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Die Wissenschaft ist ein ernstes Geschäft, aber gehört ihr deshalb das letzte Wort?

Kritik der reinen Physik(3): Weltformel gesucht

| 18 Lesermeinungen

Für meinen Bruder reduziert sich der Auftrag eines Physikers im Wesentlichen darauf, die so genannte Weltformel zu finden und damit den Nobelpreis zu gewinnen....

Für meinen Bruder reduziert sich der Auftrag eines Physikers im Wesentlichen darauf, die so genannte Weltformel zu finden und damit den Nobelpreis zu gewinnen. Jedes Mal, wenn wir uns sehen, ist daher seine einzige Frage in Bezug auf mein berufliches Schaffen, ob ich sie denn schon gefunden habe. Ich sage dann: „Nein. Noch nicht“, bevor das physikalische Interesse meines Bruders auch schon wieder erschöpft ist und er das Thema wechselt. Dabei ist es ihm relativ egal, dass die Wahrscheinlichkeit vermutlich nicht sehr hoch ist, dass sich die Weltformel im Themengebiet meiner Doktorarbeit – also im Umfeld interstellarer Schockwellen oder in der Nähe kalten kosmischen Staubs – versteckt. Er geht fest davon aus, dass ich sie trotzdem früher oder später irgendwie aufspüren werde.

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Lesepensum für die Frühjahrsschule: der Weg zur schlauen Antwort auf die brüderliche Weltformelfrage führt zunächst einmal hinein in die Fachliteratur (Bild: S. Anderl)

 

Trotz der großen Hoffnungen meines Bruders hatte ich mich im Grunde schon damit abgefunden, dass ich mein Leben als beobachtende Astrophysikerin ohne Kontakt zur Weltformel verbringen würde. Überraschenderweise war sie dann aber doch plötzlich in greifbarer Nähe. Als Teilnehmerin der „First International Spring School on Particle Physics und Philosophy“ verbrachte ich zehn Tage mit anderen Wissenschaftlern aus Physik, Philosophie und Wissenschaftsgeschichte in der Einsamkeit des Bergischen Landes, um über die philosophische Deutung der Teilchenphysik zu diskutieren. Eines der angebotenen Gruppenarbeitsthemen dort lautete „Unification“ – Vereinheitlichung, die in äußerster Konsequenz das hervorzubringen vermag, was mein Bruder und andere als Weltformel bezeichnen. Wahrscheinlich war die Beharrlichkeit meines Bruders nicht unschuldig daran, dass ich dieses Thema gewählt habe, trotz der Gefahr als Astrophysikerin ohne emotionale Bindung zu Eichtransformationen und Gruppentheorie unter den Teilchenphysikern recht schnell als klare Exotin entlarvt zu werden.

Wenn man sich die Geschichte der Physik anschaut, finden sich bereits viele Beispiele, in denen Dinge vereinheitlicht wurden. Newtons Mechanik war in der Lage, sowohl die in den Kepler’schen Gesetzen beschriebenen Planetenbewegungen, als auch die durch Galilei beschriebenen irdischen Fallbewegungen durch ein gemeinsames Gravitationsgesetz zu erklären. Die Schönheit der sogenannten kovarianten Formulierung der Elektrodynamik im Rahmen der Speziellen Relativitätstheorie besteht nicht zuletzt darin, dass elektrische und magnetische Felder auf einen gemeinsamen Ursprung (den elektromagnetischen Feldstärketensor) zurückgeführt werden können. Und ein besonders prominentes Beispiel stellt natürlich Einsteins Erkenntnis dar, dass die numerische Gleichheit von schwerer und träger Masse kein bloßer Zufall sein kann, sondern dass dies als Hinweis auf eine mögliche Vereinigung von Trägheits- und Gravitationsphänomenen innerhalb der gekrümmten Raumzeit der Allgemeinen Relativitätstheorie zu sehen ist.

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Teilchenwald: Die Frühjahrsschule fand in der Abgeschiedenheit des Bergischen Landes statt (Bild: S. Anderl)

Die hinter dem Streben nach Vereinheitlichung stehenden Beweggründe scheinen vielfältig zu sein. Zunächst einmal steckt dahinter „Ockhams Rasiermesser“: das Prinzip der Sparsamkeit. Unter verschiedenen Theorien, die das gleiche erklären können, ist diejenige vorzuziehen, die mit weniger Größen auskommt.

