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

Abständen und Energien funktioniert. Durch theoretische und experimentelle Untersuchungen sind Naturwissenschaftler zu einem tiefen Verständnis von Elementen und Strukturen gelangt, die vom winzig Kleinen bis zum riesig Großen reichen. Mit der Zeit haben wir eine detaillierte und umfassende Geschichte darüber abgeleitet, wie die Einzelteile zusammenpassen. Theorien beschreiben erfolgreich, wie der Kosmos sich aus winzigen Bestandteilen entwickelte, die Atome bildeten, die sich ihrerseits zu Sternen verbanden, welche in Galaxien und größeren Strukturen über das ganze Universum hinweg angeordnet sind, und wie manche Sterne dann explodierten und schwere Elemente erzeugten, die in unsere Galaxie und unser Sonnensystem eindrangen und die letztendlich für die Entstehung des Lebens notwendig sind. Mit den Ergebnissen vom LHC und von solchen satellitengestützten Forschungen, wie sie oben erwähnt wurden, hoffen die heutigen Physiker, auf dieser soliden und umfassenden Grundlage aufbauen zu können, um unser Verständnis auf kleinere Abstände und höhere Energien zu erweitern und um eine größere Genauigkeit als jemals zuvor zu erreichen. Es ist ein Abenteuer. Unsere Ziele sind ehrgeizig.
    Wahrscheinlich haben Sie schon sehr deutliche und scheinbar präzise Definitionen von Naturwissenschaft gehört, insbesondere wenn sie mit Glaubenssystemen wie z.B. der Religion kontrastiert wird. Die wahre Geschichte der Entwicklung der Naturwissenschaft ist jedoch komplex. Obwohl wir sie gerne – zumindest ging es mir so, als ich meine ersten Schritte machte – für eine zuverlässige Widerspiegelung der äußeren Wirklichkeit und der Regeln halten, nach denen die physikalische Welt funktioniert, findet doch die aktive Forschung nahezu unvermeidlich in einem Zustand der Unbestimmtheit statt, in dem wir zwar die Hoffnung haben, Fortschritte zu erzielen, aber nicht wirklich sicher sein können. Die Herausforderung, die sich für Naturwissenschaftler stellt, besteht darin, sich mit vielversprechenden Ideen beharrlich auseinanderzusetzen, während man sie ständig in Frage stellt, um sich ihrer Wahrhaftigkeit und ihrer Implikationen zu vergewissern. Naturwissenschaftliche Forschung erfordert notwendigerweise einen heiklen Balanceakt auf dem Rande schwieriger und manchmal miteinander konfligierender und konkurrierender – aber oft auch aufregender – Ideen. Das Ziel besteht darin, die Grenzen des Wissens zu erweitern. Wenn man aber zum ersten Mal mit den Messdaten, Begriffen und Gleichungen jongliert, kann die richtige Interpretation für jedermann ungewiss sein – auch für jene, die am aktivsten daran beteiligt sind.
    Meine Untersuchungen konzentrieren sich auf die Theorie der Elementarteilchen – die Untersuchung der kleinsten Objekte, die wir kennen – mit Vorstößen in die Stringtheorie und die Kosmologie – der Erforschung des Allergrößten. Meine Kollegen und ich versuchen zu verstehen, was sich im Innersten der Materie befindet, was es da draußen im Weltall gibt und wie alle die grundlegenden Größen und Eigenschaften, die die Experimentalphysiker entdecken, letztendlich miteinander zusammenhängen. Theoretische Physiker wie ich führen die tatsächlichen Experimente, die bestimmen, welche Theorien auf die wirkliche Welt anwendbar sind, nicht selbst durch. Stattdessen versuchen wir, mögliche Ergebnisse der Experimente vorherzusagen, und helfen dabei, innovative Mittel zur Prüfung bestimmter Ideen zu entwickeln. In absehbarer Zukunft werden die Fragen, die wir zu beantworten versuchen, wahrscheinlich nichts daran ändern, was die Menschen jeden Tag zu Abend essen. Aber diese Untersuchungen könnten uns am Ende etwas darüber sagen, wer wir sind und woher wir kamen.
    Die Vermessung des Universums berichtet über unsere Forschung und die wichtigsten naturwissenschaftlichen Fragen, mit denen wir zu tun haben. Neue Entwicklungen in der Elementarteilchenphysik und der Kosmologie haben das Potential, unser Verständnis der Welt radikal zu revidieren: ihren Aufbau, ihre Entwicklung und die grundlegenden Kräfte, die für ihren Betrieb verantwortlich sind. Dieses Buch beschreibt experimentelle Forschungen am Large Hadron Collider und theoretische Untersuchungen, die versuchen vorherzusagen, was die Experimente finden werden. Es beschreibt auch Forschungen in der Kosmologie – wie wir es anstellen, das Wesen des Weltalls und insbesondere das der dunklen Materie abzuleiten, die sich im ganzen Weltall