Das Universum ist ein riesiger Computer

Boston. Unser Universum kann als ein gigantischer Computer mit einer Bitzahl von einhundertzwanzig Zehnerpotenzen angesehen werden. Diese aufsehenerregenden These vertritt ein Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology, berichtet die Fachzeitschrift «Nature» . Nach Ansicht des Physikers Seth Lloyd sei der Übergang von Partikeln von einem Quantenzustand zum anderen mit dem Rechenprozess in einem Computer zu vergleichen. Da es sich bei einem Partikelwechsel um den elementarsten Vorgang im Universum handelt, könne das Weltall insgesamt mit einem Computer verglichen werden. Rechenkapazität des Universums Der am Massachusetts Institute of Technology (MIT) beschäftigte Wissenschaftler Lloyd hat diese Abschätzung mit den Mitteln der Quantengravitation durchgeführt. Die Entwicklung des Kosmos ist in diesem Sinne nichts weiter als das Abspielen eines gewaltigen Algorithmus. Darüber berichtet das Fachblatt Physcial Review Letters. Lloyd berechnete in seiner Arbeit sowohl die Anzahl der Bits des Universums als auch die der bisher in der Entwicklung des Kosmos durchgeführten Operationen. Unter der Annahme, dass die Energie des Alls etwa zu gleichen Teilen auf Materie und Gravitationsenergie aufgeteilt ist, konnte er mithilfe der Informationstheorie die Anzahl der Operationen auf einhundertzwanzig Zehnerpotenzen, eine Zahl mit einhundertzwanzig Nullen, abschätzen. Schwarze Löcher sind gigantische Dynamos im All Magnetische Feldlinien, die sich oft einige Millionen Lichtjahre von Galaxien ausgehend in den Raum ausdehnen, sollen das Resultat unglaublich leistungsfähiger, Energie-produzierender Dynamos innerhalb von Schwarzen Löchern sein, die wie ein Elektromotor arbeiten. Diese Theorie stellten Philipp Kronberg, Quentin Dufton, Stirling Colgate und Hui Li vom Los Alamos National Laboratory im Rahmen des Jahrestreffens der amerikanischen Gesellschaft für Astronomie in Albuquerque vor. Durch die Auswertung und Interpretation von Radiowellen, die von den gigantischen Magnetfeldern eines Schwarzen Lochs im Zentrum einer Galaxie ausströmen, waren die Forscher in der Lage, Abbildungen der sich ausdehnenden Magnetfelder zu kreieren. Sie wählten dazu eine abgelegene Region, die frei von möglichen Störeinflüssen anderer Himmelskörper ist und konnten dort eine Ausdehnung des Magnetfeldes von bis zu 10 Millionen Lichtjahre beobachten. Wobei die gemessene Energiemenge mit jener vergleichbar ist, die als Licht, Gamma- und Röntgenstrahlung freigesetzt wird, das Schwarze Loch also Energie höchst effizient in magnetische Felder umwandelt. Der genaue Prozess ist zwar noch unklar, doch Kronberg und seine Kollegen Vladimir Pariev und John Finn haben ein Erklärungsmodell entwickelt, das dem eines elektrischen Generators verblüffend ähnelt. Demzufolge würde die natürlich magnetisierte Akkretionscheibe, die um ein Schwarzes Loch rotiert, von angesaugtem Sternenstaub und Materiepartikeln wie ein von Kugeleinschlägen durchlöchertes Schwungrad fungieren, dessen Drehung eine unsichtbare „magnetische Spule“ antreibt. Grosse Energiemengen würden dabei wie ein Set verschlungener Magnetlinien aus dem Zentrum der Galaxie in den Raum hinausbefördert werden. Elf Fragen zum Universum Der Schlüssel zu den Geheimnissen unseres Universums - er liegt in den Händen von Physikern und Astronomen. Dies ist das Fazit eines Berichts des National Research Council der National Academies (USA). „Wissenschaftliche Erfolge von Astronomen und Physikern haben den Weg frei gemacht, um die wirklich grossen Fragen zu beantworten“, meint Michael Turner, Vorsitzender der Komission, die den Bericht verfasst hat. Der Bericht listet die Fragen Punkt für Punkt auf:
Universum

1. Was ist die physikalische Ursache der kosmischen Inflation, jener extrem schnellen Ausdehnung zu Beginn des Universums?

2. Was ist das Wesen der dunklen Energie, die mit ihrer abstossenden Gravitationswirkung dafür verantwortlich ist, dass sich das Weltall immer schneller ausdehnt, je grösser es wird?

3. Was ist die dunkle Materie - jene unsichtbare Materieform, deren Anziehungskraft zur Bildung der Galaxien und grossräumiger Strukturen beigetragen hat?

4. Lässt sich Einsteins Gravitationstheorie mit Quanteneffekten vereinbaren?

5. Welche Massen tragen die Neutrinos und wie haben diese die Entwicklung des Alls beeinflusst?

6. Wie funktionieren kosmische Beschleuniger, die für hochenergetische Teilchen aus dem All verantwortlich sind?

7. Sind Protonen instabil – so dass sich das Ungleichgewicht von Materie und Antimaterie erklären liesse?

8. Gibt es bei hohen Dichten und Temperaturen neue Materiezustände wie Quark-Gluonen Plasmen?

9. Gibt es weitere Raum-Zeit-Dimensionen?

10. Wie entstanden die schwereren Elemente vom Eisen bis zum Uran?

11. Ist eine neue Theorie der Materie und des Lichts bei hohen Energien erforderlich?

Quellen: Bild der Wissenschaft/Zeitschrift Nature
Bearbeitet von Bruno Graber

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Datum: 07.06.2002

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