 

Das kann zum einen heißen, dass die Theorie selbst möglichst einfach sein sollte, also z.B. mit möglichst wenigen Gleichungen auskommt. Zum anderen sollte sie möglichst wenige physikalische Objekte postulieren. Je komplizierter eine Theorie ist, desto stärker ist die Skepsis und Unzufriedenheit unter den Physikern. Woher dieser Glaube an die Wahrheit der Einfachheit kommt, ist eine interessante Frage, umso mehr, zumal dieser Glaube sich in der Physik bisher als so erfolgreich erwiesen hat. Unabhängig davon scheint es aber rational zu sein, nach vereinheitlichenden Theorien zu suchen, denn sofern eine solche Theorie existiert, kann sie typischerweise auch mehr erklären als die vorher gültigen, separaten Theorien. Unverstandene, zufällige Relationen wie die erwähnte empirische Gleichheit von träger und schwerer Masse werden durch die Rückführung auf ein gemeinsames unterliegendes Prinzip zu einer verstandenen Notwendigkeit.

 

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Vereinheitlicht: das elektrische und das magnetische Feld, die innerhalb der klassischen Elektrodynamik als jeweils eigenständige Größen angesehen werden, können innerhalb der Speziellen Relativitätstheorie als Komponenten des zugrundeliegenden elektromagnetischen Feldstärketensors identifiziert werden (Graphik: S. Anderl).

Wie steht es nun aktuell um das Projekt, die Einfachheit der physikalischen Naturbeschreibung auf die Spitze zu treiben und die so genannte Weltformel zu finden? Mit dieser Frage bewegt man sich hinein in das Reich der kleinsten Bestandteile unserer Welt, in das Reich der Elementarteilchen und Wechselwirkungen. Während noch 1930 experimentell lediglich das Elektron und Proton als mögliche Grundbausteine unserer Materie nachgewiesen waren, sind die Verhältnisse heute im Zeitalter hochenergetischer Teilchenbeschleuniger erheblich komplizierter geworden. Mittlerweile kennt man einen ganzen Zoo von Teilchen: zum einen gibt es sechs verschiedene Leptonen (Elektron, Muon, Tau und zugeordnete Neutrinos), die teilweise an die elektromagnetische und alle an die schwache Kraft koppeln. Die schwache Kraft wirkt nur auf sehr kleinen Skalen und ist beispielsweise für den Beta-Zerfall verantwortlich. Zum anderen hat sich herausgestellt, dass Protonen und Neutronen aus Quarks aufgebaut sind. Quarks treten ebenfalls in sechs verschiedenen Typen auf (up, down, charm, strange, top und bottom) und wechselwirken zusätzlich zu elektromagnetischer und schwacher Kraft untereinander aufgrund der starken Kernkraft, die für den Zusammenhalt der Atomkerne sorgt.

 

Bild zu: Kritik der reinen Physik(3): Weltformel gesucht  Teilchenzoo: innerhalb des Standardmodells werden sechs verschiedene Leptonen sowie sechs verschiedene Quarks postuliert. Die starke, schwache und elektromagnetischen Wechselwirkungen werden durch Bosonen vermittelt. Das Higgs Boson, das den Teilchen zu einer Masse verhilft, ist das letzte noch nicht beobachtete Teilchen innerhalb des Standardmodells.

Die drei Wechselwirkungen (stark, schwach und elektromagnetisch) werden ihrerseits durch Teilchen, die so genannten Bosonen, vermittelt: das Photon, das Z-Boson, die W-Bosonen sowie die Gluonen. Alle drei Wechselwirkungen sind unterschiedlich stark (technisch: ihre Kopplungskonstanten haben unterschiedliche Werte). Am stärksten ist die starke Kernkraft, dann folgen die schwache und schließlich die elektromagnetische Kraft. Bei weitem am schwächsten ist die vierte Wechselwirkung, die uns aber gleichzeitig am besten bekannt ist: die Gravitation. Die grundsätzliche Idee einer Vereinheitlichung kann nun so formuliert werden, dass bei sehr hohen Energien alle Wechselwirkungen auf eine einzige zurückgeführt werden können (indem sie gleich stark werden), und außerdem die Unterschiede zwischen verschiedenen Teilchen verschwinden.

Der erste Schritt einer solchen Vereinheitlichung geschieht in der Formulierung einer gemeinsamen Theorie der elektromagnetischen und schwachen Wechselwirkung. Auf den ersten Blick wirkt es unwahrscheinlich, dass elektromagnetische und schwache Kraft auf einen gemeinsamen Ursprung zurückführbar sein können, denn beide Wechselwirkungen haben extrem unterschiedliche Charakteristika. Die elektromagnetische Kraft hat eine unendliche Reichweite (verbunden mit der Masselosigkeit von Photonen), während die schwache Kraft auf unvorstellbar kleinen Skalen von nur etwa 10-16 cm wirkt. Letzteres wiederum hängt damit zusammen, dass die entsprechenden Wechselwirkungsbosonen sehr schwer sind und eine etwa 100mal größere Masse als ein Proton besitzen. Wenn man eine gemeinsame Theorie aufstellen möchte, müssen sich beide Kräfte aber gleich verhalten: die Bosonen der schwachen Theorie dürfen daher aus formalen Gründen keine Masse besitzen. Die Masse der Wechselwirkungsbosonen der schwachen Kraft ist aber nun mal eine experimentelle Tatsache. Wie erreicht man, dass das Projekt einer Vereinheitlichung nicht bereits an dieser Stelle zum Scheitern verurteilt ist?

