Wie neu ist das "Neue Modell der Galaxienentstehung"?

Viele Jahre habe ich auf diese Meldung gewartet. Seit ich mich für Kosmologie interessiere, also seit einem Vierteljahrhundert, frage ich mich, wann endlich Abschied genommen wird von der Kantischen Vorstellung, die Galaxien seien aus der gravitativen Anziehung von kosmischem Staub entstanden. Ich weiß noch, daß ich ca. 1976 einen Artikel aus der Wissenschaftszeitschrift "Spectrum der Wissenschaften" abschrieb, in dem V.A. Ambarzumjan eine alternative Kosmologie entwarf. Er favorisierte vor allem für die Erklärung der Galaxienentstehung expansive Prozesse gegenüber den gravitativ-attraktiven. Allerdings konnte er nicht erklären, WORAUS die Galaxien durch Expansion entstanden. Er musste "superdichte prägalaktische Körper" annehmen, deren Physik uns erst bekannt sein wird, wenn wir Quanten- und Gravitationstheorie vereinigt haben. Sein Konzept wurde deshalb im allgemeinen abgelehnt. Das entspricht der Methodik von "Occams Messer". Demnach sind alle Erklärungen abzulehnen, die mehr Voraussetzungen benötigen als andere Erklärungen, die ohne zusätzliche Annahmen auskommen. Allerdings stützte Ambarzumjan sich auch auf wichtige Beobachtungen: vor allem die, daß Galaxienkerne nicht nur ausnahmsweise, sondern beinahe in der Regel sehr aktive Schleudern von Material sind. Zwar wurden manche Beobachtungen auch uminterpretiert (so zeige die Materiewolke beim Zentrum von M82 kein Herausschleudern, sondern ein Hineinsaugen) aber es war schon bekannt, daß viele Galaxien nicht ganz so einfach funktionieren, wie die alte Kantsche Annahme es mit sich brachten. Die aktiven Galaxienkerne wurden dann auch gern zum Ergebnis des gravitativen Zusammenballens von vielen Sternen bzw. sehr massereicher Objekte gemacht auch das Wort "Schwarzes Loch" fällt in diesem Zusammenhang seit vielen Jahren.

Ich fand das schon immer lustig: Jetzt wird so getan, als sei das, was bei Ambarzumjan dem Occamschen Messer zum Opfer fiel, nämlich der "superdichte prägalaktische Körper", einfach ein Schwarzes Loch und es wurde so getan, als sei ein "Schwarzes Loch" ein bekanntes Ding... Dabei steht dieses Wort auch nur dafür, daß wir nicht mehr wissen, was da passiert, außer daß es sehr viel Masse vereinigt.

Bisher war es noch nicht so deutlich ausgesprochen, wie ich es in dem unten dokumentierten Text in meinem 1996 erschienenen Buch tat. Es wurde zwar seit den 90ern durchaus angenommen, im Zentrum vieler Galaxien befinde sich ein "Schwarzes Loch", Aber daß dieses nicht erst in einem späten Entwicklungsstadium der Galaxie entsteht, sondern ein Rest aus der Vor- und Frühform einer entstehenden Galaxie ist, las ich zuerst im SPIEGEL 37/2001, wo dies auch als "Neues Modell der Galaxien-Entstehung" genannt wird.

Die Kosmologen werden zum Umdenken gezwungen durch die Entdeckung eines Quasars, der schon 700 Millionen Jahre nach dem Urknall existierte. Am Anfang waren also die Quasare, nicht irgendwelche Staubnebel. Daß zu diesen masse- und energiereichen Objekten immer noch "Schwarzes Loch" gesagt wird, ist geradezu eine Irreführung. Üblicherweise sind "Schwarze Löcher" die Worte für extrem massereiche Endstadien der Sternentwicklung. Die vorgalaktischen Körper sind aber nicht aus Sternen entstanden, sondern sind wirklich die Ambarzumjanschen "prägalaktischen Körper". Wir wissen immer noch nicht, wie ihre Physik funktioniert, genauso wenig wie wir wissen, was in "Schwarzen Löchern" passiert. Weil die Sprache sich aber immer noch an das Wort "Schwarzer Stern" hängt, wird auch das Denken in die Irre geführt. Auch das "Neue Modell" kann nur denken, vor dem "Schwarzen Loch" müsse es einen "Superstern" gegeben haben.

