Das Universum voller Geigen

Kosmologie Er hat die String-Theorie miterfunden und wurde gerade zum Nachfolger von ­Stephen Hawking ernannt: Aber kennt Michael Green die Antwort auf letzte Fragen der Physik?

Die Geschichte wissenschaftlicher Entdeckungen ist immer auch eine Geschichte von Zufällen: Wenn Newton nicht ein Apfel auf den Kopf gefallen wäre, wenn Archimedes nicht zuviel Wasser in die Wanne eingelassen hätte... Und wenn Michael Green, der aus London zu Besuch war, in der Kantine des Genfer Forschungszentrums CERN nicht zufällig John Schwarz getroffen hätte, der aus Kanada zu Besuch war, gäbe es die String-Theorie, die seit einigen Jahrzehnten als der wahrscheinlichste Weg zum Heiligen Gral der Physik – der Weltformel – gehandelt wird, heute nicht.

„Wir waren beide noch Junggesellen und hatten keinerlei außer-akademische Verpflichtungen. Wir konnten uns daher voll auf unsere Arbeit konzentrieren“, sagt Schwarz. Sie fingen an, die Sommer gemeinsam im Aspen Centre für Physik in Colorado zu verbringen, teilten sich eine Wohnung, gingen zusammen ins Kino und machten lange Spaziergänge und Wanderungen.

Irgendwie, irgendetwas

Dann gab es im Jahr 1984 „einen Augenblick, einen Tag, an dem sich plötzlich alles zusammenfügte. Wir arbeiteten an einem bestimmten Aspekt, von dem wir uns, ohne dass wir Grund dazu gehabt hätten, erhofften, er würde uns weiterbringen. Und das tat er dann auch. Aber innerhalb weniger Stunden ergab sich noch etwas anderes, das noch weit darüber hinaus ging und was wir überhaupt nicht erwartet hatten.“

Ein paar Tage später hielt Green einen Vortrag darüber. „Es war nun nicht so, dass es die Leute gleich vom Stuhl gehauen hätte, aber irgendjemand schickte eine Nachricht nach Princeton an einen Mann namens Edward Witten – ein wirklich erstaunlicher Mensch. Noch bevor wir dazu kamen, fertigte er ein Paper an. Er nutzte, was wir getan hatten und entwickelte es weiter. Das war überraschend, denn wir hatten keine Ahnung, dass man unsere Ergebnisse in dieser Weise nutzen konnte. Es war dann auch seine Veröffentlichung, durch die das Interesse von anderen geweckt wurde.“

In der Sache hatten Green und Schwarz das Verschwinden von Anomalien in bestimmten Dimensionen von String-Theorien entdeckt. „Genau genommen entdeckten sie aber eine ganze Reihe von Dingen“, erklärt Witten. Mittlerweile gibt es Tausende von Arbeiten zur String-Theorie, die versuchen, die Quantenmechanik mit der Relativitätstheorie mittels der Idee zu vereinigen, alle subatomaren Teilchen seien eindimensionale Fäden, die sich nur durch unterschiedliche Schwingungszustände in einer 10- oder 11-dimensionalen Raumzeit unterscheiden.

Green trat Mitte Oktober die Nachfolge von Isaac Newton (1643-1727), Charles Babbage (1791-1871), Paul Dirac (1902-1984) und Stephen Hawking (*1942) an – auf der wohl berühmtesten naturwissenschaftlichen Professur überhaupt: dem Lucasischen Lehrstuhl für Mathematik der Universität Cambridge. Green sagte einmal, man könne sich das Universum als „Symphonie oder als Lied“ vorstellen – denn beide setzten sich aus Noten zusammen, die durch schwingende Saiten erzeugt werden.“ – „Habe ich das wirklich gesagt?“ Für eine Sekunde wirkt er etwas gehetzt. Hawking ins Rampenlicht zu folgen, scheint ihm sichtlich unangenehm. Ein Teil des Problems besteht darin, dass das Rampenlicht bzw. die öffentliche Neugier solche groben Vereinfachungen verlangt. Ideen werden greifbar, wenn man sie mit eingängigen Bildern wie die Sphärenmusik oder dem physikalischen Streben nach Schönheit präsentiert.