Die Antwort auf diese Frage ist die Einführung des Konzepts der spontanen Symmetriebrechung. Die zunächst etwas künstlich anmutende Idee ist, dass das zugrunde liegende Naturgesetz eine Symmetrie zwischen elektromagnetischer und schwacher Kraft aufweist, auch wenn diese Symmetrie in den tatsächlich vorliegenden Phänomenen nicht existiert. Man kann sich die Idee anhand von Beispielen plausibel machen, in denen eine vollkommen symmetrische Konstellation trotzdem Anlass zu asymmetrischem Verhalten geben kann. So kann man sich einen gewölbten, perfekt axial-symmetrischen Boden einer Weinflasche denken. Wenn nun auf diesen Boden perfekt mittig ein symmetrischer Tropfen fällt, wird der Tropfen nach dem Aufprall in eine bestimmte Richtung den gewölbten Boden hinab laufen und damit die bis dahin gültige Symmetrie brechen. Wenn man dieses Experiment mehrfach wiederholte, würde man sehen, dass die durch den Tropfen ausgezeichnete Richtung beliebig ist.

Bild zu: Kritik der reinen Physik(3): Weltformel gesucht  Verfehlt: die Vereinheitlichung der Kräfte innerhalb eines SU(5) Models scheitert empirisch. Die Stärke von starker (alpha1), schwacher (alpha2) und elektromagnetischer Kraft (alpha3) weisen für hohe Energien keinen gemeinsamen Schnittpunkt auf (oben). Dieses Problem kann durch die Einführung eines supersymmetrischen Modells behoben werden (unten) (Quelle: Dimopoulos et al. 1991, Physics Today, American Institute of Physics).

 

In diesem Sinne ist die Symmetrie weiterhin allgemein gültig, wenn auch in den Phänomenen selbst nicht direkt sichtbar / versteckt. Diese Idee macht, zusammen mit dem komplizierten Higgs-Mechanismus, der in der Lage ist, Teilchen zu einer Masse zu verhelfen, die Formulierung der elektroschwachen Theorie möglich, der vereinten Theorie von Elektromagnetismus und schwacher Kraft. Die starke Kernkraft kann separat im Rahmen der Quantenchromodynamik beschrieben werden.

 Zusammen mit der elektroschwachen Theorie ergibt sich damit das Standardmodell der Teilchenphysik. Für eine vereinheitlichte Theorie der starken Kraft zusammen mit der elektroschwachen benötigt man aber eine so genannte „Grand Unified Theory“ (GUT). Eine solche Vereinheitlichung kann die von Howard Georgi und Sheldon Glashow 1974 entwickelte SU(5)-Theorie liefern, die unter anderem behauptet, dass bei hohen Energien bzw. kleinen Distanzen alle drei Kräfte tatsächlich äquivalent werden. Die Kopplungskonstante der starken Kraft wird für hohe Energien kleiner, die der schwachen ebenfalls, während die elektromagnetische Wechselwirkung stärker wird, so dass sich alle Kopplungskonstanten schließlich in einem gemeinsamen Wert treffen können.

Im Prinzip hat man mit der SU(5) als vereinheitlichter Theorie durchaus erreicht, was man wollte. Allerdings gibt es ein Problem: es zeigt sich experimentell, dass die Kopplungskonstanten der drei Kräfte sich gemäß SU(5) bei hohen Energien doch nicht treffen, sondern sich verfehlen. Dieses Problem kann durch die Einführung einer supersymmetrischen Theorie behoben werden (wobei die Supersymmetrie wiederum als gebrochen angesehen wird). Die Zahl der Elementarteilchen ist dabei noch einmal zu verdoppeln. An dieser Stelle kann man natürlich fragen, ob diese Zunahme der Zahl postulierter Teilchen überhaupt noch mit der Idee einer Vereinheitlichung zusammen passt. Die vielen Teilchen lassen sich aber in wenigen Gruppen so genannter Multipletts zusammenfassen, so dass argumentiert werden kann, dass man es in Wirklichkeit mit nur wenigen Typen von Teilchen zu tun hat. Nach supersymmetrischen Teilchen wird derzeit in Teilchenbeschleunigern gesucht. Was nun grundsätzlich noch zur „echten Weltformel“ fehlt, ist die Miteinbeziehung der Gravitation. Dieses Projekt einer „Theory of Everything“ (TOE) gestaltet sich bekanntermaßen schwierig, da die Allgemeine Relativitätstheorie eine völlig andere Struktur hat, als die Beschreibungen der drei anderen Kräfte. Alle bisherigen Versuche, dieses Problem beispielsweise durch die Einführung von Strings zu lösen, konnten noch keinen durchschlagenden Erfolg vermelden.

