Boltzmann-Universum
Konzept der kosmologische Entiwcklung des Universums / aus Wikipedia, der freien encyclopedia
Das Boltzmann-Universum (benannt nach dem Physiker Ludwig Boltzmann) ist in der Kosmologie eine von mehreren Hypothesen, wie die Entwicklung des Universums verlaufen sein könnte. Sie diente Boltzmann als Versuch, die Ergebnisse der Thermodynamik, insbesondere die Irreversibilität des Zeitpfeils, mittels statistischer Mechanik zu erklären. Das Boltzmann-Universum ist dadurch definiert, dass es sich aus einem anfänglich vollkommen homogenen Zustand maximaler Entropie, also im thermodynamischen Gleichgewicht mit einem Wärmebad, durch Fluktuationen entwickelt hat. Unter Annahme der Ergodenhypothese, einer unendlich langen Lebensdauer und eines kompakten Phasenraum durchläuft dieses Universum also für fast jeden Anfangszustand Fluktuationen, die den Zustand des Universums beliebig nah an jeden Punkt im Phasenraum bewegen.[1]
Es stellt sich heraus (siehe Abschnitt Kritik), dass sich die Hypothese des Boltzmann-Universum nicht eignet, um die beobachtete Irreversibilität des Zeitpfeils zu erklären.[2] Eine alternative Hypothese von Boltzmann, die Vergangenheits-Hypothese, nach welcher sich das Universum anfänglich in einem Zustand besonders tiefer Entropie befand, wurde unter anderem von Richard Feynman[3] und Roger Penrose[4] diskutiert, und dient heute als Anwärter für das Postulat, welches den empirisch beobachteten Zeitpfeil mit der Reversibilität der statistischen Mechanik versöhnt.[5]