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Die Weltformel
;Unglaublich klug;der brillianteste Denker seit Einstein; ein einmaliger Zufall
der Natur: wenn Physiker von Edward Witten sprechen ist ihnen kein Superlativ
zu groß. Das Physikgenie aus Princeton gilt als Prophet einer kleinen
Schar Wissenschaftler, die es sich zum Ziel gesetzt haben, die Rätsel des
Universums zu lösen. Witten und seine Kollegen träumen von einer einzigen
Gleichung, deren Lösung die ganze Welt beschreibt, von den Amerikanern
;Theory of everything genannt, nennen wir Deutschen es schlicht, die Weltformel.Diese
Gleichung, so hoffen die Forscher, werde die Schönste aller sein. So schön,
daß allein ihre Schönheit der Beweis für ihre Wahrheit ist.Schon
Albert Einstein und Werner Karl Heisenberg verbrachten ein Großteil ihres
Lebens damit, nach dieser einzigartigen Gleichung zu suchen, doch sogar diese
großen Denker waren nur Teilweise erfolgreich. Sie und andere Physiker
wie Murray Gell-Mann, der 1964 entdeckte, dass Neutronen und Elektronen aus
Quarks bestehen, begründeten den heutige Stand der Physik. Albert Einstein,
deutsch-amerikanischer Physiker und Nobelpreisträger war es, der 1905 die
spezielle Relativitätstheorie und 1915 die allgemeine Relativitätstheorie
der Welt veröffentlichte, welche alle naturgegebenen Gravitationsgesetze
seit Newton über den Haufen warf.Auf der Basis der allgemeinen Relativitätstheorie,
die Raum, Zeit und Materie untrennbar zu einem Ganzen verschmelzen lässt,
erklärte Einstein die bis dahin unerklärbaren Schwankungen in der
Bahnbewegung von Planeten und sagte die Beugung des Sternenlichtes in der Nachbarschaft
großer und schwerer Körper, beispielsweise der Sonne, voraus. Die
Bestätigung des letztgenannten Phänomens während einer Sonnenfinsternis
1919 wurde ein Ereignis; Einsteins Ruhm verbreitete sich in der ganzen Welt.
Unter dem Einfluß von Massen, so Einstein, verformen sich Raum und Zeit,
die Dellen und Beulen, im Raum bestimmen ihrerseits wie sich Massen bewegen.
Eine weitere Formel der Relativitätstheorie ist die sogenannte Masse-Energie-Äquivalenz.
Demzufolge lässt sich Masse in Energie umwandeln und umgekehrt.(e=mc2).Physiker
preisen die Relativitätstheorie als schönstes aller wissenschaftlichen
Gedankengebäude. Doch diese Schönheit hatte ihren Preis: Sie sprengte
die Grenzen menschlicher Vorstellungskraft. Einzig dank mathematischer Formeln
gelingt es, einen in sich gekrümmten Raum begreiflich zu machen, überhaupt
gibt es ;nur 10 Menschen auf der Erde, die Einsteins Theorien vollständig
verstehen.Ebenso wie Einstein hatte auch Heisenberg den Eindruck, er müsse
sich von allem befreien, was seine Vorgänger für naturgegeben hielten.
Seit Jahren hatten sich Physiker darum bemüht zu begreifen, warum Elektronen
den Atomkern nur auf ganz bestimmten Bahnen zu umschwirren schienen, erst Heisenberg
stellte die Frage, ob es überhaupt sicher ist, daß es Bahnen sind?Er
beschloß Gleichungen zu formulieren, in die er nichts einfließen
ließ, was er nicht mit Sicherheit wußte, und bald stellte er fest,
daß der Begriff Bahn seinen Sinn verlor, die Gegenwart der Elektronen
ist gleichsam über den Raum verschmiert. So wurde Heisenberg zum Begründer
der sogenannten Quantentheorie, deren Kernaussage ist, daß Vorgänge
in der Natur nicht kontinuierlich sondern sprunghaft erfolgen, Außerdem
sind diese Vorgänge nicht beliebig genau vorhersagbar, sondern es sind
nur Aussagen über die Wahrscheinlichkeit des Eintreten gewisser Erscheinungen
möglich.Die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie bilden seither
die beiden Säulen der modernen Physik, nun glaubten die Physiker, sei die
Zeit reif, diese Pfeiler mit einer Kuppel zu überwölben, der Begriff
Weltformel wurde geprägt. Heisenberg glaubte sich schon 1958 am Ziel, doch
wurde seine Theorie seiner Weltformel zu einer Blamage, und fand nie irgendwelche
Anerkennung der Wissenschaftler.Auch Einstein widmete sich die letzten drei
Jahrzehnte seines Lebens dem großen Vereinigungswerk. Einsam in seine
Gedankenwelt eingesponnnen, starb er 1955, ohne der Nachwelt die ersehnte Urgleichung
hinterlassen zu können.Jetzt regt sich die Hoffnung, die Physik könne
bald am Ende ihrer großen Suche angekommen sein, die Elite der Physik
glaubt, am Horizont bereits Konturen jener Formel erkennen zu können, der
die Wissenschaft bereits seit mehr als 300 Jahren hinterherjagt. Das zur Vollendung
der Weltformel fehlende Werkzeug, sei die mathematische Beherrschung von sogenannten
Superstrings, die sich zu einer Symphonie zusammensetzten, die den Namen Universum
trägt.Kaum ein Feld der Wissenschaft ist so bestimmt von einer herausragenden
Persönlichkeit wie das der Superstrings. Dennoch tummeln sich in Edward
Wittens Schatten eine Vielzahl anderer brillianter Wissenschaftler. So z.B.