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Teilchenbeschleuniger: am Large Hadron Collider (LHC) nahe Genf wird derzeit nach dem Higgs-Boson als Zeichen für die Gültigkeit des Standardmodells und nach supersymmetrischen Teilchen gesucht. (Foto Cern)

Wenn mein Bruder mich das nächste Mal nach der Weltformel fragt, bin ich jetzt nach zehn Tagen unter Teilchenphysikern endlich in der Lage, ihm jenseits eines bloßen „Noch nicht“ ausführlich Auskunft zum Stand der Lage zu geben. Und das wird dann wahrscheinlich dazu führen, dass er diese Frage nie wieder stellt, weil er das alles so genau dann doch gar nicht wissen wollte.

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18 Lesermeinungen

  1. Sibylle Anderl: Erst heute auf...
    Sibylle Anderl: Erst heute auf Sie gestoßen. Nicht wundern auch, ich kommentiere seltenst, oft sitze ich ja bloß strickend in der vierten Reihe. Sie machen das ganz wunderbar. Dieses semiliterarische Wissenschaftsfeuilleton mit so vielen privaten Elementen ist genau das, was ich als Leser zwischendurch brauche, an was ich leicht anknüpfen kann. Es ist etwas, das ich als Wissenschaftler ein bisschen selbst anstrebe. Ich mag das. Wie nett, wirklich gut und auch besonders an der Resonanz der Leser abzulesen. Erinnert an Harald Lesch, nicht? Alles Gute für die Diss. Sie sollten einen eigenen Blog erhalten! Oder wir sollten uns irgendwann vll. zusammentun, um eigene Raketen zu starten, weil man sich vermutlich verstünde, da bei mir: Philosophie, Mathematik und demnächst Physik. Im übrigen kann man Kuhn durchaus kritisieren, in etwa so, wie man auch Luhmann und jedes kybernetische Modell für die immanente Inkommensurabilität kritisieren kann. Aber das würde zu weit führen. Jdf.: Schön, das.

  2. Die intellektuelle...
    Die intellektuelle Befriedigung können wir als Wissenschaftler an die Gesellschaft zwar nicht eins zu eins zurückgeben. Doch können Blogs da durchaus eine direkte Funktion erfüllen. Den Rest müssen Journalisten und Buchautoren machen. Denn ich stimme Dir zu, Erkenntnis ist in der Tat ein Grundbedürfnis.
    Die Öffentlichkeit zu informieren ist sicher auch deswegen gut, damit sie verantwortlich mit entscheiden kann was gemacht werden kann und soll. Das betrifft ja nicht nur die Finanzierung von Großprojekte sondern auch die notwendige gesellschaftliche Akzeptanz für eine Gesetzgebung (Beispiel Präimplantationsdiagnostik).
    Ich gebe zu, ich selber bin von der Frage nach der Weltformel elektrisiert und hinterfrage, wie gesagt, den Aufwand nur heimlich (das bleibt unter uns, ja).

  3. Schoener...
    Schoener Ueberblick.
    Allerdings scheint mir die Reflektion des Warum es sinnvoll ist Dinge zu vereinfachen (also vernuenftig zu ordnen, zu optimieren) und versuchen dies moeglichst konsistent zu tun (was letztlich dann auch eine einheitliche Theorie (TOE) bedingt), etwas zoegerlich dargebracht.
    Selbstverstaendlich bleibt gar nichts anderes uebrig als das zu tun, weil erst daraus, erst recht fuer die Masse, die naechsten Erkenntnisschritte erfolgen.
    Erst dann wird ja alles in die naechste vernuenftige, verstehbare Perspektive und Level gebracht. Ganz wie im Alltag uebrigens auch: wenn man gemeinsame Muster erkennt, ist es ja bescheuert, die nicht notorisch getrennt zu halten. Es hat nur Nachteile, fuehrt von Verstaendnis und von Verstandenwerden weg etc.
    Winke winke aus Berlin

  4. f.theil, über Zustimmung von...
    f.theil, über Zustimmung von fachkundigen Lesern freue ich mich natürlich sehr! Vielen Dank für das Feedback!
    Jürgen, schöne Beispiele mit WWW und HTML! Ein weiteres, momentan heiß diskutiertes Beispiel wäre die Atomkraft, auf die ich komme, weil mein Bruder zutreffend angemerkt hat, dass neuerdings Fragen nach Katastrophen im Umfeld von Atomkraftwerken sein Interesse an der Weltformel etwas an den Rand gedrängt haben.

