Schließe deine Augen und versuche, dir das Nichts vorzustellen.

Zu spät. Die Chancen stehen gut, dass du schon an etwas gedacht hast: vielleicht an die Farbe Schwarz oder das Wort “Nichts”, die beide nicht nichts sind.

Über das Nichts nachzudenken, könnte man bestenfalls als eine Form der Meditation und schlimmstenfalls als totale Zeitverschwendung betrachten. Das wäre es auch, wenn es nicht die einfache Tatsache gäbe, dass es im Herzen der Physik eine ungelöste Frage gibt, die zumindest eine gewisse Betrachtung dieser Materie oder ihres Fehlens erfordert: Warum gibt es etwas (unser Universum) und nicht das Nichts?

Das Nichts ist ein Konzept, das so täuschend einfach ist, dass es in der seltsamen Schnittmenge von Wissenschaft, Philosophie und Sprache selbst lebt. Wie ein Kind, das bis zur Absurdität fragt: “Warum?”, kann der Versuch, diesem Problem auf den Grund zu gehen, ziemlich frustrierend sein. Deshalb habe ich die Hilfe eines Physikers und eines Philosophen in Anspruch genommen, um eine Vorstellung davon zu bekommen, was – wenn überhaupt – “Nichts” bedeutet. Offenbar ist dies auch für Experten eine frustrierende Frage.

Was ist das Nichts laut der Physik?

Sean Carroll ist theoretischer Physiker und Kosmologe am California Institute of Technology. In letzter Zeit hat er sich mit dem Nichts beschäftigt, insofern es sich auf etwas bezieht.

In einem kürzlich erschienenen Blogbeitrag, einer Podcast-Episode und einem Kapitel im Routledge Companion to the Philosophy of Physics, die alle den Titel “Why Is There Something, Rather Than Nothing?” tragen. hat Carroll versucht, diese Frage in möglichst einfachen Worten zu beantworten.

“Wissenschaft und Philosophie beschäftigen sich mit der Frage, wie die Dinge sind und warum sie so sind, wie sie sind. Es scheint daher naheliegend, den nächsten Schritt zu tun und zu fragen, warum die Dinge überhaupt sind”, schrieb er in dem Kapitel. “Unsere Erfahrung der Welt, die sich auf einen außerordentlich winzigen Bruchteil der Realität beschränkt, lässt uns nicht gut gerüstet sein, um in angemessener Weise über die Frage nach ihrer Existenz nachzudenken.”

Das wahre Nichts ist etwas ganz anderes als einfach “leerer Raum”, auch wenn das eine brauchbare, alltägliche Definition sein mag, sagte mir Carroll kürzlich bei einem Skype-Gespräch.

“In der Quantenfeldtheorie, von der wir glauben, dass sie die beste Art ist, das Universum zu beschreiben, die wir im Moment haben, ist der leere Raum irgendwie interessant”, erklärte er. “Selbst wenn er so leer ist, wie er sein kann, gibt es immer noch quantenmechanische Teilchen, die sich in einem energielosen Zustand befinden und nichts tun. Aber man kann das Vakuum untersuchen, wie es die Teilchenphysik tut, und seine Eigenschaften entdecken.”

“Der leere Raum ist ein sehr interessanter Ort in der modernen Physik; dort passiert eine Menge, während, wenn er leer wäre, nichts passieren würde”, sagte er.

“Es ist wahrscheinlich besser, sich das Nichts als die Abwesenheit von Raum und Zeit vorzustellen, als Raum und Zeit ohne irgendetwas darin.”

Quantenzustände sind Wellenfunktionen, die die unvorhersehbaren Energieniveaus von Atomen und Teilchen mit einem hohen Maß an Präzision messen. Ein quantenmechanisches System in seinem niedrigsten Energiezustand mag sogar aus mathematischer Sicht wie nichts aussehen, aber es gibt immer noch winzige Teilchen und Energie, die darin herumhüpfen.

Ob es sich um ein Loch im Boden oder die riesigen Weiten des Raums zwischen Himmelskörpern handelt, diese “leeren” Räume sind mit etwas gefüllt, das physikalische Eigenschaften hat. Dieses Vakuum ist nicht nichts, zumindest soweit es Carroll und seine Zeitgenossen betrifft.

