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

Eigenschaften vorhersagbar sein sollten und welche einfach notwendig dafür sind, dass wir überhaupt hier herumsitzen und über Naturwissenschaft diskutieren. Für welche Eigenschaften gibt es fundamentale Erklärungen, und welche sind bloß eine zufällige Konsequenz des Standorts?
    Ich persönlich glaube, dass eine Landschaft von vielen möglichen Konfigurationen, in der wir uns aufhalten könnten, ziemlich wahrscheinlich ist, da es für jede Gravitationsgleichung, die wir aufschreiben, viele mögliche Lösungen gibt, und ich sehe keinen Grund, warum das, was wir beobachten, bereits alles sein sollte, was existiert. Aber ich halte das anthropische Prinzip als Mittel zur Erklärung beobachteter Phänomene für unbefriedigend. Das Problem ist, dass wir nie wissen, ob das anthropische Prinzip ausreicht. Welche Phänomene sollten wir eindeutig vorhersagen können, und welche werden von Ad-hoc-Trugschlüssen bestimmt? Darüber hinaus kann eine anthropische Erklärung nicht überprüft werden. Sie könnte sich zwar als richtig erweisen. Aber sie wird sicherlich aufgegeben werden, wenn eine fundamentale Erklärung aus Grundprinzipien auftaucht.
    Zurück auf festem Boden
    Die Stringtheorie enthält wahrscheinlich einige tiefgründige und vielversprechende Ideen. Sie hat uns schon Erkenntnisse bezüglich der Quantengravitation und der Mathematik geliefert und interessante Elemente bereitgestellt, die von den Modellentwicklern weiterverfolgt werden können. Aber höchstwahrscheinlich wird es lange dauern, bis wir die Theorie hinreichend gut lösen können, um die Fragen zu beantworten, die wir am liebsten lösen würden. Möglicherweise ist die direkte Ableitung der Konsequenzen der Stringtheorie von Grund auf einfach zu schwierig. Selbst wenn sich letztlich erfolgreiche Modelle aus der Stringtheorie ergeben, ist es wegen des Wirrwarrs überflüssiger Elemente sehr schwierig, diese zu finden.
    Der Modellbildungsansatz in der Physik wird von dem instinktiven Gefühl genährt, dass die Energien, bei denen die Stringtheorie eindeutige Vorhersagen macht, zu weit von denjenigen entfernt sind, die wir beobachten können. Wie bei vielen Phänomenen, für die es auf verschiedenen Skalen unterschiedliche Beschreibungen gibt, könnte es sein, dass die Vorgänge, die Fragen der Elementarteilchenphysik beantworten sollen, am besten bei den entsprechenden Energien untersucht werden.
    Wir Physiker teilen zwar gemeinsame Ziele, aber wir haben auch verschiedene Erwartungen im Hinblick darauf, wie sie am besten erreicht werden. Ich ziehe den Ansatz der Modellbildung vor, weil er in der nahen Zukunft wahrscheinlich eher Leitlinien für Experimente an die Hand gibt. Meine Kollegen und ich könnten zwar Ideen aus der Stringtheorie aufgreifen, und ein Teil unserer Forschung könnte auch stringtheoretische Bedeutungen haben, aber nicht die Anwendung der Stringtheorie ist mein Ziel, sondern das Verständnis prüfbarer Phänomene. Modelle können auch beschrieben und experimentellen Tests unterzogen werden, bevor irgendeine Verbindung zu einer fundamentaleren Theorie hergestellt wird.
    Wir Modellentwickler gestehen nur aus pragmatischen Gründen ein, dass wir nicht alles zugleich ableiten können. Die Annahmen eines Modells könnten Teil der letztendlich zugrunde liegenden Theorie sein, oder sie könnten einfach neue Beziehungen erklären, die noch tiefere theoretischere Grundlagen besitzen. Modelle sind effektive Theorien. Sobald sich ein Modell als richtig erweist, kann es den Stringtheoretikern oder jedem, der einen eher deduktiven Ansatz verfolgt, die Richtung vorgeben. Aber Modelle konzentrieren sich in erster Linie auf niedrigere Energien und auf Experimente, die für diese Skalen gelten.
    Modelle, die über das Standardmodell hinausgehen, beinhalten zwar sowohl dessen Elemente als auch die Ergebnisse bei Energien, die bereits erforscht wurden, aber sie enthalten auch neue Kräfte, neue Teilchen und neue Wechselwirkungen, die nur auf kürzeren Abständen festgestellt werden können. Aber dennoch ist die Anpassung an alles, was wir wissen, schwierig, und das resultierende präzise Modell, an dem ich oder sonst jemand arbeitet, verliert häufig einen Großteil seiner anfänglichen Eleganz. Aus diesem Grund müssen Modellentwickler unvoreingenommen sein.
    Häufig sind die Leute verwirrt, wenn ich ihnen sage, dass ich über viele verschiedene Modelle arbeite und weiß, dass sie nicht alle zugleich richtig sein können und dass der LHC uns mehr