  5. Hallo Markus! Nachvollziehbare...
    Hallo Markus! Nachvollziehbare Fragen, die Du da jenseits der Weltformel aufgetan hast. Mit der Frage nach dem gesellschaftlichen Nutzen der Physik wurde ich insbesondere im letzten Jahr auf der Nobelpreisträgertagung in Lindau konfrontiert (http://www.faz.net/-01a0o2), wo sich einige der Nobelpreisträger an uns Nachwuchswissenschaftler mit dem Appell wandten, uns für die Probleme dieser Welt verantwortlich zu fühlen. Woraufhin ich mir wiederum die Frage stellte, inwiefern sich dieser Aufruf in der Astrophysik überhaupt umsetzen lässt (sofern man nicht von den physikalischen Problemen unserer Welt / unseres Universums redet).
    Die Astrophysik ist unter den physikalischen Disziplinen wohl diejenige mit den geringsten Möglichkeiten einer lebenspraktischen Anwendung (im Vergleich hätte ich Dich in der Migräneforschung vor Verschwendungsvorwürfen relativ sicher gewähnt). Gleichzeitig interessieren sich trotzdem viele Menschen für das Leben der Sterne, für ferne Galaxien und für die Entwicklung des Universums, und das, obwohl dieses Wissen aus einer praktischen Perspektive ziemlich nutzlos ist. Ein ähnliches Phänomen gibt es übrigens ja auch im allgemeinen Interesse für philosophische Fragen (nach dem Sinn des Lebens, dem Glück, dem richtigen Handeln…), und tatsächlich wird die Frage nach der Rechtfertigung gesellschaftlicher Finanzierung in den Geisteswissenschaften in wohl noch verschärfter Form gestellt. Meine persönliche Antwort, warum wir diese scheinbar nutzlosen Wissenschaften trotzdem brauchen, ist, dass sie sich mit Fragen beschäftigen, die den Menschen offenbar charakteristisch ausmachen (im Sinne einer griechischen „sophia“). Der Mensch zeichnet sich eben genau dadurch aus, dass er nicht nur Nahrung und Schlaf und Medizin und Kleidung braucht, sondern auch (in zugegeben unterschiedlichem Maß) intellektuelle Befriedigung. Und das ist etwas, was wir als Wissenschaftler an die Gesellschaft zurückgeben können und sollten. Auch wenn gerade dieser Aspekt wissenschaftlicher Tätigkeit oftmals nicht angemessen gewürdigt wird (und bei der Frage der Würdigung schließt sich dann der Bogen zur Frage des Geldverdienens). Grüße in die alte Heimat :-) !

  6. Wunderschöner Artikel,...
    Wunderschöner Artikel, Sibylle – Anschaulichkeit dieses komplexen Themas gut gelungen – Glückwunsch. Ich selbst studierte Physik an der TU München, habe aber keinen Bruder :-(
    Ich habe Verständnis für den Kommentar von Markus, weil die Nützlichkeit dieser Grundlagenforschung für uns gewöhnliche Bürger auf dem ersten Blick nicht erkennbar ist.
    Möchte aber gerne eines der zahlreichen Beispiele beisteuern, wo uns Grundlagenforschung letztendlich doch berührte.
    WWW (world wide web) und das Konzept des HTML (Hyper Text Markup Language), also die Grundlagen für den massiven Erfolg des Internets für JerderMann/Frau, wurde 1989 von Tim Berners-Lee am CERN entwickelt für den globalen Datenaustausch unter den Kern-Physikern. Und wir drei kommunizieren heute auf diese Weise über FAZ online – wunderbar.
    (durfte selbst schon „CERN-Atmosphäre“ während eines Seminars schnuppern – beeindruckend da unten im Tunnel – Küche für weitere, viele Innovationen). Danke an beide und nochmals an Sibylle und Grüße an Eure beider Brüder :-).