Einsteins Formel E = mc2 ist für Physiker der Inbegriff der Schönheit – sie ist einfach, elegant und liefert den Schlüssel zur Lösung der verschiedensten Geheimnisse. Ein Kritikpunkt an der String-Theorie ist, dass sie sich so weit über den Bereich des empirisch Überprüfbaren hinaus entwickelt hat, dass der einzige Indikator dafür, wie nahe Green und seine Kollegen einer Lösung sind, in der Schönheit ihrer Formeln besteht. (Auch das ist eine weitere grobe Verallgemeinerung.) Schönheit ist wahr, Wahrheit ist schön – dem Dichter John Keats mag man dies durchgehen lassen, aber als Richtlinie zur Erklärung des Universums scheint es doch ziemlich verdächtig.

„Seit Jahrunderten besteht die Geschichte der Physik aus dem Versuch, Dinge zu vereinigen. Im 19. Jahrhundert dachte man noch, Elektrizität und Magnetismus seien zwei völlig verschiedene Phänomene, bis man herausfand, dass es sich um zwei Aspekte desselben Dings handelt. Das bedeutete einen großen Durchbruch für unser Verständnis. Vor Einstein fehlte das Verständnis für den Einheit von Geometrie und Schwerkraft.“

Nur wurden diese Vereinigungen alle experimentell bestätigt. Um die String-Theorie zu testen, bedürfte es einer Maschine von der Größe der Erde – oder „wahrscheinlich sogar größer als das Sonnensystem“, korrigiert mich Green. Oder einer glücklichen astronomischen Beobachtung.

Der neue, große Teilchenbeschleuniger vom CERN könnte möglicherweise Beweise „die etwas mit Schwarzen Löchern oder der tatsächlichen Struktur der Strings zu tun haben, zutage fördern. Aber das ist wirklich sehr optimistisch und ich vermutete nicht, dass es geschehen wird“, bemerkt Green.

In Ermangelung eines derartigen Beweises, gibt es mittlerweile so viele mögliche Lösungsansätze – manche Schätzungen vermuten 10 hoch 500 verschiedene denkbare String-Theorien –, dass es einem Laien nur noch absurd erscheint. Hierin besteht wohl auch einer der Gründe dafür, dass die Kritik, die String-Theorie sei eine kostspielige Sackgasse, in den vergangenen Jahren zugenommen hat. Der Ex-String-Theoretiker Lee Smolin ging in seinem Buch Die Zukunft der Physik: Probleme der String-Theorie und wie es weiter geht (DVA 2009) so weit, von einer Tragödie zu sprechen – all diese außerordentlich begabten Geister jagten einer Chimäre hinterher.

Green weist derartige Vorwürfe pauschal ab. „Vor ein paar Jahren haben zwei Leute ein paar Bücher geschrieben. Es gibt keine konrekten Anhaltspunkte dafür, dass sie in irgend einer Weise sachkundig wären“, lacht er. Der andere ist Peter Woit „ein Blogger, der einen Anti-String-Blog betreibt. Er arbeitet an der Columbia University als System Mangager oder so. Kein Physiker.“ Und hat das Buch geschrieben: Not Even Wrong: The Failure of String Theory and the Search for Unity in Physical Law (Perseus 2007). Woit und Smolin behaupten, die Universitäten seinen so sehr von der String-Theorie eingenommen, dass sie nur noch String-Theoretiker einstellen, und alle anderen konkurrierenden Ansätze dadurch marginalisiert würden.

Green widerspricht. Die String-Theorie sei nichts, das, sollte es sich einmal überprüfen lassen, sich entweder bewahrheitet oder widerlegt werde. Sie sei mehr als das. Zum Beispiel sei es mit ihrer Hilfe möglich geworden, über die zuvor unerklärbare Beschaffenheit der von Schwarzen Löchern ausgehenden Strahlung zu diskutieren, weil sie bis dahin nicht mit den Gesetzen der Quantenmechanik in Einklang zu bringen war. Etwas praktischer gedacht, könnte sie zur Erweiterung unseres Wissens über Hochtemperatur-Supraleiter beitragen. Wenn man diese eines Tages in Massenproduktion herstellen könnte, würden sich die Transportkosten für Strom enorm verkleinern, da hierbei keine Energie in Form von Wärme verloren geht.

