Boltzmann-Gehirne

Sind Sie ein typischer Beobachter des Universums? Spontan würde man wohl sagen, ja. Vielleicht zusammen mit anderen Beobachtern in anderen Galaxien. Vielleicht sind wir auch nur die erste Stufe auf dem Weg zu fortgeschrittenen Zivilisationen die langsam ohne jegliche Energiesorgen das All erobern.

Wenn man die derzeitigen Erkenntnisse zur weiteren Entwicklung des Universums zu Ende denkt, kommt man jedoch schnell zu einem üblen Paradoxon, nach dem all diese Beobachter eben keine typischen Beobachter, sondern nur eine unfassbar unwahrscheinliche Ausnahme sind. Denn viel wahrscheinlicher als jedes durch Evolution hervorgebrachte Bewusstsein ist etwas völlig Anderes. Doch fangen wir von vorne an:

Nach den Gesetzen der Thermodynamik wird das Universum im Wärmetod enden, da die Entropie nur eine Richtung kennt: Sie wird zunehmen, bis das Universum nur noch aus völlig gleichmäßig verteilter Materie besteht. Jegliche mechanische Bewegung wird zum Stillstand kommen, da mechanische Energie zwar vollständig in Wärme umgewandelt werden kann, aber nicht umgekehrt.

Damit scheint das Universum in vielen Milliarden Jahren komplett tot zu sein. Das Universum wird für alle Ewigkeit in einem Zustand des völligen Gleichgewichts existieren.

Hier kommen die Quantenfluktuationen ins Spiel: Auch im Vakuum entstehen durch Quantenfluktuationen laufend Teilchen- Antiteilchenpaare, die sich sofort wieder gegenseitig vernichten. Diese Fluktuationen treten überall auf und sind meistens auf einzelne Paare von Materie und Antimaterie beschränkt. Hat das Universum aber eine unendlich lange Zeit zur Verfügung, dann entstehen mit Sicherheit durch die zufällige Erzeugung von mehreren Paaren zur richtigen Zeit am richtigen Ort auch komplexere Gebilde. Es entstehen so vereinzelt Atome, Moleküle, Kochbücher, Einzeller und andere Lebewesen – und zwar von jeder denkbaren Konfiguration aus Elementarteilchen unendlich viele…

Jetzt noch einmal zu der Frage: Wie sieht der typische Beobachter des Universums aus?

Ausgehend von dem skizzierten Szenario ist der wahrscheinlichste Beobachter des Universums eine Quantenfluktuation, der gerade komplex genug ist um für einen Moment ein Bewusstsein zu entwickeln und darauf gleich wieder in die unendlichen Tiefen des Alls zu zerstrahlen. Dieses Gebilde ist ein Boltzmann-Gehirn. Im einfachsten Fall sind alle Sinneseindrücke und „Beobachtungen“ dieses Gehirns Einbildung bzw. falsche Erinnerungen, obwohl es natürlich auch Boltzmann-Gehirne mit Augen, Armen und Beinen geben muss. Ja, sogar Boltzmann-Gehirne im Körper eines Boltzmann-Menschen, der an einem Boltzmann-Strand eines Boltzmann-Meeres liegt und Boltzmann-Martini-schlürfend über den Sinn und Unsinn von Boltzmann-Gehirnen nachdenkt…

Herwig Birg berechnete 1990 die Anzahl der Menschen, die bisher auf der Erde lebten. Er kam zusammen mit den lebenden Menschen auf 81 Milliarden. Selbst wenn man jeder Tierart und sogar jedem Einzeller auf der Erde ein Bewusstsein zusteht, ist diese Zahl doch zwangsläufig kleiner als die unendliche Anzahl an bewussten Beobachtern, die durch Quantenfluktuationen in der Unendlichkeit des „toten“ Universums entstehen.
Roger Penrose hat die Wahrscheinlichkeit abgeschätzt, dass unser Universum genau so beschaffen ist, wie wir es gerade sehen. Diese Wahrscheinlichkeit beträgt 1 zu 10 hoch 10 hoch 123.

Die Wahrscheinlichkeit für ein Boltzmann-Gehirn mit falschen Erinnerungen und Sinneseindrücken ist dagegen mit 1 zu 10 hoch 10 hoch 51 geradezu astronomisch hoch.

Bleibt die Frage: Sind Sie ein Boltzmann-Gehirn, das gerade in diesem Moment in die Existenz fand, um gleich wieder zu verschwinden? Mit Erinnerungen an das Lesen dieses Artikels, an die Schulzeit in der man Ihnen die Evolution nahebrachte, an Dokumentationen über das Universum und die Entstehung des Lebens, an viele andere Menschen, die genau wie Sie auf einer Erde leben?

Momentan kann man das nicht ausschließen, auch wenn es alle vernünftigen Wissenschaftler für kompletten Unsinn halten. Das Problem ist: Niemand weiß, wo der Fehler steckt. Niemand kann momentan einen Grund liefern, warum Boltzmann-Gehirne ausgeschlossen sein sollen.

Eine kurze Geschichte der Ewigkeit

In einem Schreibzimmer sitzt ein Wissenschaftler und tippt auf seiner Schreibmaschine. Er schreibt ein Manuskript für ein Buch. Im letzten Kapitel schreibt er den Satz „Ich könnte die Kraft haben, Universen zu erschaffen.“ Nach weiteren Überlegungen kommt er zu dem Schluss, dass er diesen Satz doch nicht in der Veröffentlichung haben möchte. Er fügt die Randnotiz „streichen“ ein. Manch einer fragt sich wieso er dies tat und den Satz nicht einfach strich, doch für den Ausgang dieser Geschichte ist es nur wichtig, dass es so und nicht anders geschah. Denn in dem Moment als er das N in „streichen“ anschlug entstand durch die Energie der auf das Papier treffenden Letter ein schwarzes Loch von der Masse eines Protons für weniger als eine Planck-Zeit.
Doch der Wissenschaftler an seiner Schreibmaschine bekam von all dem nichts mit und schrieb unbeirrt das letzte Kapitel seines Buches fertig. Doch hätte er nicht in seinem Schreibzimmer gesessen sondern wäre in dem gerade entstandenen schwarzen Loch gewesen, so hätte er stark an seiner geistigen Verfassung gezweifelt. Denn dann hätte er innerhalb mehrerer Milliarden Jahre der Expansion und Entwicklung eines dem unseren vergleichbaren Universums zusehen können. Dieses Universum expandierte in von unserer Raumzeit getrennten Dimensionen. So geschah es, dass auch in diesem Universum durch den Tod massereicher Sterne schwarze Löcher entstanden, die wiederum in getrennte Dimensionen expandierten.
In einem dieser schwarzen Löcher sitzt ein Wissenschaftler in einem Schreibzimmer an einer Schreibmaschine.

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