Aber das ist nur eine Möglichkeit, dieses Problem zu verstehen. Die andere ist noch verblüffender: die Abwesenheit von Raum und Zeit überhaupt, “leer” oder nicht.

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“Es ist wirklich nichts – kein quanten-theoretisches Vakuum – nur die Abwesenheit von irgendetwas”, sagte Carroll. “Da wir uns in einer Welt nach der Allgemeinen Relativitätstheorie befinden, wissen wir, dass Raum und Zeit nicht fest und absolut sind; sie sind dynamisch. Einstein sagte, dass Raum und Zeit durch Energie verformt werden, daher ist es wahrscheinlich besser, sich das Nichts als die Abwesenheit von Raum und Zeit vorzustellen, als Raum und Zeit ohne etwas darin. Es gibt einen großen Unterschied zwischen leerem Raum und dem Nichts.”

Es sei zwar wichtig, diese Definition des Nichts im Hinterkopf zu behalten, fügte Carroll hinzu, aber für die Physik sei sie nicht wirklich von Nutzen. “‘Etwas’ ist interessant; das Nichts ist nur insofern interessant, als es die Abwesenheit von etwas ist”, sagte er.

Letzen Endes, sagte Carroll, verliere er nicht den Schlaf über die Frage “Was ist nichts?”

“Ich denke, die Frage ‘Warum gibt es etwas und nicht nichts?’ ist interessant, aber die Antwort lautet wahrscheinlich: ‘So ist es nun einmal'”, schloss er. “Wahrscheinlich gibt es nichts, was tiefer liegt als das. Es ist nicht so, dass das Nichts eine mysteriöse Unbekannte ist; es ist einfach die Abwesenheit von etwas. Das ist alles, was es darüber zu sagen gibt. Es gibt nichts mehr über das Nichts zu lernen. Alles, was es zu lernen gibt, ist über etwas.”

Was ist das Nichts laut der Philosophie?

Die Wissenschaft hat kein Monopol auf das Nichts. Jim Holt ist ein Philosoph, der über ein breites Spektrum wissenschaftlicher Themen geschrieben hat, von den Ursprüngen des Universums bis zu einer philosophischen Geschichte der Witze. In einem TED-Talk mit dem Titel “Why does the universe exist?”

Für Holt ist das reine Nichts nicht nur für den menschlichen Verstand verständlich, sondern auch mit philosophischen Überlegungen beschreibbar, was ein weiterer guter Ausgangspunkt für jemanden ist, der über diese Frage nachdenkt. Er argumentiert, dass das “Nichts” – nicht der leere Raum, der mit unsichtbaren Dingen gefüllt ist, wie die Quantenphysik behauptet, sondern buchstäblich das Nichts – leicht mit Hilfe der formalen Logik beschrieben werden kann.

“Man kann einen Zustand des Nichts kohärent beschreiben; das ist einfach”, sagte mir Holt am Telefon. “Es ist ein Zustand, in dem alles nicht mit sich selbst identisch ist. Wenn für alle x, x ungleich x ist, dann beschreibt dieser Satz in der Logik einen Zustand des Nichts. Er hilft der Vorstellungskraft nicht, aber er führt zu keinen Widersprüchen. Er kann nur wahr sein, wenn nichts existiert, denn wenn etwas existiert, ist es gleich sich selbst. “

“Ich habe das Nichts nie ganz verstehen können, aber ich komme ihm nahe, wenn ich mir professionelles Bowling im Fernsehen ansehe.”

Wissenschaftliches Denken anzuwenden, um zu verstehen, wie etwas aus dem Nichts entstanden ist, so Holt, ist der Versuch eines Physikers, eine metaphysische Frage zu beantworten. Er wendet sich insbesondere gegen die Quantenfeldtheorie, die besagt, dass das Universum dank der Inflation aus einem Quantenvakuum heraus explodiert sein könnte.

Die Inflationstheorie wurde ursprünglich in den 1980er Jahren als eine Art Zusatz zur Urknalltheorie vorgeschlagen. Sie besagt, dass die kosmische Inflation das Universum in einem sehr kurzen Zeitraum (zwischen 10-35 Sekunden und 10-33 Sekunden nach dem Urknall) von der Quantenskala in die astronomische Größenordnung gehoben hat, wodurch die Größe und Struktur des Universums, in dem wir heute leben, entstanden ist.

