Im Laufe des vergangenen Jahrhunderts haben Wissenschaftler entdeckt, dass wir nicht hier w?ren, wenn bestimmte Eigenschaften des Universums nur leicht von dem, wie sie jetzt sind, ver?ndert w?rden.? Sie m?ssen innerhalb eines sehr engen Bereiches liegen, damit unser Universum Leben erm?glicht und bewohnbar ist.? ??

Das Universum ist auf die Existenz intelligenten Lebens fein mit einer Komplexit?t und Feinheit abgestimmt, die buchst?blich dem menschlichen Verst?ndnis trotzt.? Die Empfindlichkeit der ?Bewohnbarkeit? des Universums auf kleine Ver?nderungen wird ?Feinabstimmung? genannt.?

Dies wurde vor ungef?hr 60 Jahren von Fred Hoyle erkannt, der zu der Zeit, als er die Entdeckung machte, keine religi?se Person gewesen ist.? Wissenschaftler wie Paul Davies, Martin Rees, Max Tegmark, Bernard Carr, Frank Tipler, John Barrow und Stephen Hawking, um einige zu nennen, glauben an die Feinabstimmung.? Dies sind ber?hmte Namen in der Kosmologie, wie sie in den Medien zu h?ren sind, wann immer eine neue Schlagzeile kommt.?

Arten der Feinabstimmung

1.? Feinabstimmung der Naturgesetze.

2.? Feinabstimmung der physikalischen Konstanten.

3.? Feinabstimmung der Anfangsbedingungen des Universums.

Wir werden im weiteren jede Kategorie erkunden.?

1.? Feinabstimmung der Naturgesetze

Es gibt zwei Arten, diesen Aspekt der Feinabstimmung zu betrachten:

1.??? Genau die richtigen Gesetze werden gebraucht, damit hochkomplexes Leben existieren kann.? Wenn eines fehlt, w?re derartiges Leben nicht m?glich.? Zu sagen, dass die Gesetze feinabgestimmt sind, bedeutet, dass das Universum genau die richtige Reihe von Gesetzen haben muss, damit hochkomplexes Leben existieren kann.? Vielleicht ist diese Art von Feinabstimmung die am leichtesten zu verstehende.

Beispiel 1: das Gesetz der Schwerkraft besagt, dass alle Massen einander anziehen.? Was w?re das Universum, wenn die Schwerkraft nicht existieren w?rde?? Es g?be keine Sterne oder Planeten.? Materie w?re gleichm??ig im Universum verteilt, ohne einen Platz, an dem sich Leben oder Energiequellen entwickeln, wie die Sonne, die Nahrung f?r Pflanzen durch Photosynthese liefert, die dann wieder Nahrung f?r Tiere werden.

Beispiel 2: Eine Art der Kraft kann viele Rollen in diesem gut organisierten System spielen.? Elektromagnetische Kr?fte zum Beispiel beziehen sich auf die Kombination von elektrischen und magnetischen Kr?ften.? James Clerk Maxwell hat diese zwei Kr?fte im 18. Jahrhundert vereint.

Wenn es keine elektromagnetischen Kr?fte g?be, g?be es keine Atome, weil es keine Kraft g?be, um die negativ geladenen Elektronen mit den positiv geladenen Protonen zusammen zu halten, die chemische Verbindungen gestatten. ?Es g?be keine Grundbausteine des Lebens, denn es g?be keine chemischen Verbindungen und daher auch kein Leben.?

Die elektromagnetische Kraft spielt eine andere Rolle im Licht, das eine Art elektromagnetischer Strahlung ist.? Sie gestattet den Energietransfer von der Sonne auf unseren Planeten.? Ohne diese Energie k?nnten wir nicht existieren.

2.??? Harmonie zwischen Natur und Mathematik: Erst im 20. Jahrhundert haben wir angefangen zu verstehen, dass das, was wir in der Natur beobachten, durch wenige physikalische Gesetze beschrieben werden kann, von denen jedes durch einfache mathematische Gleichungen beschrieben werden kann.? Die einfache Tatsache, dass diese mathematischen Formeln so einfach und so wenige sind, dass sie auf ein einzelnes Blatt aufgeschrieben werden k?nnen, ist erstaunlich.?

Tabelle1.? Die fundamentalen Naturgesetze

?       Mechanik (Hamilton-Funktion)

?       Elektrodynamik (Maxwell Gleichungen)

?       Statistische Mechanik (Boltzmann Gleichung)

?       Quantenmechanik (Schr?dingergleichung)

?       Allgemeine Relativit?tstheorie (Einsteinsche Feldtheorie)

Damit Leben existieren kann, brauchen wir ein ordentliches und verst?ndliches Universum.? Desweiteren ist Ordnung auf vielen verschiedenen Levels erforderlich.? ??

Beispielsweise um Planeten zu haben, die um ihre Sterne kreisen, brauchen wir die newtonsche Mechanik.?

Damit mehrere stabile Elemente des Periodensystems der Elemente eine ausreichende Menge an atomarischen "Bausteinen" f?r das Leben liefern, brauchen wir die Atomstruktur, die von den Gesetzen der Quantenmechanik vorgegeben werden.

Wir ben?tigen die Ordentlichkeit in chemischen Reaktionen, welche die Konsequenz der Boltzmann-Gleichung f?r das zweite thermodynamische Gesetz ist.?

