromagnetische Phänomene nicht berücksichtigen. Allgemeiner gesagt, ist die Verbindung zwischen der Teilchenphysik und dem großräumigen Verhalten des Kosmos nicht hergestellt. Obwohl es eine Zeitschrift mit dem Titel „Classical and quantum gravity“ gibt, konnte die Quantisierungsmethode nicht auf die Gravitation ausgedehnt werden. Man kann kein etwaiges Graviton definieren.

Fünfzig Jahre Nicht-Physik.

...Die wissenschaftliche Krise ist in Wirklichkeit total und beschränkt sich nicht auf die Astrophysik und die Kosmologie. Die prognostischen Erfolge der Quantenmechanik täuschen. Viele Teile der Theorie bleiben dem Bereich des Halb-Empirischen verhaftet. Man hat zum Beispiel keinerlei Mittel, die Massen und elektrischen Ladungen von Teilchen zu verknüpfen. Man kann die Massen von Teilchen nicht vorhersagen. Das Quark-Modell ähnelt unangenehm dem der Epizyklen des Ptolemäus. Die Quantenmechanik ist unfähig, das Defizit an solaren Neutrinos zu erklären.

...Obwohl sich die Mehrheit der theoretischen Physiker derzeit der Welt der Superstrings zuwendet (mangels einer anderen Idee), hat sich diese „neue Disziplin“ seit dreißig Jahren als unfähig erwiesen, die geringste Beobachtung zu erklären oder das geringste Experiment vorzuschlagen. Nach dem Mathematiker Jean-Marie Souriau (der seine eigene Definition der theoretischen Physik hat: die Mathematik minus die Strenge. Die Physik minus die Erfahrung) haben wir gerade „fünfzig Jahre Nicht-Physik“ erlebt. Er ist der Ansicht, dass seit den Arbeiten von Feynman, die aus den fünfziger Jahren stammen, keine Entdeckung der theoretischen Physik, die diesen Namens würdig wäre, stattgefunden hat.

...Vor einigen Jahren, als er mir die Minuten eines internationalen Kolloquiums über Superstrings zeigte, hatte er mir eine Passage aus der Einführungsrede des Leiters dieses Kolloquiums vorgelesen:

• Obwohl die Theorie der Superstrings bis heute kein Phänomen vorhergesagt und keine Erfahrung oder Beobachtung zu interpretieren erlaubt hat, wird man angesichts der Zahl der Papiere, die jetzt veröffentlicht werden, die extreme Lebhaftigkeit dieser neuen Disziplin feststellen.

Die Welt der Forschung.

...Es gibt mehr Forscher bei der Arbeit auf der Welt, als es je in der Geschichte der Wissenschaften gegeben hat. Die Budgets und die technischen Mittel sind bedeutend. Dennoch wäre man in Verlegenheit, einen Physiker zu benennen, von dem man sicher wäre, dass er einen Namen in der Geschichte der Wissenschaften hinterlassen wird. Zwischen 1895 (Entdeckung der Radioaktivität durch Becquerel) und 1932 (Entdeckung des Neutrons durch Chadwick) vergingen siebenunddreißig kurze Jahre. Es wäre unnötig, all die tiefgreifenden Umwälzungen unserer Weltsicht in Erinnerung zu rufen, die diese Periode erschüttert haben, und die Schar bedeutender Wissenschaftler, die dieser Epoche ihren Namen gegeben haben. Umgekehrt: Was ist seit 1961 auf der Bühne der Wissenschaft geschehen, wenn man die technologischen Fortschritte (Eroberung des Mondes, Telekommunikationssatelliten, Informatik, CD-Rom usw.) ausklammert?

Unsere ganze Wissenschaft scheint in einer paradigmatischen Einschließung zu leben.

...Laut Souriau hat die Verallgemeinerung des Systems der Begutachtungsausschüsse in der Nachkriegszeit, die die Unabhängigkeit der „Referees“ (Experten des betreffenden Fachgebiets) bei der Prüfung von Arbeiten garantieren sollten, einen katastrophalen Bumerang-Effekt ausgelöst. Die Anonymität erzeugt die totale Straflosigkeit, erleichtert die Blockierung neuer Ideen, die immer störend sind..

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