Die Vermessung des Universums: Wie die Physik von morgen den letzten Geheimnissen auf der Spur ist (German Edition)

sein, dass sie die richtigen Elemente enthält, um letztlich die Natur zu beschreiben. Leider trennt eine gewaltige theoretische Kluft die Theorie, wie sie gegenwärtig aufgefasst wird, von Vorhersagen, die sich auf unsere Welt beziehen.
    Wenn die Stringtheorie richtig ist, sollten alle Modelle, die Phänomene der wirklichen Welt beschreiben, letztlich von ihren grundlegenden Prämissen ableitbar sein. Aber ihre Ausgangsformulierung ist abstrakt, und ihre Verbindung mit beobachtbaren Phänomenen ist nur schwach. Wir müssten großes Glück haben, wenn wir all die richtigen physikalischen Prinzipien finden sollten, anhand deren die stringtheoretischen Vorhersagen zu unserer Welt passen würden. Das ist zwar das letztendliche Ziel der Stringtheorie, aber es ist auch eine entmutigende Aufgabe.
    Obwohl Eleganz und Einfachheit die Kennzeichen einer richtigen Theorie sein können, ist es uns nur möglich, die Schönheit einer Theorie zu beurteilen, wenn wir ein hinreichend umfassendes Verständnis von ihrer Funktionsweise haben. Wenn wir entdeckten, wie und warum die Natur die Extra-Dimensionen der Stringtheorie verbirgt, wäre das eine überwältigende Leistung. Physiker wollen herausfinden, wie das geschieht.
    Die Landschaft
    Wie ich in Verborgene Universen scherzhaft bemerkte, erweckten die meisten Versuche, die Stringtheorie realistisch zu gestalten, den Eindruck einer Schönheitsoperation. Um die Stringtheorie mit unserer Welt in Übereinstimmung zu bringen, müssen Theoretiker Möglichkeiten finden, um diejenigen Teile zu verstecken, die es nicht geben sollte, indem sie Teilchen dem Blick entziehen und Dimensionen vorsichtig verbergen. Aber obwohl die entstehenden Mengen von Teilchen der richtigen Menge quälend nahekommen, kann man dennoch erkennen, dass sie nicht ganz richtig sind.
    Jüngere Versuche, die Stringtheorie realistisch zu gestalten, vermitteln eher den Eindruck eines Castings. Obwohl die meisten Laien keine sehr guten Schauspieler sind und manche steife Gesichter haben, die sie am dramatischen Ausdruck hindern, könnte sich bei hinreichend vielen Proben doch einmal ein schöner talentierter Schauspieler finden.
    Ebenso beruhen manche Ideen im Hinblick auf die Stringtheorie darauf, dass unser Universum die seltene, aber ideale Konfiguration ihrer Elemente ist. Selbst wenn die Stringtheorie letztlich alle bekannten Kräfte und Teilchen vereinheitlicht, könnte sie ein einziges stabiles Sammelbecken enthalten, das eine bestimmte Menge von Teilchen, Kräften und Wechselwirkungen darstellt oder wahrscheinlicher noch eine komplizierte Landschaft mit vielen möglichen Hügeln und Tälern und einer Vielzahl möglicher Auswirkungen.
    Forschungen aus jüngerer Zeit zufolge kann die Stringtheorie in vielen möglichen Universen in einem Szenario realisiert sein, das einem Multiversum entspricht. Die verschiedenen Universen können so weit voneinander entfernt sein, dass sie während ihrer Lebensdauer niemals wechselwirken – nicht einmal durch die Gravitation. In diesem Fall kann in jedem dieser Universen eine völlig verschiedene Evolution stattfinden, und wir befänden uns letztlich nur in einem davon.
    Wenn diese Universen existierten und es keine Möglichkeit gäbe, sie zu bevölkern, wären wir berechtigt, alle außer unserem eigenen zu ignorieren. Aber die kosmologische Evolution stellt Möglichkeiten zur Schaffung aller dieser Universen bereit. Und die verschiedenen Universen können signifikant unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, mit anderer Materie, anderen Kräften oder anderer Energie.
    Einige Physiker verwenden die Idee der Landschaft in Verbindung mit dem anthropischen Prinzip , um die besonders heiklen Fragen der Stringtheorie und Teilchenphysik zu behandeln. Das anthropische Prinzip besagt, dass gewisse Parameter die Werte annehmen müssen, die sie annehmen, oder zumindest nahe bei ihnen liegen müssen, da wir in einem Universum leben, das Galaxien und Leben erlaubt – ansonsten könnten wir nicht existieren, um diese Frage überhaupt stellen zu können. Beispielsweise könnte das Universum nicht so viel Energie enthalten, dass es sich mit einer zu hohen Expansionsrate ausdehnen würde, als dass Materie sich zu kosmischen Strukturen verbindet.
    Wenn das der Fall ist, müssen wir bestimmen, welche physikalischen Merkmale – falls überhaupt irgendwelche – eine Konfiguration von Teilchen, Kräften und Energie gegenüber einer anderen begünstigen. Wir wissen nicht einmal, welche