Episode Details

Sternengeschichten Folge 453: Das elektrische Universum und das mächtige Gefühl des Staunens

In den Sternengeschichten habe ich auch immer viel von der historischen Entwicklung der Astronomie erzählt. Weil es spannend ist, weil es interessant ist zu wissen, wer wann was herausgefunden hat und vor allem wie. Dadurch lernt man nämlich auch, welche Fehler wir auf dem Weg zur Erkenntnis gemacht haben. Und wir haben jede Menge davon gemacht! Es ist ein Vorurteil zu denken, die Wissenschaft würde behaupten, alles letztgültig verstanden zu haben. Ganz im Gegenteil; wenn es so wäre, dann bräuchte es ja keine Wissenschaft mehr. Allen Forscherinnen und Forschern ist mehr als deutlich bewusst, wie viel wir noch nicht wissen. Daraus folgt aber auch nicht, dass alles, was wir jetzt wissen, Gefahr läuft, irgendwann falsch zu sein. Isaac Newton und Albert Einstein sind ein gutes Beispiel dafür. Newton hat im 17. Jahrhundert ein Modell aufgestellt, mit dem er unter anderem beschreiben konnte, wie sich die Himmelskörper bewegen. Albert Einstein hat im frühen 20. Jahrhundert das gleiche getan. Newtons Gravitationstheorie war höchst erfolgreich; sie war quasi die Grundlage auf der die moderne Naturwissenschaft erst aufgebaut werden konnte. Mit Newtons Theorie konnte man die Bewegung der Himmelskörper sehr viel genauer vorhersagen als heute. Man konnte damit erklären, wie Ebbe und Flut funktionieren, warum die Erde so aussieht, wie sie aussieht, und so weiter. Newtons Beschreibung der Natur war super. Aber war sie auch "richtig"? Manche Dinge ließen sich damit nur schlecht beschreiben. Die Bewegung des Planeten Merkur, zum Beispiel. Newton konnte außerdem nicht erklären, WARUM die Gravitation eigentlich zwischen den Himmelskörpern wirkt, er konnte nur mathematisch beschreiben, wie sie es tut. Albert Einsteins Theorie der Gravitation - die allgemeine Relativitätstheorie - konnte dagegen sehr gut erklären, wie Merkur sich bewegt, wie ich in Folge 222 ausführlich erzählt habe. Sie hat die Gravitation als Auswirkung der Krümmung von Raum und Zeit beschrieben. Einsteins Theorie konnte all das, was Newtons Theorie konnte, nur deutlich besser und sie konnte darüber hinaus auch völlig neue Phänomene vorhersagen und erklären, die komplett außerhalb von Newtons Reichweite liegen.

Ist Einsteins Theorie also richtig und Newtons Theorie falsch? Das kann man so sagen, aber man sollte es eigentlich nicht. Die absoluten Kategorien "richtig" und "falsch" lassen sich hier nicht anwenden. Newtons Gravitationstheorie beschreibt das Universum schlechter als das von Einstein. Aber in vielen Fällen immer noch ausreichend genau. Wenn es zum Beispiel darum geht, die Bewegung von Planeten zu berechnen, weil man eine Raumsonde zum Mars schicken will, dann kommt man mit Newtons Theorie immer noch wunderbar aus. Wenn ich berechnen will, wie ein Flugzeug fliegt; wie schnell ein Ball zu Boden fällt oder wie stark die Stützpfeiler einer Brücke sein müssen: Dann rechnen wir das heute immer noch mit Newtons Theorie aus und nicht mit der von Albert Einstein. Wir tun das, obwohl wir wissen, dass Einsteins Theorie besser ist. Aber wir wissen auch, dass die Unterschiede zwischen den beiden Modellen in sehr, sehr vielen Fällen nur minimal sind und keine Rolle spielen. Statt uns auf "richtig" und "falsch" zu konzentrieren, sollten wir lieber von Erweiterungen sprechen. Albert Einstein hat Newtons Theorie nicht widerlegt oder ersetzt. Sondern erweitert. Oder anders gesagt: Die Gravitationstheorie von Newton war eine Annäherung an die genauere Beschreibung, die Albert Einstein gefunden hat. Die allgemeine Relativitätstheorie wird erst dann relevant, wenn sehr starke Gravitationskräfte im Spiel sind oder Geschwindigkeiten, die nahe an der Lichtgeschwindigkeit liegen. Dort wo das nicht der Fall ist, liefern beide Theorien quasi identische Ergebnisse.

Das ist es, was Wissenschaft eigentlich Tag für Tag versucht: Eine immer genaue