An der Grenze

Porträt Lisa Randall ist die erste Professorin für Theoretische Physik in Harvard. Sie glaubt, dass unbekannte Parallelwelten existieren – direkt neben unser vertrauten Umgebung

Der Freitag: Frau Randall, was haben Musik und Physik gemeinsam?

Lisa Randall: Oh, das sind beides sehr kreative Tätigkeiten. In der Physik braucht man für neue Theorien die Lust, mit Gedanken herumzuspielen, genauso wie beim Komponieren von Musik.

Wir fragen, weil Sie nicht nur Physik-Professorin sind: Sie haben vor drei Jahren auch das Libretto für eine Oper geschrieben.

Der spanische Komponist Hèctor Parra hatte sich in die Idee verliebt, Vorstellungen aus der theoretischen Physik in die Musik zu übertragen. Er schrieb mir eine E-Mail, nachdem er mein Buch über Parallelwelten gelesen hatte. Und so entstand die Idee, dass wir zusammenarbeiten könnten. Es war eine gute Erfahrung, weil auch die Oper verschiedene Dimensionen verbinden muss – Musik, Schauspiel, Bühnenbild, Text. Mehrdimensional zu denken, ist mir ja vertraut. Bizarrerweise wollte Parra aber mehr echte Physik in der Oper drinhaben als ich.

Wieso das?

Ich hatte den Eindruck, dass das Ganze zu abstrakt würde. Die Musik war schon ziemlich modern und dann noch so seltsame Ideen wie Parallelwelten, die man nicht sehen kann. Aber Hèctor sah das anders. Die Reaktionen des Publikums waren sehr positiv. Die Vorstellungen in Paris und Barcelona waren ausverkauft.

Sie haben mal geschrieben, Sie standen auf einer Brücke und Sonnenstrahlen spiegelten sich im Wasser, als Sie die Erkenntnis hatten, dass es Parallelwelten abseits unserer wahrnehmbaren Welt geben müsste. Das klingt ganz schön poetisch ...

Wenn man als Wissenschaftler lange an einem Problem arbeitet, beschäftigt man sich in Gedanken die ganze Zeit damit. Und wenn man das lange gemacht hat, gibt es manchmal diese Momente, in denen es plötzlich Klick macht und man denkt, so könnte die Welt funktionieren. Ich versuche meine Ideen einer allgemeinen Öffentlichkeit möglichst anschaulich zu vermitteln, deswegen habe ich auch diesen Augenblick beschrieben. Da wird nur schnell vergessen, dass diesem Monate harter Arbeit an schwierigen Detailfragen vorangingen.

Aber der Moment auf der Brücke war schon einschneidend?

Es war nicht so, dass ich mir plötzlich sicher war, dass es auf jeden Fall Parallelwelten gibt. Ich dachte nur: Es gibt eigentlich keinen Grund, warum es sie nicht geben sollte. Der Moment hat aber nicht mein bisheriges Leben völlig auf den Kopf gestellt. Danach habe ich einfach wieder ganz normal mit meinem Alltag weitergemacht.

Wie sieht denn der Alltag von jemandem aus, der dauernd über die Grenzen des Universums und die Gesetze unbekannter Parallelwelten nachdenkt?

Ach, das ist eigentlich wenig spektakulär. Ich spreche auf dem Campus viel mit Studenten, schreibe Aufsätze oder versuche, ein Pro­blem gedanklich zu durchdringen und die Gleichungen zu lösen.

Was machen Sie, wenn Sie steckenbleiben und es mal gar nicht weitergeht?

Das versuche ich zu vermeiden. Die Kunst ist es herauszufinden, was der Kern des Problems ist. Dann verwirft man die Lösungswege, die nicht funktionieren, und irgendwann hat man – hoffentlich – die richtige Lösung. Wenn man herausfindet, dass eine Idee, in die man viel Arbeit gesteckt hat, falsch ist, muss man sich halt etwas Neues überlegen.

Und warum glauben Sie, dass es Parallelwelten gibt?

Einfach, weil die Physik sonst auf manche Fragen keine überzeugende Antwort geben könnte. Eine dieser Fragen ist das sogenannte Hierarchie-Problem: Die Schwerkraft ist im Vergleich zu anderen physikalischen Kräften unverhältnismäßig schwach. Zum Beispiel beim Magnetismus: Ein kleiner Magnet kann eine Büroklammer hochheben, obwohl die gewaltige Masse der Erde sie in die andere Richtung zieht. Extra-Dimensionen könnten dieses Problem erklären. Mathematisch geht das wunderschön auf. Das heißt allerdings noch nicht, dass es stimmt.

Aber in Genf gibt es ein 27 Kilometer langes Gerät, den Large Hadron Collider, mit dem sich solche Dinge überprüfen lassen.

Ja, wir suchen mit diesem Riesen-Beschleuniger unter anderem nach einem Teilchen, das Higgs-Boson genannt wird. Ohne dieses Teilchen können wir die Masse der Materie nicht erklären. Und es gibt jetzt ein paar sehr gute Hinweise, dass es existiert, aber wir brauchen noch mehr Daten. In diesem Jahr werden wir sie kriegen. Insofern sind das aufregende Zeiten.