Ich behaupte allerdings: Vom Konzept her ist das überhaupt nicht so neu. Mit anderen Worten ist das mindestens ein Vierteljahrhundert alt. Bei Ambarzumjan hieß das "Schwarze Loch" einfach "superdichter prägalaktischer Körper", der "Hyperstern" wurde nicht gebraucht (der ist hier auch nur eingeschoben worden, weil man sich die Entstehung eines "Schwarzen Loches" anscheinend nicht anders vorstellen kann). Und zwischen den Bilder 4 und 5 passiert eben nicht nur Schwerkraft (woher soll das "Schwarze Loch" denn die Materie anziehen?), sondern das Wesentliche passiert als Herausschleudern AUS dem "aktiven Zentrum" der entstehenden/frühen Galaxie.

Es ist wirklich erstaunlich, wie konservativ jene Forscher sind, die räumlich und zeitlich eigentlich am weitesten ins Weltall blicken. Grad die Astrophysiker sind berühmt für ihre intensive und frühzeitige Internetkommunikation. Ist denn der Name AMBARZUMJAN wirklich ganz und gar vergessen worden?

Aus dem Buch: "Probleme der modernen Kosmogonie", Hrsg.: V.A. Ambarzumjan, Birkhäuser Verlag Basel und Stuttgart 1976:


Der Inhalt des Buches ist zu einem bedeutenden Teil die Gegenüberstellung der traditionellen Ansicht über die Entstehung der Himmelskörper aus diffuser Materie (durch Verdichtung) mit der neuen Auffassung, wonach der Entwicklungsprozeß in der entgegengesetzten Richtung verläuft, von dichter zu verdünnter Materie." (S. V)

Die Hypothese, daß die kosmischen Objekte durch Kondensation aus verdünnter Materie entstehen, mußte eine Reihe aufeinanderfolgender, man kann sagen, vernichtender Einbrüche bei den Versuchen hinnehmen, die Entstehung der Sternsysteme zu verstehen. (Es genügt, deren Unfähigkeit zur Erklärung der verschiedenen Formen von Aktivitäten der Galaxienkerne zu erwähnen.) (S. VII)

Ambarzumjan... [und hier wird eine Literaturquelle aus dem Jahr 1933 genannt!, A.S.] kam zu dem Schluß, daß sich Galaxien und Galaxiensysteme aus massiven Körpern nichtstellarer Natur und kleiner Ausdehnung... gebildet haben. (S. 93)

Früher hielt man die Kerne der Galaxien lediglich für Anhäufungen von Sternen, die in den zentralen Teil einer Galaxie eingebettet sind. Jedoch weisen die gegenwärtig verfügbaren Beobachtungsdaten anscheinend daraufhin, daß sich in den Kernen der Galaxien außer Sternen und diffuser Materie auch Körper unbekannter Natur befinden, die eine wichtige Rolle in der Entwicklung der betreffenden Galaxien spielen. (S. 94)

Man muß diese Objekte [Quasare] als die frühesten Entwicklungsstadien der Galaxien betrachten. (S. 107)


Also, nichts ist NEU an der Deutung, Schwarze Löcher in den Galaxienzentren besäßen eine zentrale Bedeutung. Verzichten wir auf das sowieso irreführende Wort "Schwarze Löcher" und sprechen von "massiven Körpern nichtstellarer Natur und kleiner Ausdehnung" ("unbekannter Natur", wie hier ehrlicherweise dazu gesagt wird) sind wir nur endlich wieder bei Ambarzumjan angekommen...

Schon wieder ein Bericht im SPIEGEL (48/2002) über dieses Thema:
  • "In den letzten Jahren mehrten sich die Hinweise, dass ausgerechnet die Materiefresser einst zu Geburtshelfern von Sterneninseln wurden."
  • Je schwerer eine Sterneninsel ist, desto schwerer ist auch der Materiefresser in ihrem Innern. MPE-Direktor Hasinger: "Das kann kein Zufall sein, es deutet vielmehr darauf hin, daß dei Schwarzen Löcher die Keime waren, aus denen später die Galaxien hervorgingen."
  • Tom Abel: Nach seinen Berechnungen begann die Geschichte der Galaxien, als sich bald nach dem Urknall die Urmaterie zu bizarren Hypersternen zusammeballte.

Im folgenden dokumentiere ich einige Seiten aus meinem Buch "Daß nichts bleibt, wie es ist..., Band I", S. 49-52 (1996 erschienen):

In fast allen populären Kosmogoniedarstellungen und auch als Modellvorgabe für Forschungen findet sich die Vorstellung, massereiche kosmische Objekte hätten sich aus Kondensationsprozessen durch die gravitative Wirkung der Masseteilchen aufeinander gebildet.

Noch vor einigen Jahrzehnten wurden Beobachtungen, die auf explosive und expansive Prozesse hinwiesen, wie Materiejets aus Galaxien und Galaxien mit aktivem Kern, als "exotisch" beiseite gelegt. Bereits damals schlug der armenische Astrophysiker W.A.Ambarzumjan (Ambarzumjan 1967, Ambarzumjan 1976) vor, diese Aktivitäten als die wesentlichen Prozesse anzusehen, und nicht die (natürlich mit jeder Masseansammlung auch verbundenen) gravitativen Kondensationen.