Was nutzt die Sphärenmusik?

Nützlichkeit ist auf den verschlungenen Gängen des Mathematischen Instituts allerdings kein gänzlich unbelasteter Begriff mehr, seitdem die britische Wissenschaftsbehörde laut darüber nachgedacht hat, künftige Fördergelder davon abhängig zu machen, welchen Nutzen die wissenschaftlichen Ergebnisse für die britische Wirtschaft haben könnten. Unter der Labour-Regierung seien die Naturwissenschaften bislang eigentlich recht gut gestellt gewesen, meint Green. Teilchenphysik und Astronomie seinen bislang vor derlei Anforderungen verschont geblieben. Für bestimmte Disziplinen sei diese Art des Denkens eine Katastrophe. Eine noch größere Katastrophe sei es aber für den Rest der Gesellschaft. „Ich habe Kollegen, die sind Historiker oder Linguisten – die haben keine Ahnung, was als nächstes passieren wird.“

„Denken Sie an die Zeit zurück, in der Faraday über Elektromagnetismus forschte. Damals gab es offensichtlich weder Bedarf an Elektrizität noch an Magnetismus. Es gibt da ein berühmtes Zitat, ich glaube, es war der Premierminister Gladstone, der fragte: ‚Worin besteht der Nutzen dieser Sache?‘ Und Faraday soll geantwortet haben: ‚Eines Tages werden Sie Steuern darauf erheben, Sir!‘“

Kernspin-Tomographen, die heute für viele medizinische Diagnosen von zentraler Bedeutung sind, gibt es nur, weil Physiker supraleitende Magneten für Teilchenbeschleuniger benötigten. Wäre der ökonomische Nutzen das Kriterium gewesen, hätte niemand derart teure Apparate je gebaut. Das Internet kam im CERN zur Welt, weil Hunderte von Physikern in ganz Europa über die Versuchsergebnisse auf dem Laufenden gehalten werden mussten. „Ob die String-Theorie sich auszahlen wird, lässt sich nicht sagen. Aber sie greift auf andere Bereiche über. Das finde ich persönlich am spannendsten an ihr“, so Green.

Auch wenn er es mittlerweile milde bedauert, sich zu wenig um andere Themen gekümmert zu haben: Die Teilchenphysik hält ihn seit seinem 13ten Lebensjahr im Bann, als ihn ein inspirierender Lehrer mit dem Thema in Berührung brachte. An Gott glaubt er nicht. „Meine Eltern waren überhaupt nicht religiös. Ich schätze, das hat mich beeinflusst. Irgendwie beneide ich Leute, die einen Glauben haben. Es hängt bestimmt auch von dem Gott ab, an den man glaubt, aber ich denke, es gibt einem Sicherheit.“

„Über radikale Atheisten ärgere ich mich oft, denn sie leugnen jede Art von Menschlichkeit. Sie verleugnen die Poesie und reden so, als würden sie alles verstehen, einschließlich der Liebe. Und womöglich gibt es Dinge, die vollständig erklärbar sind, wenn man die Strukturen im Gehirn kennt und dennoch macht es keinen Sinn, sie auf diese Weise zu betrachten.“

Er und seine Frau, die an der Fernuniversität Entwicklungspolitik unterrichtet, haben zusammen eine neunjährige Tochter. Durch sie hat der 63-Jährige, so sagt er mit einer Art sanftem Erstaunen, eine „andere Art von Ehrfurcht“ kennengelernt. „Welche Gefühle man für einen anderen Menschen empfinden kann, der einem wichtiger ist, als alles, was man sich vorstellen kann.“

Dies ist freilich eine völlig andere Dimension, für die es bislang noch überhaupt keine Formeln gibt.


Übersetzung der gekürzten Fassung: Holger Hutt

09:00 13.11.2009
Geschrieben von

Aida Edemariam, The Guardian | The Guardian

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The Guardian

Ausgabe 09/2020

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