Die illustrierte Kurze Geschichte der Zeit PDF
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STEPHEN HAWKING # h c u b h c a S m M ___j [___ «. -m ''Mi * Mi UPt : DIE ILLUSTRIERTE KURZE GESCHICHTE DER ZEIT 1 ro ro ro ro ro ro ZU DIESEM BUCH Ist das Universum unendlich oder begrenzt oder endlich und unbe grenzt? Hat die Raumzeit einen Anfang, den Urknall? Wird ihre heu tige Expansionsbewegung einmal zum Stillstand kommen, so daß sie wieder in sich zusammenstürzt? Liefe die Zeit dann rückwärts? Wel chen Platz im Kosmos nehmen wir ein? Und ist in den atemberauben den Modellen der Astronomen Gott endgültig von seinem Thron ver bannt? Das sind nur einige der existentiellen Fragen, die Forschung und Leh re im Zentrum der modernen Physik und Kosmologie ebenso bestim men wie die Diskussion von Philosophen und Geisteswissenschaft lern. Stephen Hawking hat sich in seinem bahnbrechenden Buch «Eine kurze Geschichte der Zeit» mit ihnen befaßt. In dieser einmali gen illustrierten Sonderausgabe bringt er seinen zum Klassiker der modernen Astrophysik avancierten Bestseller auf den gegenwärtigen Erkenntnisstand und gibt einen gut verständlichen Einblick in seine komplexen Theorien über Ursprung und Schicksal des Universums. Stephen Hawking, 1942 geboren, ist Professor für Physik und Mathematik an der Universität Cambridge, wo ihm 1979 der Titel «Lucasian Professor» verliehen wurde, ein angesehenes Lehramt, das vor ihm Isaac Newton und Paul Dirac bekleideten. Für seine Beiträge zur modernen Kosmologie hat er zahlreiche Auszeichnungen erhal ten. Hawking ist Mitglied der Royal Society und der amerikanischen National Academy of Sciences. Neben zahlreichen wissenschaftlichen Publikationen erschienen in der Science-Reihe des Rowohlt Taschen buch Verlags die Titel Eine kurze Geschichte der Zeit (rororo 60555), Stephen Hawkings Welt (rororo 19661), Einsteins Traum (rororo 60132) und - zusammen mit Roger Penrose - Raum und Zeit (rororo 60885). Stephen Hawking DIE ILLUSTRIERTE K G urze eschichte Z der eit Aktualisierte und erweiterte Ausgabe Deutsch von Hainer Kober ROWOHLT TASCHENBUCH VERLAG Aktualisierte und erweiterte Ausgabe des 1988 im Verlag Bantam Books, New York, erschienenen Buches «A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes», deutsch «Eine kurze Geschichte der Zeit: Die Suche nach der Urkraft des Universums», Rowohlt Verlag, Reinbek 1988. Die Originalausgabe von «The Illustrated A Brief History of Time: Updated and Expanded Edition» erschien 1996 bei Bantam Books, New York. Umschlaggestaltung Moon runner Design, Großbritannien (Abbildungen siehe Bildnachweis Seite 244) Redaktion Jens Petersen Veröffentlicht im Rowohlt Taschenbuch Verlag GmbH, Reinbek bei Hamburg, Mai 2000 Copyright © 1988, 1997 by Rowohlt Verlag GmbH, Reinbek bei Hamburg «The Illustrated A Brief History of Time: Updated and Expanded Edition» Copyright © 1988, 1996 by Stephen Hawking Originalillustrationen Copyright © 1996 by Moon runner Design, Großbritannien Gestaltung Moon runner Design, Großbritannien Alle deutschen Rechte Vorbehalten Satz Sabon PostScript (QuarkXPress 3.32) bei UNDER/COVER, Hamburg Druck