Auch Einstein hat mal Fehler gemacht

Als Einstein seine Allgemeine Relativitätstheorie auf das gesamte Universum anwendete, erschien ihm nur ein statisches Universums annehmbar. Doch wie Edwin Hubbles Beobachtungen 1929 zeigten, bewegen sich alle Galaxien voneinander weg bewegen und das Universum ist nicht statisch, sondern dehnt sich ständig aus.

Georges Lemaître kam nur zwei Jahre später zu dem Schluss, das heutige Universum müsse seinen Ursprung in einer Art „Uratom“ mit größtmöglicher Dichte haben und sich durch seine Expansion immer weiter ausdünnen. Der britische Astronom Fred Hoyle zog gegen Lemaîtres Idee zu Felde und entwickelte ab 1948 mit seiner Steady State-Theorie eine Alternative zum „Big Bang“ bzw. Urknall. Diesen Begriff prägte Hoyle 1949 im Rahmen einer Radiosendung. Ursprünglich abwertend gemeint, hat sich der Urknall im populären wie wissenschaftlichen Sprachgebrauch etabliert.

Nach der Steady-State-Theorie expandiert das Universum zwar auch, aber nicht von einem extrem dichten und heißen Ursprung aus. Stattdessen sollte seine Dichte konstant bleiben, weil immer neue Materie aus dem Vakuum heraus entsteht. Die Entdeckung des kosmischen Mikrowellenhintergrundes, gewissermaßen des Nachhalls des Urknalls, durch Wilson und Penzias im Jahre 1965 besiegelte allerdings das Ende der Steady-State-Theorie.

Wie gleich zwei Analysen zeigen, hat sich Einstein bereits 1931 mit einem expandierenden Universum befasst, in dem ständig neue Materie entsteht. Darauf deutet ein bisher unveröffentlichtes Manuskript Einsteins hin, das der Astronom Harry Nussbaumer von der ETH Zürich und der irische Physiker Cormac O‘Raifeartaigh von Waterford Institute of Technology mit weiteren Kollegen unabhängig voneinander genauer unter die Lupe nahmen.

Das vierseitige Manuskript mit dem Titel „Zum kosmologischen Problem“, das auf der Website des Einstein Archives der Hebräischen Universität Jerusalem frei verfügbar ist, blieb lange unbeachtet, weil es als Entwurf zur 1931 veröffentlichten Arbeit „Zum kosmologischen Problem der Allgemeinen Relativitätstheorie“ angesehen wurde. Nussbaumer und O’Raifeartaigh lasen das Manuskript jedoch gründlicher und stießen auf überraschende neue Aspekte.

Einstein diskutiert darin zunächst seinen gescheiterten Versuch, im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie eine statische Lösung für das Universum zu finden, in dem er eine „kosmologische Konstante“ λ in den Gleichungen einführte. Doch das widersprach Hubbles Beobachtung einer mit der Entfernung wachsenden Rotverschiebung der Galaxien. Mit den dynamischen Modellen von Willem De Sitter und Richard Tolman wollte sich Einstein jedoch nicht abfinden, da sie „auf einen zeitlichen Anfang führten, der ungefähr 10^10 – 10^11 Jahre zurückliegt, was aus verschiedenen Gründen unannehmbar schien“.

Einstein führte diese Gründe nicht weiter aus, sondern setzte an, ein Modell für ein expandierendes Universum mit konstanter Dichte zu formulieren. Dafür nahm er an, dass „immer neue Massenteilchen in dem Volumen aus dem Raume entstehen“. Ähnliches hatte James Jeans 1928 postuliert. Doch wie Nussbaumer und O’Raifeartaigh zeigen, offenbart Einsteins Manuskript einen Rechenfehler in einer der beiden zugrunde liegenden Gleichungen. Korrigiert ergibt sich nämlich ein leeres Universum und nicht ein expandierendes mit konstanter endlicher Dichte im Sinne von Hoyles späterer Steady-Steady-Theorie.