Aber wenn das Universum aus dem Nichts entstanden ist, gemäß einer Reihe von physikalischen Gesetzen, woher kamen dann diese Gesetze? Haben sie vor dem Universum existiert? Wenn ja, würde das nicht bedeuten, dass das Universum nicht aus dem Nichts entstanden ist? “Die Gesetze der Quantenfeldtheorie sind in der Lage, eine Welt aus dem Nichts entstehen zu lassen, es handelt sich also um sehr geheimnisvolle Gebilde. Aber sie sind dennoch Wesenheiten. Sie sind nicht nichts”, sagte Holt.

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So, was ist dann nichts? Holt zufolge ist das Nichts, auch wenn wir seine Eigenschaften nicht beschreiben können – oder es uns nicht einmal vorstellen können -, die Art und Weise, wie sich die Dinge entwickeln könnten.

“Das Nichts ist die einfachste Art und Weise, wie sich die Realität entwickeln könnte; es ist die am wenigsten willkürliche, weil es alles ausschließt”, sagte Holt. “Sobald man das ernst nimmt, beginnt man zu denken: ‘So hätte es sein sollen; warum sollte es etwas geben und nicht nichts?’ Es gibt nicht nur etwas, sondern eine ganz bestimmte Art von Etwas, das wir um uns herum sehen.”

Wenn überhaupt, dann ist das Nichts eine Einladung, über das nachzudenken, was es gibt – und das ist etwas, gewiss. Das Nichts ist trotz seiner Nichtigkeit einer der größten intellektuellen Leckerbissen für uns.”

“Es ist eine interessante Mischung aus Philosophie, Wissenschaft, begrifflicher Analyse und Theologie und entscheidet über die Grenzen der Sprache”, sagt Holt. “Für Menschen, die neugierig auf abstrakte intellektuelle Dinge sind, ist es ein Festmahl.”

Nichts ist wirklich wichtig

Unsere Gehirne sind so verdrahtet, dass wir Dinge als diskrete Entitäten begreifen, aber das bedeutet nicht, dass wir uns nicht mit der Vorstellung anfreunden können, dass es keine Eigenschaften gibt. Tatsächlich kann dies zu einem differenzierteren Verständnis des Universums führen.

“Ich denke, das ist verständlich”, sagte Carroll. “Wir glauben nicht, dass das Universum einen Rand im Raum hat, aber es könnte einen Anfang gehabt haben – wir wissen das nicht sicher, aber es ist durchaus plausibel. Wenn es einen Moment gibt, und nach diesem Moment war etwas, dann ist auf der anderen Seite nichts. Man ist versucht zu sagen: “Vor diesem Moment war nichts”. Aber es ist besser zu sagen: ‘So etwas wie vor diesem Moment gibt es nicht.'”

Holt sagte, dass das Nichts vielleicht durch Logik verständlich ist, aber man kann es sich wahrscheinlich nicht vorstellen, es sei denn, man hat ein Kabel-Sportabonnement. “Ich habe das Nichts nie ganz verstehen können, aber ich kann mich ihm annähern, wenn ich mir professionelles Bowling im Fernsehen ansehe”, scherzte er.

Dieser Verweis auf das Bowling mag keine wissenschaftliche oder philosophische Gültigkeit haben, aber er veranschaulicht die Absurdität des Versuchs, etwas zu verstehen, das notwendigerweise nicht existieren kann. Zumindest aber erinnert uns eine so absurde Frage wie “Was ist das Nichts?” daran, dass es immer Ideen am Rande des menschlichen Verständnisses geben wird, und trotzige Menschen, die bereit sind, sich dieser Absurdität zu stellen und tiefer zu graben.

“Ich bin offen für bessere Antworten”, sagt Carroll. “Zufriedenheit ist etwas, das wir erhoffen, aber nicht verlangen können, wenn wir über das Universum sprechen. Es liegt an uns als Spezies, die intellektuelle Reife zu kultivieren, um zu akzeptieren, dass es auf einige Fragen keine Antworten gibt, die uns zufrieden stellen.”

Was haben wir hier also gelernt? Hoffentlich etwas.

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