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Quantenkosmologie : „Vielleicht waren die Philosophen zu höflich“

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Sagt Ihre Offenheit auch etwas über den aktuellen Zustand der Quantengravitation aus? Wie würden Sie die derzeitige Situation in diesem Feld beschreiben?

Momentan ist die Atmosphäre ziemlich pessimistisch. Vor fünfzehn Jahren gab es zwei dominierende Ansätze: die Stringtheorie und die Schleifen-Quantengravitation. Die Anhängerschaft der Schleifen-Quantengravitation hat sich seitdem vollkommen aufgespalten, und die meisten Stringtheoretiker beschäftigen sich im Moment mit Anwendungen der Stringtheorie statt mit deren Weiterentwicklung.

Der Beweis der kosmischen Inflation, der keiner war: Polarisationsmessungen der kosmischen Hintergrundstrahlung der Bicep2 Kollaboration.

Diese Zersplitterung ist Grund für den Pessimismus?

Ich denke, der Grund ist der fehlende Fortschritt, und zwar in allen verfolgten Ansätzen. Das gilt für die Stringtheorie, wo dies seit der Jahrtausendwende der Fall ist, es gilt aber wohl auch für die Schleifen-Quantengravitation. Es sind schwierige Fragen, mit denen sich diese Gebiete beschäftigen, da ist Fortschritt langsam.

Sie haben beschrieben, dass es heute verschiedene kosmologische Beobachtungen gibt. Die 21-cm-Linie des neutralen Wasserstoffs und die kosmischen Hintergrundstrahlungen erlauben uns einen Blick in die Frühphase des Universums. Aber helfen uns diese Beobachtungen wirklich dabei, kosmologische Theorien falsifizieren zu können?

Lassen Sie mich ein Beispiel geben. Wenn Sie reine Quantenkosmologie machen würden, ohne ein skalares Feld einzuführen, nur mit Materie, die sich wie eine ideale Flüssigkeit verhält. Dann bekämen Sie Resultate, die den Beobachtungen vollständig widersprechen. Die Antwort ist also: ja. Die vorliegenden Beobachtungen können bereits einige kosmologische Szenarien ausschließen.

Werden wir denn deutlich mehr Theorien ausschließen können, wenn die B-Moden in der Polarisation der kosmischen Hintergrundstrahlung gefunden werden? Deren vermeintliche Detektion wurde ja – wie sich zeigte fälschlicherweise – vor einigen Jahren bereits vom Bicep2-Experiment vermeldet.

Wenn wir B-Moden finden, dann zeigt es, dass das Ekpyrotische Modell falsch ist: ein quantenkosmologischer Ansatz mit bestimmten Annahmen über Materie. Ein solcher Befund sagt aber entgegen weitläufigen Behauptungen nichts über das Inflationsmodell aus. Das hätte damals im Kontext der Bicep2-Beobachtungen niemals behauptet werden dürfen.

In der Tat wurde das Bicep2-Ergebnis damals als Bestätigung der Inflationstheorie verkauft, selbst in der wissenschaftlichen Veröffentlichung.

Klar, sie haben daraus eine große Geschichte gemacht. Das war auch politisch motiviert. Einer der wissenschaftlichen Leiter des Experiments arbeitet in Stanford, wo auch einer der Begründer der Inflationstheorie, Andrei Linde, lehrt. Ich denke, es ist eine Tatsache, dass die Leute versuchen, zu schnell zu arbeiten. Wenn du dir eine wunderschöne Theorie ausdenkst und dann Vorhersagen machst, dann siehst du es als Bestätigung der Theorie, wenn diese Vorhersagen mit Beobachtungen übereinstimmen. Aber du vergisst, dass es auch noch andere Theorien gibt, welche die gleichen Vorhersagen machen.

Das führt zu der Frage, wann man sagen kann, dass eine Theorie falsifiziert wurde. Sie haben hier auf dem Workshop gesagt, dass sie eine Theorie dann verwerfen würden, sobald ihre einfachste Version durch Beobachtungen entkräftet wurde. Auch wenn man sie durch eine kompliziertere Version ersetzen könnte, die den Widerspruch zu den Beobachtungen aufheben würde.

Das stimmt. Es wäre aber interessant, wenn wir als Physiker hier Leitlinien von den Philosophen bekommen könnten.

Aber dann noch einmal die Frage: Was kann Philosophen in eine Position versetzten, hier Leitlinien geben zu können?

Die Tatsache, dass sie das alles aus einer gewissen Entfernung beobachten. Sie interessieren sich auch für fundamentale Fragen, aber sie verfolgen keine Eigeninteressen. Insofern könnten sie Orientierung liefern. Das hoffe ich zumindest.

Das Gespräch führte Sibylle Anderl.

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