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Ein Rechenfehler mit kosmischen Folgen; Die „-3“ statt einer „9“ hat zur Folge, dass Einsteins Gleichungen nur ein leeres Universum beschreiben. (Quelle: Albert Einstein Archives, Hebrew University of Jerusalem, Israel)

Ein genaues Datum ist auf Einsteins Manuskript nicht vermerkt. Aufgrund der Tatsache, dass er auf amerikanischem Papier schrieb, und wegen passender Stellen in Einsteins Tagebuch, datiert Harry Nussbaumer das Manuskript auf Januar 1931. Zu dieser Zeit war Einstein in Pasadena, wo er intensiv mit Richard Tolman über Kosmologie diskutierte, was in seine Überlegungen eingeflossen sein könnte.

Klar scheint in jedem Fall: Einstein hat die Steady-State-Theorie von Hoyle vorweg genommen, sein Flirt mit dieser Art von kosmologischem Modell war nur kurz und blieb folgenlos. Dafür feierte seine von ihm selbst verworfene „kosmologische Konstante“ eine Wiedergeburt als Erklärung für die beschleunigte Expansion des Universums. Wie beides zeigt, konnte auch Einstein sich irren, wenn auch auf geniale Weise.

Quellen:

H. Nussbaumer, Einstein’s aborted attempt at a dynamic steady-state universe, arXiv:1402.4099v2 [physics.hist-ph] (2014) [erscheint im Gedenkband „In memoriam Hilmar W. Duerbeck“, Acta Historica Astronomiae]

C. O Raifeartaigh, B. McCann, W. Nahm und S. Mitton, A steady-state model of the universe by Albert Einstein, arXiv:1402.0132v2 [physics.hist-ph] (2014) [eingereicht bei Eur Phy J (H)]

Albert Einstein, Zum kosmologischen Problem (1931) [Einstein-Archiv, Hebräische Universität Jerusalem]

Über stellariumblog

Stellariumblog ist ein Info-und Newslog. Ich versuche, die oftmals komplizierte und unübersichtliche Fülle an Informationen und Wissen verständlich zu erklären. Mein Ziel ist es, mit diesem Blog so viele Menschen wie möglich von der Astronomie zu begeistern. Natürlich versuche ich, täglich die wichtigsten News aus den Bereichen Astronomie, Astrophysik und vergleichbaren Wissenschaften zu bloggen, ich bin allerdings Berufstätig und habe leider nicht jeden Tag ein bis zwei Stunden Zeit – seid also bitte etwas nachsichtig falls ich nicht immer alles als erster poste ;) Ich freue mich immer über positive Bewertungen, aber auch über konstruktive Kritik sowie Vorschläge und/oder Hinweise auf mögliche Fehler (ich bin auch nur ein Mensch). Ansonsten wünsche ich euch viel Spaß in meinem Blog.
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0 Antworten zu Auch Einstein hat mal Fehler gemacht

  1. Kurt Gminder schreibt:

    Die Massenträgheit hat- wie Alles- eine Reaktions-Verzögerung,
    – ein Impuls ist der bewegten Masse daher „abgewinnbar ohne dass die sich dementsprechend verlangsamt -!!-. “ Reynoldszahl „nennt sich dieses Kurzzeitphänomen der“ zähen,klebrigen“ Luftmassen welche aber auf große Prozesse, welche zumeist langsamer stattfinden, keinerlei Auswirkungen hat. Aber auf Insektenflug, auf stabile Planeten Bahnen,bei Gewehren welche nicht sofort hochschnellen,bei Regentropfen welche „Männchen“ bauen.-u.v.m. Je kürzer der Puls abgenommen wird desto stärker kann er sein, desto effizienter die Energiegewinnung. Kürzer ,Stärker, Öfters–ist der Ky…… http://www.youtube.com/watch?v=98aiISB2DNwSchwungrad mit 1,4kw Leistungs Überschuß.
    http://www.youtube.com/watch?v=irhx2XZ5EzI http://www.youtube.com/watch?v=LHz-PjY-ASQ https://www.youtube.com/watch?v=qVUN3GsekKQ#t=34 https://www.youtube.com/watch?v=LTLLnUOPOQk

    https://www.youtube.com/watch?v=FmXBebQzMyQ http://www.youtube.com/watch?v=h07dGylgN8w
    Kapanaze Flywheel 5Kw https://www.youtube.com/watch?v=qVUN3GsekKQ
    http://www.youtube.com/watch?v=vZC5CwCTv4I http://www.youtube.com/watch?v=5Njxw-Y2zPU#t=50

    Massenkräfte sind wie Kinder –stubst du sie zu wenig dann setzen sie sich doch gar nicht in Bewegung. Stupst du sie sehr sind sie schlagartig fort. Geht es runter sind sie schwer dabei-dabei. Geht es anstrengend hinauf schütteln sie einem lässig ab. Her kommen sie immer schneller als als dass sie weggehen.

