Georges Lemaître: der Vater der Urknalltheorie

Eine Ausbildung zwischen Wissenschaft und Glauben

Geboren am 17. Juli 1894 in Charleroi (Belgien),Georges Henri Joseph Édouard Lemaître(1894-1966) zeigt sich schon sehr früh ein ausgeprägtes Interesse an Mathematik und Physik. Nach einem weiterführenden Studium am Jesuitenkolleg Sacré-Cœur, er betritt dieKatholische Universität Löwenim Jahr 1911.

Akademischer Hintergrund:

• 1913: Beginn des Studiums des Bauingenieurwesens
• 1914–1918: Militärdienst im Ersten Weltkrieg (Artillerie)
• 1919: Nimmt sein Studium wieder auf und promoviert in Physik und Mathematik (1920)
• 1920: Eintritt in das Priesterseminar von Mechelen und 1923 die Priesterweihe
• 1923: Studium an der University of Cambridge mitArthur Eddington
• 1924–1925: Aufenthalt am Harvard College Observatory und am MIT

Diese einzigartige Ausbildung, die Wissenschaft und Theologie verbindet, wird ihn zu einem Denker machen, der in der Lage ist, Glauben und wissenschaftliche Vernunft in Einklang zu bringen.

Die Theorie des Uratoms (1927-1931)

1. Die Ausgangshypothese (1927)

In einem 1927 in der veröffentlichten ArtikelAnnalen der Wissenschaftlichen Gesellschaft von Brüssel, Lemaître bietet eine Lösung zu den Gleichungen der Allgemeinen RelativitätstheorieAlbert Einsteinwas ein expandierendes Universum impliziert:

• Erster Vorschlag, dass das Universum aus einem „primitiven Atom“ entstand
• Leitet die Gleichungen ab, die ein expandierendes Universum beschreiben (noch vor Hubble-Beobachtungen)
• Schlägt vor, dass dieRotverschiebungder Galaxien ist auf diese Expansion zurückzuführen

Einstein, zunächst skeptisch, sagte Berichten zufolge: „Ihre Berechnungen sind korrekt, aber Ihre Physik ist abscheulich.“

2. Bestätigung durch Hubble (1929-1931)

Nach der Entdeckung des Geschwindigkeits-Distanz-Zusammenhangs durchEdwin Hubble1929, Lemaître 1931 InNaturein Gründungsartikel, in dem er:

• Schlägt ausdrücklich die Theorie vorprimitives Atom(zukünftige Urknalltheorie)
• Schätzungen zufolge ist das Universum etwa alt10-20 Milliarden Jahre
• Führt den Begriff einfossile Strahlung(später 1965 entdeckt)

Sein Artikel beginnt mit diesen berühmten Worten: „Wir könnten uns vorstellen, dass der Raum ursprünglich mit einer Art superdichten Flüssigkeit gefüllt war …“

Wichtige Beiträge zur Kosmologie

1. Die kosmologische Konstante

Lemaître bietet eine originelle Interpretation von Einsteins kosmologischer Konstante:

• Schlägt vor, dass es sich um eine handeln könnteVakuumenergie
• Schlägt ein Modell eines Universums in beschleunigter Expansion vor (Vorläufer der dunklen Energie)
• Diese Ideen werden 1998 mit der Entdeckung von bestätigtBeschleunigung der Expansion

2. Das Hubble-Lemaître-Gesetz

Obwohl diese grundlegende Beziehung oft ausschließlich Hubble zugeschrieben wird, trägt sie auch Lemaîtres Namen:

• Linearer Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Distanz: \(v = H_0 \times d\)
• Lemaître berechnet die erste Schätzung von \(H_0\): ~625 km/s/Mpc
• Schlägt vor, dass diese Expansion einen Anfang des Universums impliziert

3. Sonstige wissenschaftliche Beiträge

Lemaître arbeitete auch an:

• Die Theorie vonkosmische Gezeiten
• DERdrei Körper in der Himmelsmechanik
• DERkosmische Strahlung(mit Robert Millikan)

Akademisches Leben und Anerkennung

Beruflicher Hintergrund:

• 1925: Teilzeitprofessor an der Katholischen Universität Löwen
• 1927: Vollzeitprofessor und Gründung eines Zentrums für theoretische Physik
• 1936: Mitglied derPäpstliche Akademie der Wissenschaften
• 1941: GewähltKönigliche Akademie von Belgien
• 1960: Erhält dieFrancqui-Preis, die höchste belgische wissenschaftliche Auszeichnung

Internationale Anerkennungen:

• Ausländisches Mitglied derKönigliche Astronomische Gesellschaft (1927)
• MedailleEddington (1934)
• Mitglied derInternationale Astronomische Union

Lemaître und die Beziehung zwischen Wissenschaft und Glauben

Als Priester und Wissenschaftler hatte Lemaître eine besondere Vision vom Verhältnis zwischen Wissenschaft und Religion:

• „Wissenschaft und Glaube sind zwei unterschiedliche Bereiche, die nicht vermischt werden sollten“
• Er lehnte es ab, seine Theorie zum Beweis der Existenz Gottes zu verwenden
• Glaubte an einen Schöpfergott, aber nicht an einen „Gott, der Lücken füllt“, um wissenschaftliche Lücken zu erklären

Er erklärte: „Die Theorie des Uratoms ist eine neutrale wissenschaftliche Theorie ohne religiöse Implikationen.“

Vermächtnis und Nachwelt

Lemaître starb am 20. Juni 1966 in Löwen und hinterließ ein immenses wissenschaftliches Erbe:

• Vater desUrknalltheorie(1949 von Fred Hoyle geprägter Begriff)
• Vorläufer desmoderne Kosmologie
• Inspiration für Weltraummissionen wieCOBE(1989) undPlanck (2009)
• Seinen Namen erhielt:
  • L'Asteroid (1565) Lemaître
  • DERMondkrater Lemaître
  • DEREuklid-Weltraumteleskop(ESA-Mission, 2023)

Im Jahr 2018 benannte die Internationale Astronomische Union das Hubble-Gesetz offiziell in umHubble-Lemaître-Gesetzum seinen grundlegenden Beitrag anzuerkennen.