Professor Hicks erklärt das Higgs-Teilchen. John Ullmann

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СКАЧАТЬ der gerade mit seinen Assistenten mit dem Aufbau eines neuen Experiments beschäftigt war, ohne aus dem Fenster zu blicken meinte: „Da quält sich wieder der Polo vom Hicks den Berg hoch. Da weiß man auch nicht, wer einem mehr leid tut, das Auto oder der Fahrer.“

      Einstein krümmt den Raum im Schiffsrestaurant auf dem Neckar

      Professor Hicks saß an seinem Lieblingsplatz, an einem der Hecktische des Schiffsrestaurants auf dem Neckar. Die Wellen der auf dem Fluss auf- und abfahrenden Schiffe ließ das Restaurant sanft auf- und ab- und hin- und herschaukeln. Professor Hicks genoss dieses Gefühl beim Anblick der Alten Brücke, den Blick über den Fluss bis zum Schloss am Hang des Königstuhls, dessen Bäume so langsam wieder in das frische Grün des Frühlings getaucht wurden.

      „Was darf`s denn sein Herr Doktor?“, fragte ihn die gepflegte und aufgeputzte Bedienung.

      „Einen Tee mit Zitrone und einen warmen Apfelstrudel mit Vanilleeis und Sahne, bitte.“

      Professor Hicks war es gewohnt, dass man hier jeden älteren Herrn, der sichtlich des Lesens und Schreibens kundig war, devot mit „Herr Doktor“ anredet, wobei je nach Lage der Dinge eine anerkennende wie auch abfällige Absicht dahinter steckte.

      Professor Hicks schrieb wieder einmal am Manuskript seines neuesten Buches „Professor Hicks erklärt das Higgs-Teilchen“ weiter.

      In konservativer Abneigung gegenüber dem elektronischen Schnickschnack, wie er die modernen Kommunikationsmittel nur nannte, schrieb er noch mit der Hand und dem Tintenfüller auf Papier, vielleicht in der tiefen Hoffnung, dass die Nachwelt noch eine Reliquie seines Schaffens in Händen halten kann.

      Und so begann Professor Hicks zu Schreiben.

      „Der französische Mathematiker Jules Henri Poincaré versuchte als erster sich ein mathematisch exaktes Bild von der Welt zu machen, indem er den skurrilen Zweig der Mathematik, die Topologie, begründete. Wenn Sie in einem Mathematikbuch einen Schwimmring oder einen Gymnastikball mit zwei Henkeln sehen, dann befinden Sie sich auf den Seiten der Topologie.

      Poincaré wollte die Gestalt der Welt sozusagen durch die Möglichkeiten der räumlichen Verformung des Universums darstellen. Das entspricht der Tatsache, dass alle Teile der Welt aus einer Ganzheit hervorgehen und irgendwie miteinander verbunden sind.

      Wenngleich die Kräfte bei der Gestaltung der Welt hier noch keine Rolle spielen, so zeigt sich bereits bei Poincarés topologischen Überlegungen die wichtige Erkenntnis, dass nicht alle Figuren, die man sich vorstellen kann, aus diesem Verformungsprozess des Weltenraums hervorgehen können. In der Welt der materiellen Wirklichkeit ist nicht alles möglich, was wir uns in unserer Welt der Vorstellung so ausdenken können.“

      Plötzlich setzte er ab.

      Die Bedienung war erschienen und kredenzte den Tee und den Apfelstrudel. Genussvoll teilte er sich mit der Breiseite der kleinen Kuchengabel ein Häppchen des in der lauwarmen Frühlingsluft dampfenden Apfelstrudels ab und aß es mit leicht zerdrückendem Biss.

      Dann folgte mit dem kleinen Löffel ein Span des mit Sahne überhäuften Vanilleeis` zur Ablöschung des noch im Gaumen breitgekauten und warmen Strudelteigs. Anschließend spülte er das Ganze durch einen Schluck heißen Tee hinunter, wodurch er den Gaumen für die nächste Ladung wieder geschmacklich neutralisierte. So hatte er es kürzlich mit der wissenschaftlichen Akribie eines deutschen Professors seiner Sekretärin, Frau Schwiering, erklärt, die sich darüber äußerst belustigte, indem sie ihn drauf hinwies, dass er sich dabei nicht vor lauter Nachdenken beim Essen und Trinken verschlucken soll.

      Dann schrieb er wieder an seinem Text weiter, wobei er zwischendurch immer wieder sich seinem leiblichen Wohl widmete.