  7. <p>Der Kosmos ist nur...
    Der Kosmos ist nur dialektisch zu begreifen
    „…sondern dass dies als Hinweis auf eine mögliche Vereinigung von Trägheits- und Gravitationsphänomenen innerhalb der gekrümmten Raumzeit der Allgemeinen Relativitätstheorie zu sehen ist.“ Völlig korrekt, und daher glaube ich sowenig an die Existenz eines sog. Gravitons als Teilchen, wie auch an ein Higgs-Teilchen. Die Trägheit, welche sich wiederum aus entgegengesetzte Beschleunigungen von Masse ergibt (und die Anhäufung von Masse selber, ergibt sich hieraus – und was auch das Higgs-Teilchen überflüssig macht), i s t die Gravitation. Ich behaupte zudem, dass sich alle sog. Kräfte auf gleiche Weise ergeben. Die „Kraft“ ergibt sich als Wirkung entgegengesetzter Vektoren. (Was natürlich eine starke Vereinfachung darstellt, denn gewisse thermische wie Druckverhältnisse, siehe noch unten, sind voraus gesetzt!)
    Die Bewegung verläuft grundsätzlich dialektisch. Und da die bürgerliche Wissenschaft, das nicht bedingungslos anerkennen will, forscht sie sozusagen im Nebel ihrer eigenen Ignoranz.
    Außerdem denke ich, ich bin kein Physiker, kann daher solches nur „denken“, nicht beweisen, dass der ganze Kosmos nur so verstanden werden kann. Der sog. Mikrokosmos und der sog. Makrokosmos sind ebenfalls eine Beschreibung dessen, was eine dialektische Bewegung hervorbringt. „Eins teilt sich in Zwei“, ein Grundgesetz der Dialektik, führt unter den thermodynamischen Bedingungen, bzw. auch den speziellen Druckverhältnissen eines Weltalls, zu Wellenbewegungen innerhalb derer sich in die eine Richtung gigantische Massen ansammeln – auf größtmöglichem Raum und somit unregelmäßig/“chaotisch“ verteilt (und eigentlich nur durch die „Entropiezunahme“ geordnet -, und in die andere Richtung ebenso Gigantisches, aber auf kleinstem Raum (und dort nicht annähernd so chaotisch wie auf der Gegenseite!). Dass die Spaltung gewisser Atomkerne ebenso viel Energie frei setzen kann, wie evtl. ein ganzer Stern, spricht doch eine deutliche Sprache. Eben bzgl. einer solchen „Identität“.
    Die Greensche Gleichung („Das elegante Universum“) R = 1/R (blog.herold-binsack.eu) verstehe ich daher so, dass, während der sog. Makrokosmos expandiert, der Mikrokosmos dies auch tut, aber in die entgegengesetzte Richtung. Somit aus der Perspektive eines expandierenden Makrokosmos (und das ist eben „unsere“ Perspektive) sich dieser Mikrokosmos als „zusammenziehend“ darstellt. Stellte man aber die Energiegehalte beider „Kosmen“ entgegen, kann man vermutlich keine „Richtung“ mehr erkennen. Der „Pfeil der Zeit“ ist somit auch nur als relative Richtung zu begreifen, ausgehend von einer jeweils eingenommenen Position, diesseits oder jenseits eines angenommenen „Schnittpunktes“. Und so besehen, ist die Betrachtung, dass auch die Zeit rückwärts gehen könnte, aus diesem relativen Blickwinkel, keine unbedingt falsche. Dennoch: absolut betrachtet, kann die Zeit immer nur nach einer Richtung gehen, aber eben von entgegen gesetzten „Punkten“ aus.
    Aus jenen entgegen gesetzten Vektoren in der kosmischen Bewegung, ergibt sich ein Problem, nämlich, dass die Formeln, die solches beschreiben, niemals zusammen geführt werden können. Denn, auch wenn es eine Einheit von Gegensätzen gibt, also eine „Identität im Widerspruch“ (insofern die eine ohne die andere Seite nicht denkbar ist), verläuft jede Seite wiederum nach eigenen „Gesetzmäßigkeiten“, bringt jeweils eigene Wechselwirkungen/Resonanzen hervor. Verlagert sozusagen auch fortwährend die angenommene Achse, bringt somit Kräfte hervor, die mit der Gegenseite nicht mehr identisch sein können.
    Die „Schnittstellen“/die „Achse“ eines solchen Widerspruchs, darf man sich aber nicht so vorstellen, als wenn dort der Widerspruch völlig verschwindet, er sozusagen in Harmonie aufginge, sondern er existiert dort als eine „Lücke“ (Zizeks Parallaxe), als ein „Loch“, als einen „Phasenübergang“, als einen dialektischen Sprung nämlich. Manche nennen das auch das „Nichts“. Alles was man dort beschreiben kann, ist, dass jeder zuvor eingenommene und solchermaßen als substantiell begriffene Zustand, an dieser Stelle nicht mehr vorhanden ist.
    Dieses „Elend“ unserer Erkenntnisfähigkeit begegnet uns bezüglich unseres kosmischen Weltbildes ausgerechnet dort, wo dieses physikalische Denken seinen Ursprung hat, nämlich am sog. Urknall. Und dass wir da nicht weiter kommen, mit unseren Forschungen (nicht mit unserem Denken, dem sind keine Grenzen gesetzt) liegt nicht nur daran, dass dort, eben ähnlich dem Zustande im Mikrokosmos, extrem große Energien auf extrem kleinsten Raum zu finden wären, sondern, dass wir die dort sich uns geradezu aufdrängende dialektische Bewegung konsequent zu missachten suchen. (An dieser Stelle versagt nicht nur das physikalische, sondern auch das eben solchermaßen alltagsphilosophische Denken, gerade der meisten Wissenschaftler!)
    Im Kosmos wären solche Hinweise natürlich auch in den sog. „Schwarzen“, oder „Weißen“ Löchern zu finden. Und natürlich kann man mit gewissen Methoden sich solchen Zuständen annähern, man kann unglaubliche Hitze (ein Höllenfeuer im Teilchenbeschleuniger) erzeugen, oder man kann auch eine gewisse Kälte (das „Bose-Einstein-Kondensat“) generieren, somit sich also jenen Bereichen nähern, wo diese Phasenübergänge stattfinden. Dennoch bin ich ziemlich sicher, dass wir weder in CERN noch in irgendwelchen „Kondensaten“ die Antwort finden, die wir ob der ignorierten Dialektik ja nicht wirklich suchen. Nur eine dialektische Bewegung angenommen, könnte auch zu den geforderten „einfachen“ Beschreibungen führen. Kompliziert enden immer nur die falschen Versuche.
    Viel Spaß noch bei Ihrer Doktorarbeit. (Das meine ich ganz ernst, ich beneide Sie um das Privileg einer solchen Arbeit!)