Es gibt noch andere Theorien. Die Supersymmetrie etwa sagt keine Parallelwelten, sondern Parallelteilchen zu den bekannten Elementarteilchen voraus. Aber diese scheinen im LHC unauffindbar.

Ja, in ihrer offensichtlichsten, einfachsten Variante hätten wir die Teilchen der Supersymmetrie schon sehen müssen. Aber es gibt noch die Möglichkeit von komplizierteren Varianten.

In der Castingshow der verschiedenen Modelle liegt Ihres damit trotzdem gerade vorn, oder?

Es ist noch zu früh, das zu sagen.

Ihre Theorie macht immerhin Vorhersagen. Zum Beispiel, dass man ein Teilchen namens „Kaluza-Klein“ findet.

Ja, wenn es eine Extra-Dimension gibt und sie sehr groß ist, dann müsste es darin Teilchen geben, die einen Impuls innerhalb dieser Dimension haben. Sie sind deshalb sehr schwer, und wir können relativ genau sagen, wie sie erzeugt werden oder zerfallen – und welche Energie im Detektor fehlt, weil das erzeugte Teilchen in die ExtraDimension verschwindet.

Verschwinden in die Extra-Dimension! Für den Laien klingt diese Idee so spannend, weil man sofort an Science-Fiction denkt, an Reisen zwischen den Welten.

Das höre ich ziemlich oft. Die Science-Fiction-Fans muss ich aber immer enttäuschen. Reisen durch diese Extra-Dimensionen wird es für Menschen nicht geben, so viel können wir schon jetzt mit Sicherheit sagen. Wenn es diese Parallelwelten gibt, werden sie für uns Menschen unerreichbar bleiben. Aber sie könnten Wirkungen auf bestimmte Teilchen und Bereiche der Physik haben. Und wer weiß schon, wozu dieses Wissen eines Tages nützen könnte. Als Albert Einstein die Relativitätstheorie aufstellte, dachte er nicht daran, dass uns mithilfe seiner Gleichung eines Tages das Navigationsgerät im Auto die Suche nach dem Weg abnimmt.

In Ihrem Buch erwähnen Sie das seltsame Bild, das man oft von Physikern malt – in dem Film

Selbstverständlich wäre es mir lieber, wenn die Öffentlichkeit wirklich verstehen würde, was wir Wissenschaftler da machen. Es ist aber auch nicht das Ende der Welt, wenn sie beim Hadronen- Beschleuniger in Genf immer zuerst an Illuminati denken.

Aber Sie verwenden doch auf gut 500 Seiten sehr viel Energie darauf, der Öffentlichkeit ein ­klares Bild davon zu vermitteln, was Wissenschaft ist und was nicht.

Ich will zeigen, was das Wort "wissenschaftlich" bedeutet. Das heißt nicht, dass die Menschen alle Details der Elementarteilchen­physik verstehen müssen, aber sie sollten doch eine Grundvorstellung von den Methoden des wissenschaftlichen Denkens haben.

Warum ist Ihnen gerade dieser Punkt so wichtig?

In Amerika hört man da zurzeit unglaublich viel Nonsens. Das Verständnis, dass auch Unsicherheit und partielles Nichtwissen zum wissenschaftlichen Fortschritt gehören, ist nicht gerade weit verbreitet.

Haben Sie ein Beispiel?

Wir haben etwa diese dumme Diskussion um die Evolution. Es gibt wirklich Menschen, die behaupten, die Schöpfungsgeschichte ließe sich wissenschaftlich genauso belegen wie Darwins Theorie. Oder nehmen Sie den Klimawandel: Da werden die Daten bewusst falsch interpretiert, um den ganzen Prozess zu bestreiten. Und bei der Finanzkrise fragt man sich als Wissenschaftler ja auch: Wie konnten Banken und Versicherungen mit ihren Spezialisten diese Risiken in ihren Modellen übersehen? Wer kann so schlampig arbeiten?

Haben Sie den Eindruck, dass die Wissenschaft in Europa ein höheres Ansehen genießt?

Ich glaube, dass der Respekt gegenüber Wissenschaftlern hier größer ist. Manche Albernheiten gibt es einfach nicht. Die Evolution stellt hier niemand ernsthaft infrage.

In der High-Tech-Physik haben Sie aber hier wie in den USA das Problem, dass die Experimente so wahnsinnig teuer sind, dass immer gefragt wird: Was bringt uns das eigentlich?

Das ist noch mal eine ganz andere Frage. Natürlich hat die theoretische Physik nie einen direkten Nutzen, der sich sofort ökonomisch verwerten lässt. Aber viele Entwicklungen führen später zu neuen Möglichkeiten – all unsere Elektronik wäre ohne die Erkenntnisse der Quantenmechanik zum Beispiel so nicht möglich.