der Brite Michael Green, der einst die Euphorie für die Superstrings entfachte,
oder Ashoke Sen, der aus einem kleinen indischen Städtchen seine Ideen
ins Internet einspeist.Durchbrüche auf dem Weg zur Weltformel werden ohnehin
nicht mehr von Einzelnen vollbracht. Die Suche nach dem Urgesetzt ist längst
zum Verbundprojekt einer weltweit verstreuten Gemeinde mit rund 3000 Mitgliedern
geworden. Die Stringforscher waren unter den ersten, die das Internet als zentralen
Sammelpunkt ihrer Gedanken nutzten.Oft sind es nur Ideen, Vorschläge, Vermutungen,
die in die Sprache der Mathematik gekleidet , ins Netz eingespeist werden. Damit
ist ein völlig neuer Stil von Wissenschaft (Green) entstanden. Mußten
Forscher früher oft viele Monate warten, bis ihre Arbeiten von einer Fachzeitschrift
veröffentlicht wurden, so hat das Internet dazu geführt, daß
ein revolutionärer Gedanke oft hastig in den PC eingetippt und sofort der
Öffentlichkeit kundgetan wird. Kritiken finden sich teilweise schon am
nächsten Tag in der Mailbox.Die Superstringtheorie an sich nahm ihren Anfang
in den 70er Jahren als die Physiker Michael Green und John Schwarz einen bis
dahin völlig fremden Pfad beschritten. Sie kamen zu der Überzeugung,
daß viele Gleichungen deshalb nicht aufgehen, weil darin Teilchen als
unendlich kleine Punkte betrachtet werden. Was, wenn diese Teilchen eine Ausdehnung
hätten, nicht Punkte wären sondern Fäden mit einer endlichen
Länge?Die beiden Pioniere machten sich daran eine Quantentheorie winziger,
vibrierender Fäden zu entwickeln. Schon früher hatte es diese Idee
schon gegeben, doch waren viele Physiker bei der Behandlung der „Strings“
kläglich gescheitert.Die größte Hürde der neuen Theorie
war, daß die Strings sich weigerten im dreidimensionalen Raum zu vibrieren.Schwarz
und Green wurden deshalb gezwungen mit Gleichungen zu rechnen, in denen Raum
und Zeit noch 6 weitere Raumrichtungen hinzugefügt wurden, so entstand
eine zehndimensionale Raumzeit. Natürlich war es fraglich, ob diese Gleichung
etwas mit der Wirklichkeit zu tun hat, doch Green und Schwarz meinten, auch
Einstein habe alte Vorstellungen von Raum und Zeit beiseite lassen müssen,
um zu seinem Ziel zu gelangen.Da die beiden Physiker aber nicht in Zweifel ziehen
wollten, daß die Welt vor unseren Augen dreidimensional ist, nahmen sie
an, die Zusatzdimensionen seien zu so winziger Größe zusammengeknüllt,
daß sie unserer Wahrnehmung verborgen bleiben. Ähnlich wie ein Schlauch
aus bestimmter Entfernung wie eine eindimensionale Linie aussieht, so löse
das menschliche Auge die Feinstruktur des Raumes nicht auf. Nach dem Urknall
entfalteten sich dem Weltbild der Stringforscher zufolge nur vier Dimensionen,
Raum und Zeit, um sich zu kosmischer Größe aufzublähen, die
übrigen sechs Dimensionen verharrten in ihrer Ursprungsgestalt, wie nicht
erblühte Knospen.Doch Green und Schwarz ließen sich davon nicht beirren,
denn die Theorien ihrer Superstrings zeigten ein außergewöhnliches
Schwingungsspektrum. Als die Physiker dieses genauer untersuchten, stellten
sie fest, daß die verschiedenen Vibrationen aussahen wie Teilchen, die
auf verblüffende Weise den Quarks und Elektronen gleichen.1984 dann, begann
Edward Witten sich für die Stringtheorie zu interessieren, und wurde zu
ihrem lautstärksten Fürsprecher. Seine Stimme fand Gehör. Witten,
der in den USA als noch einflußreicher gilt als Bill Gates, rief die Stringrevolution
aus und verkündete, die Physik der nächsten 50 Jahre werde von dieser
Theorie so sehr bestimmt sein, wie die letzten 50 Jahre von der Quantentheorie.