und Bindung MOHN Media • Mohndruck GmbH, Gütersloh Printed in Germany ISBN 3 499 60924 X INHALT Vorwort Kapitel 1 - Unsere Vorstellung vom Universum 2 Kapitel 2 - Raum und Zeit 22 Kapitel 3 - Das expandierende Universum 46 Kapitel 4 - Die Unschärferelation 68 Kapitel 5 - Elementarteilchen und Naturkräfte 82 Kapitel 6 - Schwarze Löcher 104 Kapitel 7 - Schwarze Löcher sind gar nicht so schwarz 128 Kapitel 8 - Ursprung und Schicksal des Universums 144 Kapitel 9 - Der Zeitpfeil 182 Kapitel 10 - Wurmlöcher und Zeitreisen 196 Kapitel 11 - Die Vereinheitlichung der Physik 212 Kapitel 12 - Schluß 228 Albert Einstein 234 Galileo Galilei 236 Isaac Newton 238 Glossar 240 Dank 244 Register 245 DIE ILLUSTRIERTE KURZE GESCHICHTE DER ZEIT n . ■ * “ * * * • i - * » # .5 * ,-f ■ »' % * ■ * j*' * 1 * » ’ *m* •4 % ( • n* ' * * *«. - # .# "V * * » SSL , " 4#P JL • . * *)M- . - * i ■ * * * t * * i * t - * • Y # ' * * % % • * * ♦ * % . • ‘ ■ '4»' Mw \ • ' * * *•.. * .4* - * . * " ’ * % - * * i' * • * • # ' ’■ % ' * ’• * / ■ * 'Ww- ' % . < -X» 1 .. ■'S 9 ' . * V äY # * * y* %i. ■ », * V * V ■ *• . , ' ’ . # , y ' % * \ * , l • » ♦ ^ * ' * * * 4 i *%•> ■ V. r ‘ #* m- * * * ' f * 1 . Y ^ ' ♦ . *» *. ■‘ * %■ ” * * / ' * /■ ^ t #■* • ♦ ♦ ' • *• * *Y * * / * Blick zurück in die Zeit. 1996 bat man mit dem Hubble Space Telescope dieses Foto aufgenommen, das so tief reicht wie noch kein optisches Bild zuvor. Es zeigt das frühe Universum, wobei einige Galaxien zu einem Zeitpunkt zu sehen sind, als Raum und Zeit noch keine Milliarde fahre alt waren. Dank der außergewöhnlichen technischen Fortschritte in den letzten Jahren erschließen sich uns mehr und mehr die Fakten zu den Theorien über den Ursprung des Universums und unseren Standort in ihm. VORWORT Vorwort ür die erste Ausgabe dieses Buches habe ich Der Erfolg der «Kurzen Geschichte der Zeit» F kein Vorwort geschrieben - das hat freund läßt darauf schließen, daß es ein weitverbreitetes licherweise damals Carl Sagan übernommen. Interesse an den Grundfragen unserer Existenz gibt: Statt dessen verfaßte ich einen kurzen Abschnitt mWit oher kommen wir? Warum ist das Universum so, dem Titel «Dank», um dort, wie man mir riet, alle wie es ist? Allerdings weiß ich, daß Teile des Buches Leute und Institutionen aufzuführen, die mir gehol vielen Lesern Schwierigkeiten bereitet haben. Des fen hatten. Allerdings waren einige der Stiftungen, halb enthält die neue Ausgabe eine große Zahl von die mich unterstützt hatten, über diese Erwähnung Abbildungen, die das Verständnis erleichtern sollen. nicht sehr erfreut, sahen sie sich doch in der Folge Selbst wenn Sie nur die Bilder und ihre Beschriftung zeit mit einer Flut von Anträgen konfrontiert. betrachten, dürfte Ihnen in groben Zügen klarwer Ich glaube, niemand - weder mein Verleger noch den, worum es geht. mein Agent, noch ich selbst - hatte mit einem der Ich habe die Gelegenheit genutzt, um das Buch artigen Erfolg des Buches gerechnet. Auf der Best auf den neuesten Stand zu bringen. Zu diesem sellerliste der Sunday Times hielt es sich 237 Wo Zweck habe ich viele Erkenntnisse und Beobach chen, länger als irgendein anderes