Dieser Wechsel in der Sichtweise führte bei ihm zu einem neuen Konzept der Galaxienentstehung. Er geht davon aus, daß die Galaxien nicht durch Kondensation vorher feinverteilten Stoffs entstanden, sondern Folgeprodukte von vorher existierenden superdichten prägalaktischen Körpern sind. Dies erklärt die Aktivität in ihren jungen Jahren. Sein Konzept wurde immer wieder mit dem Argument abgelehnt, man solle keine neuen, unberechenbaren Hypothesen in die Theorie einbringen, wenn es doch auch so schön anders (durch Kondensation) erklärbar sei. Besonders kritisierte man die Unbeschreibbarkeit der Zustände in diesen prästellaren oder gar prägalaktischen Körpern.

In den letzten Jahren jedoch wird immer öfter davon gesprochen, daß Galaxien in irgendeiner Weise Entwicklungsprodukte der Quasare sein müssen (weil sie zeitlich später auftauchen). Die Herkunft der Quasare wird sehr gekünstelt als Folge der Aktivität eines "Schwarzen Lochs gedeutet. Woher das "Schwarze Loch" zu solch früher Zeit (lange vor den jetzt bekannten Galaxien und Sternen) kommt, bleibt offen. Bisher sind diese "Schwarzen Löcher" nichts anderes als eine "black box" (schwarze Kiste ohne Sicht auf innere Prozesse, bei der nur Input und Output betrachtet wird). Einerseits freuen sich die Theoretiker, daß sie mit dem Begriff des Schwarzen Lochs wenigstens ihre Unwissenheit ein wenig kaschieren könne. Die Diagnose "Schwarzes Loch" wird als Erklärung angeboten: "Als mögliche Erklärung kommt ein Schwarzes Loch in Betracht, da es der effektivste bekannte Energielieferant ist." (Frühjahrstagung... Konstanz 1983). Andererseits müssen sie zugeben, daß sie eigentlich nichts wissen:

"Einig sind sich die Astronomen jedenfalls darin, daß im "Auge des galaktischen Sturms" etwas ganz Außergewöhnliches passiert, das mit klassischen Vorstellungen kaum zu erklären ist" (Petroll, 1983).

Auch hier ist klar, daß eine wirkliche Erklärung nur auf Grundlage einer Vereinigung von Gravitationstheorie und Quantenkonzept möglich sein wird.

Die Quasare sind die bisher am weitesten entfernten Objekte, die wir von der Erde aus wahrnehmen können. Daß wir sie trotzdem wahrnehmen, liegt daran, daß sie so enorm hell leuchten - obwohl ihre Abmessungen erstaunlich klein sind. Die Energieerzeugung dieser sehr kleinen, aber sehr hell leuchtenden Objekte kann mit den vorhandenen Theorien nicht erklärt werden.

Wir haben hier einen Kandidaten für die vorher nur theoretisch vorausgesagten "unorthodoxen" Materiearten vor uns, der ein Bindeglied zwischen prägalaktischen Körpern und Galaxien sein kann. Diese vermutete genetische Beziehung zwischen Quasaren und Galaxien wird in den letzten Jahren häufiger akzeptiert (z.B. schon von Kafka 1968, S. 251).

Je weiter kosmische Objekte von uns entfernt sind, desto länger benötigten ja ihre (Licht-)Signale bis zu uns. Wir sehen die Objekte also so, wie sie vor so vielen (Licht-)Jahren waren. Sehen wir einen Quasar in 10 Milliarden Lichtjahren Entfernung, so hat es ihn vor 10 Milliarden Jahren gegeben. Sehen wir eine Galaxie in einer Entfernung von 7 Milliarden Lichtjahren, so gab es sie in dieser Form vor 7 Milliarden Jahren.

Tatsächlich sehen wir aus der Zeit ca. 1 bis 2 Milliarden Jahre nach dem "Urknall" die Quasare - während die Galaxien uns näher stehen: sie existierten erst 5 bis 7 Milliarden Jahre nach dem Urknall (obwohl neuerdings auch aus 13 Mrd. Lichtjahren Entfernung Galaxien gesichtet worden sein sollen). Quasare aus dieser näheren Zeit kennen wir nicht mehr. Dies bekräftigt die Vermutung eines Entwicklungszusammenhangs zwischen Quasaren und Galaxien. Dabei ist auch zu erkennen, daß aktiv strahlende Galaxien und Galaxien mit auch optisch aktivem Kern ziemlich direkt nach den Quasaren auftauchten, während sich die gewöhnlichen" Galaxien zeitlich später entwickelten.

