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

gegenwärtig der aussichtsreichste Vorschlag zur Behandlung des Problems der Quantengravitation.
    Die Stringtheorie birgt jedoch gewaltige begriffliche und mathematische Herausforderungen. Noch weiß niemand, wie man die Stringtheorie so formulieren könnte, dass alle Fragen beantwortet werden, denen sich eine Theorie der Quantengravitation stellen soll. Außerdem liegt der Größenbereich der Strings von 10 -33 cm wahrscheinlich jenseits der Reichweite jedes Experiments, das wir uns vorstellen können.
    Es ist also eine vernünftige Frage, ob die Erforschung der Stringtheorie ein sinnvoller Aufwand von Zeit und Ressourcen ist. Diese Frage wird mir oft gestellt. Warum sollte man eine Theorie untersuchen, bei der die Wahrscheinlichkeit, dass sie zu experimentell überprüfbaren Folgerungen führt, so gering ist? Manche Physiker finden, dass mathematische und theoretische Widerspruchsfreiheit ein ausreichender Grund sind. Diese Leute meinen, dass sie die Art von Erfolg wiederholen können, den Einstein hatte, als er seine Allgemeine Relativitätstheorie entwickelte, die größtenteils auf rein theoretischen und mathematischen Forschungen beruhte.
    Eine andere Begründung für die Untersuchung der Stringtheorie – die ich für sehr wichtig halte – besteht darin, dass sie neue Möglichkeiten eröffnet hat, über Konzepte nachzudenken, die schon auf messbaren Skalen anwendbar sind. Zwei dieser Konzepte sind Supersymmetrie und Theorien der Extra-Dimensionen , die wir in Kapitel 17 aufgreifen werden. Diese Theorien weisen experimentelle Schlussfolgerungen auf, falls sie Probleme in der Elementarteilchenphysik lösen. Wenn bestimmte Theorien über Extradimensionen sich als richtig erweisen und Phänomene erklären, die bei LHC-Energien auftreten, könnten Hinweise auf die Stringtheorie in der Tat möglicherweise auch bei viel niedrigeren Energien erscheinen. Eine Entdeckung der Supersymmetrie oder von Extra-Dimensionen wäre zwar kein Beweis der Stringtheorie. Aber sie wird eine Bestätigung dessen sein, dass es nützlich ist, an abstrakten Konzepten zu arbeiten, selbst an denjenigen, die keine direkten experimentellen Schlussfolgerungen aufweisen. Außerdem wird sie natürlich auch ein Beweis für die Nützlichkeit von Experimenten sein, die zunächst abstrakt erscheinende Konzepte untersuchen.

Kapitel 6
    »Sehen« heißt glauben
    Naturwissenschaftler konnten erst dann entschlüsseln, woraus die Materie besteht, als Werkzeuge entwickelt wurden, die ihnen ermöglichten, ins Innere zu schauen. Das Wort »schauen« steht nicht für direkte Beobachtungen, sondern für die indirekten Methoden, die Menschen einsetzen, um die winzigen Größen zu erforschen, die für das bloße Auge unzugänglich sind.
    Leicht ist das selten. Doch trotz der Herausforderungen und der kontraintuitiven Ergebnisse, die die Experimente manchmal hervorbringen, ist die Wirklichkeit doch wirklich. Physikalische Gesetze können auf winzig kleinen Skalen zu messbaren Schlussfolgerungen führen, die schließlich für weiter differenzierte Untersuchungen zugänglich werden. Unser gegenwärtiges Wissen von der Materie und ihrer Wechselwirkungen ist der Höhepunkt von vielen Jahren der Erkenntnis, Innovation und theoretischen Entwicklung, die uns erlauben, eine Vielzahl experimenteller Ergebnisse widerspruchsfrei zu interpretieren. Durch indirekte Beobachtungen, die erstmals vor Jahrhunderten von Galilei entwickelt wurden, haben die Physiker abgeleitet, woraus die Materie im Innersten besteht.
    Wir werden jetzt den gegenwärtigen Stand der Elementarteilchenphysik und die theoretischen Einsichten und experimentellen Entdeckungen erkunden, die uns dahin geführt haben, wo wir heute stehen. Die Beschreibung wird unvermeidlich den Charakter einer Liste annehmen, wenn ich die Bestandteile aufzähle, aus denen die uns bekannte Materie besteht, und wie sie entdeckt wurden. Die Liste ist um vieles interessanter, wenn wir uns an das ganz unterschiedliche Verhalten dieser verschiedenartigen Bestandteile auf verschiedenen Skalen erinnern. Der Stuhl, auf dem Sie sitzen, ist zwar letztlich auf diese Bestandteile reduzierbar, aber man braucht ein ganzes System von Entdeckungen, um von hier nach dort zu gelangen.
    Wie Richard Feynman augenzwinkernd erklärte, als er über eine seiner Theorien sprach: »Wenn Sie sie nicht mögen, dann gehen Sie anderswohin – vielleicht in ein anderes Universum, in dem die Regeln einfacher sind … Ich werde Ihnen sagen, wie sie