Und damit eine Energiequelle wie die Sonne ihre lebensspendende Energie auf einen Lebensraum wie die Erde ?bertr?gt, ben?tigen wir die Gesetze der elektromagnetischen Strahlung, die Maxwell beschrieben hat.[1]

Der Physiker und Nobelpreistr?ger Eugene Wigner zitierte in seinem Schreiben The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Physical Sciences Bemerkungen, dass Wissenschaftler h?ufig die bemerkenswerte - sogar das wunderbare - Effektivit?t der Mathematik bei der Beschreibung der realen Welt f?r selbstverst?ndlich halten.? Er sagt:

"Die enorme N?tzlichkeit der Mathematik ist etwas, das an einem Wunder grenzt... Es gibt daf?r keine vern?nftige Erkl?rung... Das Wunder der Angemessenheit der Sprache der Mathematik f?r die Formulierung der Gesetze der Physik ist ein wundervolles Geschenk, das wir weder verstehen noch verdienen.

Was ist eine Konstante?  Damit sind die Konstanten der Physik gemeint.  Wenn die Naturgesetze, wie die Schwerkraft, elektromagnetische Kraft und die subatomaren "schwachen" Kräfte, durch mathematische Gleichungen ausgedrückt werden, findest du darin bestimmte Symbole, die für Zahlen stehen, die sich nicht ändern.  Diese unveränderlichen Zahlen werden ´Konstanten´ genannt, die in den Gesetzen der Physik auftauchen. 

Die Naturgesetze bestimmen nicht den Wert dieser Konstanten.  Es könnte ein Universum geben, das von denselben Gesetzen regiert wird, aber mit anderen Werten für die Konstanten.  Daher werden die aktuellen Werte dieser Konstanten nicht von den Naturgesetzen bestimmt.  In Abhängigkeit von den Werten jener Konstanten würde ein Universum, das von denselbenNaturgesetzen regiert wird, ziemlich anders aussehen. 

Es gibt mindestens 20 unabhängige Konstanten und Faktoren, die zu einem sehr hohen Grad an Präzision darauf, Leben in diesem Universum zu ermöglichen, fein abgestimmt sind.  Es wird geschätzt, dass annähernd jedes Jahr zu der Liste eine Zahl hinzugefügt wird.[1]

G: Beispiel für fein abgestimmte Konstante

Ein Beispiel für eine Konstante ist die Konstante der Schwerkraft - dargrstellt durch den Buchstaben G - welche die Stärke der Schwerkraft in Newtons Gravitationsgesetz bestimmt. 

F ist die Kraft zwischen zwei Massen  und , die sich in einem Abstand r von einander befinden.  Der tatsächliche Wert von G ist 6.67 x 10^-11  N .  Erhöht oder verringert sich G, dann wird auch die Schwerkraft dementsprechend höher oder geringer. 

Wenn man die Stärke der Schwerkraft um einen Teil um 10³⁴, dann werden sogar einzellige Organismen zerdrückt und nur Planeten mit weniger als etwa 100 Fuß Durchmesser würden das Leben mit unserer Gehirngröße unterstützen.  Solche Planeten allerdings könnten kein Ökosystem erhalten, das das Leben auf unserem Level von Intelligenz unterstützen würde.  Tatsächlich wäre selbst ein Grundökosystem an einem solchen Ort kaum möglich. 

In der Tat wenn G bloß auf das 64fache erhöht würde, so wäre die Schwerkraft an der Oberfläche irgendeines Planeten, der eine Atmosphäre behalten kann, mindestens viermal so groß.  Eine 400-fache Erhöhung von G hätte zur Folge, dass ein solcher Planet eine Oberflächenkraft hätte, die zehnmal so groß ist.  Ein solcher Planet wäre weit weniger ideal für Menschen als die Erde.  Andererseits würde eine Verringerung von G den Wasserkreislauf des Planeten negativ beeinflussen, dies macht jeden bewohnbaren Planeten weniger ideal.[2]

3.  Feinabstimmung der Ausgangsbedingungen des Universums

Zusätzlich zu den Konstanten gibt es bestimmte beliebige Mengen, die als Anfangsbedingungen eingesetzt wurden, auf denen die Naturgesetze ablaufen.  Weil diese Mengen beliebig sind, werden sie auch nicht durch die Naturgesetze festgelegt.    

Ich werde zuerst ein einfaches Beispiel geben, um zu erklären, was dies bedeutet.  Wenn ich einen Ball werfe, werfe ich ihn in einem bestimmten Winkel und mit einer bestimmten Geschwindigkeit.  Der Winkel und die Geschwindigkeit sind die ´Ausgangsbedingungen´.  Wenn ich ihn geworfen habe, folgt der Ball einem bestimmten Kurs, und wo der Ball landet, wird von den ´Ausgangsbedingungen´ abhängen.  Der Kurs, den der Ball nimmt, wird durch das Gesetz der Schwerkraft bestimmt, das eines der physikalischen Gesetze ist. 

Nehmen wir nun zum Beispiel die Entropie (die thermodynamische Unordnung) im frühen Universum.  Sie ist eine ´Ausgangsbedingung´ bei der Urknall-Theorie, so ähnlich wie die Geschwindigkeit und der Winkel für den Ball im Beispiel oben.  Genau wie bei dem Beispiel mit dem Ball haben nach dem Urknall die physikalischen Gesetze übernommen und bestimmen, wie das Universum sich von da an entwickeln wird.  Wenn die anfängliche Entropie (eine Ausgangsbedingung) des Universums anders gewesen wäre, dann hätten die Gesetze ein ziemlich anderes Universum vorausgesagt.

Hier kommt der verwunderliche Teil.  Wissenschaftler haben entdeckt, dass diese Konstanten und Ausgangsbedingungen in einen extrem engen Wertebereich fallen müssen, damit das Universum existieren kann.  Dies ist es, was damit gemeint ist, dass ´das Universum auf das Leben fein abgestimmt ist´.