  8. Der Kosmos ist nur dialektisch...
    Der Kosmos ist nur dialektisch zu begreifen
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    „…sondern dass dies als Hinweis auf eine mögliche Vereinigung von Trägheits- und Gravitationsphänomenen innerhalb der gekrümmten Raumzeit der Allgemeinen Relativitätstheorie zu sehen ist.“ Völlig korrekt, und daher glaube ich sowenig an die Existenz eines sog. Gravitons als Teilchen, wie auch an ein Higgs-Teilchen. Die Trägheit, welche sich wiederum aus entgegengesetzte Beschleunigungen von Masse ergibt (und die Anhäufung von Masse selber, ergibt sich hieraus – und was auch das Higgs-Teilchen überflüssig macht), i s t die Gravitation. Ich behaupte zudem, dass sich alle sog. Kräfte auf gleiche Weise ergeben. Die „Kraft“ ergibt sich als Wirkung entgegengesetzter Vektoren. (Was natürlich eine starke Vereinfachung darstellt, denn gewisse thermische wie Druckverhältnisse, siehe noch unten, sind voraus gesetzt!)
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    Die Bewegung verläuft grundsätzlich dialektisch. Und da die bürgerliche Wissenschaft, das nicht bedingungslos anerkennen will, forscht sie sozusagen im Nebel ihrer eigenen Ignoranz.
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    Außerdem denke ich, ich bin kein Physiker, kann daher solches nur „denken“, nicht beweisen, dass der ganze Kosmos nur so verstanden werden kann. Der sog. Mikrokosmos und der sog. Makrokosmos sind ebenfalls eine Beschreibung dessen, was eine dialektische Bewegung hervorbringt. „Eins teilt sich in Zwei“, ein Grundgesetz der Dialektik, führt unter den thermodynamischen Bedingungen, bzw. auch den speziellen Druckverhältnissen eines Weltalls, zu Wellenbewegungen innerhalb derer sich in die eine Richtung gigantische Massen ansammeln – auf größtmöglichem Raum und somit unregelmäßig/“chaotisch“ verteilt (und eigentlich nur durch die „Entropiezunahme“ geordnet -, und in die andere Richtung ebenso Gigantisches, aber auf kleinstem Raum (und dort nicht annähernd so chaotisch wie auf der Gegenseite!). Dass die Spaltung gewisser Atomkerne ebenso viel Energie frei setzen kann, wie evtl. ein ganzer Stern, spricht doch eine deutliche Sprache. Eben bzgl. einer solchen „Identität“.
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    Die Greensche Gleichung („Das elegante Universum“) R = 1/R (http://blog.herold-binsack.eu/?p=1564) verstehe ich daher so, dass, während der sog. Makrokosmos expandiert, der Mikrokosmos dies auch tut, aber in die entgegengesetzte Richtung. Somit aus der Perspektive eines expandierenden Makrokosmos (und das ist eben „unsere“ Perspektive) sich dieser Mikrokosmos als „zusammenziehend“ darstellt. Stellte man aber die Energiegehalte beider „Kosmen“ entgegen, kann man vermutlich keine „Richtung“ mehr erkennen. Der „Pfeil der Zeit“ ist somit auch nur als relative Richtung zu begreifen, ausgehend von einer jeweils eingenommenen Position, diesseits oder jenseits eines angenommenen „Schnittpunktes“. Und so besehen, ist die Betrachtung, dass auch die Zeit rückwärts gehen könnte, aus diesem relativen Blickwinkel, keine unbedingt falsche. Dennoch: absolut betrachtet, kann die Zeit immer nur nach einer Richtung gehen, aber eben von entgegen gesetzten „Punkten“ aus.
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    Aus jenen entgegen gesetzten Vektoren in der kosmischen Bewegung, ergibt sich ein Problem, nämlich, dass die Formeln, die solches beschreiben, niemals zusammen geführt werden können. Denn, auch wenn es eine Einheit von Gegensätzen gibt, also eine „Identität im Widerspruch“ (insofern die eine ohne die andere Seite nicht denkbar ist), verläuft jede Seite wiederum nach eigenen „Gesetzmäßigkeiten“, bringt jeweils eigene Wechselwirkungen/Resonanzen hervor. Verlagert sozusagen auch fortwährend die angenommene Achse, bringt somit Kräfte hervor, die mit der Gegenseite nicht mehr identisch sein können.