Buch (die Bibel tungsdaten aufgenommen, die seit der Erstver und Shakespeare natürlich ausgenommen). Es ist in öffentlichung (1. April 1988) hinzugekommen sind. etwa vierzig Sprachen übersetzt und so oft verkauft Ferner gibt es ein neues Kapitel über Wurmlöcher worden, daß ungefähr ein Exemplar auf jeweils 750 und Zeitreisen. Einsteins allgemeine Relativitäts Männer, Frauen und Kinder dieser Welt kommen. theorie scheint uns die Möglichkeit zu eröffnen, Nathan Myhrvold von Microsoft (ein ehemaliger Wurmlöcher zu schaffen und zu nutzen - kleine Student von mir) hat wohl recht, wenn er sagt, von Röhren, die verschiedene Regionen der Raumzeit meinen Büchern über Physik seien mehr verkauft miteinander verbinden. Wenn dies so wäre, könnten worden als von Madonnas Büchern über Sex. wir eines Tages in der Lage sein, Blitzreisen durch DIE ILLUSTRIERTE KURZE GESCHICHTE DER ZEIT die Milchstraße oder durch die Zeit zu unterneh rationaler Gesetze bestimmt wird, die wir entdecken men. Gewiß, wir haben noch niemanden aus der und verstehen können. Zukunft erblickt (oder doch?), aber ich werde eine Die bei weitem wichtigsten Beobachtungsdaten mögliche Erklärung dafür erörtern. sind die Messungen von Fluktuationen im kosmi Außerdem beschäftige ich mich mit den Fort schen Mikrowellenhintergrund durch COBE (den schritten, die in letzter Zeit bei der Suche nach Satelliten Cosmic Background Explorer) und andere «Dualitäten» oder Entsprechungen zwischen schein Projekte. Diese Fluktuationen sind der Fingerab bar verschiedenen physikalischen Theorien erzielt druck der Schöpfung, winzige Unregelmäßigkeiten worden sind. Diese Entsprechungen sind ein starkes in dem sonst regelmäßigen und gleichförmigen Indiz dafür, daß es eine vollständige vereinheitlichte frühen Universum - Unregelmäßigkeiten, die sich Theorie der Physik gibt, sie lassen aber auch erken später zu Galaxien, Sternen und all den anderen nen, daß es vielleicht nicht möglich ist, diese Theorie Strukturen um uns her entwickelt haben. Ihre Form in einer einzigen fundamentalen Formulierung aus entspricht den Vorhersagen der Hypothese, das Uni zudrücken. Statt dessen müssen wir uns eventuell versum weise keine Grenzen oder Ränder in ima in unterschiedlichen Situationen an verschiedene ginärer Zeitrichtung auf. Allerdings sind weitere Aspekte der grundlegenden Theorie halten - so als Beobachtungen erforderlich, um diese Hypothese zu wären wir nicht in der Lage, die Erdoberfläche auf bestätigen und andere mögliche Erklärungen für die einer einzigen Karte abzubilden, und müßten für ver Fluktuationen im Mikrowellenhintergrund auszu schiedene Regionen verschiedene Karten benutzen. schließen. Jedenfalls sollten wir in ein paar Jahren Das wäre zwar eine Revolution in unserer Einstel wissen, ob wir daran glauben können, daß wir in lung zur Vereinheitlichung der wissenschaftlichen einem Universum leben, das vollkommen in sich ge Gesetze, würde aber an dem wichtigsten Punkt schlossen und ohne Anfang und Ende ist. nichts ändern: daß das Universum durch eine Reihe Cambridge, im Mai 1996 Stephen Hawking
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