      „Poincarés Weltbild ist aber noch rein mathematischer und damit theoretischer Natur. Erst Einstein folgert die Gestalt der Welt aus den Kräften und schuf damit ein reales und damit physikalisches, präzises Weltbild. Nach seiner allgemeinen Relativitätstheorie wirken die Kräfte nicht nur auf die Körper, sondern auch auf Raum und Zeit.

      Das nun ist wirklich revolutionär und wirkt zunächst verwirrend und absurd. Doch die weitere Entwicklung der modernen Physik konnte diese kühne Behauptung experimentell beweisen und ihr Bild von der Gestalt der Welt in dieser Hinsicht erfolgreich ausbauen.

      Tatsächlich ließ sich, die von Einstein postulierte Krümmung des Raums, durch die Abweichung in der Bahn des Planeten Merkur vom klassischen Newtonschen Gravitationsgesetz, sowie durch die Krümmung des Lichts beim Vorbeigang an den schwarzen Löchern nachweisen.

      Zunächst mag man den Effekt der Krümmung des Raums, etwa die Abweichung der Bahn des Planeten Merkur für unerheblich betrachten, was sie zahlenmäßig auch ist. Doch bei Zunahme der Gravitationskräfte, wie dies beim Zusammenbruch der Sterne der Fall ist, tritt dieser Effekt immer stärker auf und wird letztlich, wie es das Beispiel des schwarzen Lochs zeigt, zum zentralen physikalischen Problem in Einsteins Kosmologie.“

      Eine japanische Touristengruppe, die aufgeregt schnatterte und kicherte, nachdem sie mit ihren Kameras die nackte Studentin auf der Neckarwiese fotografiert hatten, ließ Professor Hicks aufhorchen und ihn in seinen Schreiberein innehalten sowie ihn wieder seinem leiblichen Wohlergehen zuwenden, bevor er dann weiterschrieb.

      „Das was Einstein mit seiner umständlichen und komplizierten, allgemeinen Relativitätstheorie uns sagen wollte, ist, dass der Raum um die kosmischen Massen, sich in Richtung ihres Mittelpunktes immer mehr krümmt. Das führt auf die Bildung der schwarzen Löcher, von deren Geheimnis auch jeder physikalische Laie fasziniert ist.

      In den schwarzen Löchern ist der physikalische Raum so stark gekrümmt, dass das Licht nicht mehr herauskann und wir folglich nicht mehr direkt erfahren können, was sich dort drinnen abspielt.

      Während in der klassischen Physik Raum und Zeit von der Materie unabhängig sind, sind nach Einsteins Gravitationstheorie die Gestalt des Raums und der Ablauf der Zeit an die Materie gebunden. Demnach krümmt sich der Raum und verlangsamt sich der Gang der Uhren bei Annäherung der Körper an eine kosmische Masse, also sozusagen im Gleichschritt mit den Kräften des Gravitationsfelds.

      Und da es die Eigenschaft aller Massen ist, schwer zu sein, unterliegt alle Materie den Kräften des Gravitationsfelds. Folglich bestimmt das Gravitationsfeld die Gestalt der materiellen Welt.

      Das ist aber nicht unbedingt revolutionär, dass die Gravitationskräfte die Verteilung der Massen im Universum bestimmen und damit die Gestalt des Weltraums formen, werden Sie sagen.

      Doch Einstein ging bei seinen Überlegungen eben noch einen gewaltigen Schritt weiter und kam dabei letzten Endes zu der unglaublichen Behauptung, dass die Kräfte des Gravitationsfelds ganz auf die Krümmung des Raums zurückzuführen seien, dass also die leere Raum-Zeit-Welt eine physikalische Realität sei.

      Das hört sich nun wirklich revolutionär an, das müssen Sie zugeben.

      Sie müssen sich das so vorstellen, dass ein hochgeworfener Körper in dieser leeren gekrümmten Raum-Zeit-Welt sich wie auf einer Rutschbahn auf die Erde zurückbewegt. Dabei beschleunigt sich natürlich seine Bewegung durch das Gefälle der raum-zeitlichen Rutschbahn in Richtung Erde, er bewegt sich schneller durch Raum und Zeit. Diese Rutschbahn bildet also die leere vierdimensionale Raum-Zeit-Welt. Das bedeutet, dass die Gestalt der Welt durch die Kräfte von Einsteins vierdimensionaler Raum-Zeit-Welt geformt wird.

      Und da Einstein seine Gravitationstheorie aus seiner allgemeinen Relativitätstheorie entwickelte, gelten deren Gesetze an jedem Ort des Universums СКАЧАТЬ