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  2. Mithrahee schreibt:

    Der hatte ja sowieso ne „5“ (mangelhaft) in Mathe in der Schule.

    Und – so’n Scheiß auch – hatte er da die ganze „9“ mit der ganzen „3“ verwechselt, und deshalb war das Universum „0“ und garnicht ausgedehnt wie bei Hubbel. Wer wirklich die Zahlen richtig versteht (psych.) der weiß ja (z.B. durch Einswerden mit dem Universum – OMG) das „9“ (in Worten: „Neun“) sogar das Quadrat von „3“ (in Worten: „Drei“) ist (z.B. aus den Bibeln), teils aus den „H“, wie am Anfang von Hirne ~ Wirkungsquantum.

    So kann’s kommen! Trotzalledem! Erschütternd, vielleicht ist deshalb auch alles andere falsch! Z.B. Einstein ein Jude, mit Jahweh Quadrat, ganz genau, kein richtiger Allah-Vertreter, wie das die Menschheit ja noch muß, … und er hatte nicht ficki-ficki wie der Gottesstaat und Mohammed? („Das ist hier die Frage…“ wie Shakespear von Mohammed i.A. Allahes ~ und eigentlich alles andere richtige Religiöse, wie die Öse (=)).

    Also wenn Wir das gewußt hätten, und die Juden und Christen das nicht bei sich geheim gehalten hätten (was der Forscher ja dann enthüllte), dann hätten wir bzw. alle andren Menschen aber wirklich die Wahrheit gewußt und hätten nicht „E“ suchen müssen, das richtige „E“ mit dem gleich dem richtigem „M“ mit dem richtigen Quadrat vom Licht „C“.

    Einstein, mit „E“ am Anfang, mit Vornamen „A“ wie Adolf Hitler (aus Ö./D.), hätte damit das Universum (s.da) zum völligen Stillstand gebracht. Gut das wir aufgepasst haben und sich das Universum nach Hubbel noch ausdehnt. Aber so kann es mit „dem Logos“ passieren (Anm. der ja kein „Lokus“ ist und heißt), erschwerend kommt ja hinzu das das nicht die Quersumme ist. …

    Damit ist erstmal jetzt der „Sonnentag“ versaut ……“Auf, auf zum Kampf, zum Kampf,~ zum Kampf sind wir gebohrt …“. vielleicht ist dann die Menschheit nicht mehr vom Rettungsdienst? Gut das das vom ´Lux´ unterstützt ist, wie die richtige Kirche.

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  3. Mithrahee schreibt:

    outsch – ich lese dies hier wieder nach einigen Tagen, und wollte nur sagen das ich das nicht bös‘ meinemit meine Bezeichnungen manchmal. Die Logik ist zu kompliziert ~ und ich habe es auch versucht so darzustellen ~ und auch mir selber nicht klar, insofern ist Arithemtik der Mathemtik der digital-artifiziellen Daten der … Synthese? – hihi.
    Ich meine es natürlich mehr in dieser Hinsicht der ´transzendental bio.semiotischen Logik der Systeme der Theorien´~ oder so. Die Nummer mit dem Berg noch mal aufschütten! 😉

    Schwierig hier einfach zu editieren (lay-out, Kommentar, Java, Skipt, Applet?, http://www.camera?), so, habe grad eine Seite http://www.gleichsatz.de/b-u-t/archiv/imp.html. Ich kenne diesen gar nicht, aber schätze Ihn schätze hoch ein, ist sehr stimming mit meiner Ausfassung davon bezügl. der Carnap-Frage.

    Symbolisch möchte ich es hier mit folgendem sagen:

    … usw. alles ziemlich unbestimmt (siehe auch Animations-Filme von mir).

    Gruß, guten Sonntag
    Mithrahee

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