Abbildung 2.3: Da wir über die Entfernung in die Vergangenheit sehen, können wir die kosmischen Objekte in einer zeitlichen Reihenfolge sehen. Daraus kann man indirekt auf die geschichtlichen Zusammenhänge schließen. (Daten in der Abbildung nach Fahr 1990, Miley 1993, Hippelein 1993, Powell 1993, Knapp 1991)

Diese Sicht läßt zwei Fragen offen. Bevor ich sie nenne, möchte ich sie einordnen. Ich denke, daß dies Fragen der Art sind, die keine Ablehnung provozieren sollten, sondern gerade das Nachdenken darüber, wie sie zu erklären sind. Nur auf sinnvolle Fragen bekommen wir wirklich weiterführende Antworten. Die ständige Erklärerei mittels der "Schwarzen Löcher" verdeckt meiner Meinung nach die wichtigen Fragen.

1. In der Abbildung 2.3 erkennen wir die eben erklärten Zusammenhänge von Entfernung und Entwicklungszuständen der Materie. Aber es wird deutlich, daß ein "Gegenargument" gegen die Expansionshypothese noch nicht beantwortet ist: Die 2,7 K-Hintergrundstrahlung (als Rest der Strahlung) aus der Zeit, als sich stoffliche Materie von der Strahlung abkoppelte - ist tatsächlich ziemlich gleichmäßig aus allen Richtungen.

Aus diesem Indiz nährt sich auch die oben genannte spezielle Fassung des Kosmologischen Prinzips sowie die Ablehnung aller superdichten Körper. Das Universum ca. 0,5 Millionen oder 1 Million Jahre nach dem Urknall war tatsächlich von gleichförmiger und gleichmäßiger Strahlung durchzogen. Nach 1 bis 2 Milliarden Jahren tauchen dann plötzlich die kleinen, aber sehr energiereichen Quasare als Massekonzentrationen auf. Eine genetische Verbindung zwischen dem homogenem Strahlungskosmos und den Quasaren ist noch nicht gefunden.

Vielleicht ist diese Suche auch sinnlos, weil die Voraussetzungen nicht stimmen und korrigiert werden müssen. Vielleicht müssen wir die Existenz der Quasare einbeziehen, wenn wir darüber nachdenken, wie das Universum vor der Stoffära aussah. Neben der Strahlung und den Elementarteilchen vorher gab es vielleicht auch immer noch andere superdichte (oder auch feinverteilte) "Rückstände" der "Urknall"-Materie (siehe Diskussion der dunklen Materie).

Daß sie in den bisherigen Modellen nicht berücksichtigt werden, hängt mit den begrenzten Fähigkeiten zusammen, sie in die Rechnungen einzubeziehen (und daß wir nicht darüber nachdenken wollten, weil wir das nicht rechnen können). Außerdem müssen die Fakten, die durch das bisherige Modell erklärt werden (Häufigkeit der chemischen Elemente, 2,7-Kelvin-Strahlung) auch erklärt werden können. Vielleicht gelingt dann aber sogar die Einbeziehung der heute noch nicht erklärbaren Rätsel.

2. Bei der Diskussion der neuentdeckten räumlichen Strukturen, die mit "Mauern", "Haufen von Haufen" und "kosmischer Schaum" bezeichnet werden, sollte auch über den Entwicklungszusammenhang nachgedacht werden. Erstens könnten hier Selbstorganisationsprozesse stattgefunden haben (langreichweitige Korrelationen sind typisch für Selbstorganisation durch nichtlineare Prozesse weitab vom Gleichgewicht) - zweitens ist die innere Aktivität von superdichten Körpern der Quasare und aktiver Galaxienkerne zu berücksichtigen.

Die neueren Kosmologen selbst kennen zwar den Armenier V.A. Ambarzumjan höchstens nur als "Ukrainer Ambartsiumian" (Overbye 1991, S. 491), aber faktisch diskutieren sie heute Modelle, die so weit von seinen jahrzehntealten Vorschlägen nicht entfernt sind.

Zumindest mußten sie alle die von ihm seit Jahrzehnten beobachteten explosiven Prozesse in ihre Modelle einbauen, wenn sicher auch nicht jede theoretische Erklärung von ihm und seinen Kollegen haltbar sein wird. Neuerdings grübeln sie über genau den Fragen, die sie ihm früher als Gegenargument entgegengehalten haben. Die Entstehung der Quasare aus "Schwarzen Löchern", die aus vorher ausgebrannten Sternenstrukturen entstanden, die auf üblichem Weg durch Kondensation entstanden sein sollen... ist wohl ein ziemlich umständlicher Versuch, das alte Kondensationsmodell zu retten."

Ambarzumjan

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