Wie kein anderer verschrieb sich Witten dem neuen Forschungsfeld, er nennt sie
magisch und majestätisch und auch seltsam, es klingt als ob er sich bemüht
die Strings so gut in Worte zu fassen, wie es die Sprache erlaubt.Doch auch
der „brillianteste Denker seit Einstein“ vermochte die Skeptiker
nicht zum Verstummen zu bringen. Mehr noch als die unbegreifbar scheinende Idee
der vielen Dimensionen, ist ihnen die Tatsache suspekt, daß sich die Existenz
der Strings jeder experimentellen Beweisbarkeit zu entziehen scheint, denn Superstrings
sind kürzer als kurz. Unter einem Mikroskop, wo sie mit der Größe
eines O erscheinen würden, gliche ein Atom einer ganzen Galaxie.Aber nicht
nur Zweifler machten den Stringforschern zu schaffen, auch theoretische Schwierigkeiten
schienen unlösbar, denn bald hatten die Physiker nicht nur eine sondern
fünf verschiedene Stringtheorien gefunden. Die Frage drängte sich
auf, daß wenn eine Theorie unsere Welt beschreibt, wer lebt dann in den
anderen.Wieder einmal war es Edward Witten der Licht in das Dunkel der Theorien
brachte. Vor vier Jahren auf der Stringkonferenz, als sich wie jedes Jahr die
berühmtesten aller Stringforscher trafen, hatte Witten wohl seinen spektakulärsten
Auftritt. Drei Stunden lang dozierte er und dann war eingebrochen, was den Forschern
unter der zweiten Stringrevoluton bekannt ist. Witten war es gelungen, die fünf
Stringtheorien zu einem einzigen Urgesetz von größter Schönheit
und Eleganz umzuformulieren, und diese Gleichung müsse nicht in 10 sondern
in 11 Dimensionen formuliert werden.Die Lieblingsmetapher der Stringforscher
ist seither der Elefant. Bis 1995 so erklärten sie, hätten sie nur
Teile des ganzen Tiers erblickt, manche hätten ihre Aufmerksamkeit auf
das Ohr gerichtet und eine Membran zu erkennen geglaubt. Andere, die ihre Aufmerksamkeit
auf den Schwanz gerichtet hätten, hätten das Ganze für eine Art
Strick gehalten. Erst Witten gelang es, die Umrisse des Elefanten zu erkennen:
ein großes Theoriegebäude, das alle anderen überwölbt und
das er M-Theorie taufte. Wofür der Buchstabe M stehen solle, überließ
er der Öffentlichkeit, beliebt unter den Stringforschern sind vor allem
die beiden Alternativen: ;Mysterium; und ;Magie;Noch allerdings ist ungewiß,
ob sich dieses Mysterium jemals in mathematische Formeln zwängen lassen
wird, denn Witten hatte nicht mehr als seine Existenz beschreiben können,
niederzuschreiben vermochte auch er die Theorie bisher nicht. Es könnte
noch Jahrzehnte dauern dieses Ziel zu erreichen.An sich wäre die M-Weltformel
der Abschluß eines bestimmten Teils der Physik, keinesfalls aber das Ende
der Wissenschaft. Es wird auch im physikalischen Bereich noch viele ungeklärte
Fragen geben, auf die die Wissenschaft noch keine Antworten gefunden hat.Viele
Menschen stellen sich die Frage, ob eine Weltformel die Religion entscheidend
beeinflussen würde, ob Gott ersetzt werden würde. Am Besten kann diese
Frage wohl mit einem Zitat von Professor Steven Weinberg, anerkannter Physiker
und Nobelpreisträger, beantwortet werden:“ Nein, Gott würde
nicht ersetzt werden. Die Weltformel wäre der letzte Schritt auf einem
Weg, den Newton und Kopernikus als erste beschritten haben: ein Bild der Welt,
das ohne Gott auskommen kann. Ein Gott würde auch durch die Weltformel
nicht unmöglich gemacht werden, aber es wäre ein anderer Gott als
der alte, der mit Blitzen schleudert...; Ein ähnlich passendes Zitat stammt
von Einstein, dem geistigen Ahnen der Stringforscher:“ Das Unbegreifbarste
des Universums ist, daß es begreifbar ist..
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