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    Die „Schnittstellen“/die „Achse“ eines solchen Widerspruchs, darf man sich aber nicht so vorstellen darf, als wenn dort der Widerspruch völlig verschwindet, er sozusagen in Harmonie aufginge, sondern er existiert dort als eine „Lücke“ (Zizeks Parallaxe), als ein „Loch“, als einen „Phasenübergang“, als einen dialektischen Sprung nämlich. Manche nennen das auch das „Nichts“. Alles was man dort beschreiben kann, ist, dass jeder zuvor eingenommene und solchermaßen als substantiell begriffene Zustand, an dieser Stelle nicht mehr vorhanden ist.
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    Dieses „Elend“ unserer Erkenntnisfähigkeit begegnet uns bezüglich unseres kosmischen Weltbildes ausgerechnet dort, wo dieses physikalische Denken seinen Ursprung, nämlich am sog. Urknall. Und dass wir da nicht weiter kommen, mit unseren Forschungen (nicht mit unserem Denken, dem sind keine Grenzen gesetzt) liegt nicht nur daran, dass dort, eben ähnlich dem Zustande im Mikrokosmos, extrem große Energien auf extrem kleinsten Raum zu finden wären, sondern, dass wir die dort sich uns geradezu aufdrängende dialektische Bewegung konsequent zu missachten suchen. (An dieser Stelle versagt nicht nur das physikalische, sondern auch das eben solchermaßen alltagsphilosophische Denken, gerade der meisten Wissenschaftler!)
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    Im Kosmos wären solche Hinweise natürlich auch in den sog. „Schwarzen“, oder „Weißen“ Löchern zu finden. Und natürlich kann man mit gewissen Methoden sich solchen Zuständen annähern, man kann unglaubliche Hitze (ein Höllenfeuer im Teilchenbeschleuniger) erzeugen, oder man kann auch eine gewisse Kälte (das „Bose-Einstein-Kondensat“) generieren, somit sich also jenen Bereichen nähern, wo diese Phasenübergänge stattfinden. Dennoch bin ich ziemlich sicher, dass wir weder in CERN noch in irgendwelchen „Kondensaten“ die Antwort finden, die wir ob der ignorierten Dialektik ja nicht wirklich suchen. Nur eine dialektische Bewegung angenommen, könnte auch zu den geforderten „einfachen“ Beschreibungen führen. Kompliziert enden immer nur die falschen Versuche.
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    Viel Spaß noch bei Ihrer Doktorarbeit. (Das meine ich ganz ernst, ich beneide Sie um das Privileg einer solchen Arbeit!)

  9. Vielen Dank fuer die schoene...
    Vielen Dank fuer die schoene Beschreibung der Suche nach der vereinheitlichten Theorie. Es ist sicher nicht einfach, einen verstaendlichen Artikel ueber dieses Thema zu schreiben, dem auch fachkundige Leser zustimmen koennen.

  10. Jedes Mal, wenn ich meine...
    Jedes Mal, wenn ich meine Brüder sehe, ist die einzige Frage in Bezug auf mein berufliches Schaffen, ob ich denn schon Geld verdiene. Erstaunlicherweise gebe ich dann aber die gleiche Antwort wie Du: „Nein. Noch nicht.“
    Würde ich allerdings das nächste Mal ihnen ausführlich Auskunft zum Stand der Weltformel geben – ich bin sicher, sie würden nicht gleich merken, dass sich die Weltformel nicht im Themengebiet meiner Arbeit versteckt – würde wohl die Frage ab dann anders lauten: „Wann hört ihr Physiker auf unser Geld zu verschwenden?“
    Beides mal steckt ein tiefes Unverständnis der Motive von Wissenschaftlern hinter den Fragen, gleichwohl stelle ich mir auch heimlich diese beiden Fragen, wenn ich mich bzw. die Welt hungern sehe.

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