Die Öffentlichkeit scheint das trotzdem nicht besonders zu schätzen. Neue wissenschaftliche Erkenntnisse werden oft als Gefahr wahrgenommen.

Das sieht nur ein Teil der Menschen so. Viele möchten die Dinge besser verstehen. Meine Erfahrung ist, je mehr die Menschen wissen, desto neugieriger werden sie. Sie wollen dann noch mehr wissen und hoffen, dass es bald neue Erkenntnisse gibt.

Das sollte für Frauen wie Männer gelten. Warum gibt es trotzdem so wenige Frauen in der Physik?

Keine Ahnung. Ich würde ja sagen, wer sich damit nicht beschäftigt, verpasst etwas.

Hier gibt es Programme, mit denen man Schülerinnen für Naturwissenschaften begeistern will. Gibt es so etwas auch in den USA?

Nein, nicht dass ich wüsste. Ich war als Highschool-Schülerin in den Sommerferien mal in einem Mathe-Camp. Das war wichtig, weil ich da gesehen habe, welche Möglichkeiten einem in der Mathematik offenstehen. Es war aber keine spezielle Veranstaltung für Mädchen. Ich denke auch nicht, dass so etwas notwendig ist.

Wann ist Ihnen das erste Mal aufgefallen, dass Sie sich in einem Bereich bewegen, in dem es keine weiblichen Vorbilder gibt?

In meiner Jugend war das überhaupt kein Thema. Ich war halt immer die Beste in den Mathe-Tests, das kam mir ganz normal vor. Als mir aber auffiel, dass andere Leute das bemerkenswert finden oder es sie sogar beunruhigt und verwirrt, habe ich selbstverständlich auch angefangen, darüber nach­zudenken.

Inwiefern verhalten sich Menschen Ihnen gegenüber anders, weil Sie eine Frau sind?

Als ich mein erstes Buch geschrieben hatte, waren viele Leute erstaunt, dass eine Frau so etwas kann. Darüber war ich wiederum erstaunt. Im Kreise meiner Kollegen kommen wir aber immer schnell an den Punkt, an dem es um die wissenschaftlichen Probleme geht – da spielt alles andere keine Rolle mehr. Ich will mich auf meine Arbeit konzentrieren und mich nicht damit beschäftigen, was andere in mir sehen.

Sie zitieren auch Don Draper aus

Manche möchten gern, dass das Universum gut oder böse ist, dass es also moralischen Kategorien unterliegt und eine Haltung hat. Aber das sind natürlich Kategorien, mit denen man dem Universum nicht zu kommen braucht.

Sie verwenden viel Zeit darauf, weltweit PR für die theoretische Physik zu betreiben. Warum können nicht mehr Weltklasse-Physiker verständlich erklären, woran sie arbeiten?

Das liegt nicht jedem. Wenn Sie manchen meiner Kollegen reden hören, würden Sie nicht wollen, dass er Ihnen etwas länger erklärt. Ich war am Anfang auch nicht gut darin, ich musste das erst lernen.

Das Gespräch führten Jan Pfaff und Kathrin Zinkant

Lisa Randall ist seit 2001 Professorin für Theoretische Physik an der Harvard University. Sie war die erste Frau, die zunächst in Princeton, später dann auch in Harvard auf diesen Posten berufen wurde, und galt über Jahre als meistzitierter Kopf ihres Feldes.

Geboren wurde Randall 1962 als zweite von drei Töchtern eines Vertreters und einer Lehrerin in New York. Ihre mathematische Hochbegabung zeigte sich früh, sie besuchte dieselbe Spezial-Highschool wie der ähnlich bekannte Physiker Brian Greene.

1999 veröffentlichte Randall zusammen mit Raman Sundrum die Theorie, für die sie berühmt wurde und über die sie ihr erstes, hochgelobtes Buch schrieb. Um sich das darin entworfene Modell vorzustellen, denke man an ein Sandwich: Zwischen den Brotscheiben liegt eine Scheibe Schinken, die aufgerollt ist und mithin über eine Extradimension verfügt, die von der Brotscheibe aus aber nicht erkennbar ist. Die Brotscheiben sind Branen niederdimensionale Welten wie unsere, die direkt an den extradimensionalen Raum grenzen. Licht und Teilchen können von einer Scheibe dieses Sandwichs prinzipiell nicht auf die jeweils andere Scheibe gelangen. Die Extradimension und die dahinterliegenden Welten können deshalb sehr nahe sein, bleiben uns aber fast völlig verborgen.

Entscheidend ist, dass die Schwerkraft als einzige Kraft zwischen den Branen und dem höherdimensionalen Raum wirken kann und daher am Teilchenbeschleuniger in Genf sichtbar werden könnte. Der Large Hadron Collider (LHC) spielt in Randalls gerade erschienenem Buch Die Vermessung des Universums (Fischer Verlag) daher eine wichtige Rolle. Ihr grundlegendes Ziel bleibt es aber, der Öffentlichkeit vor allem das Wesen der Wissenschaft nahezubringen. zint

15:30 11.05.2012

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