Auf der Suche nach der Weltformel

Nobelpreisträger David J. Gross hielt 12. Einstein-Lecture

19.07.2012

Hielt die 12. Einstein-Lecture an der Freien Universität: der Physiker Prof. Gross.
Hielt die 12. Einstein-Lecture an der Freien Universität: der Physiker Prof. Gross. Bildquelle: Bernd Wannenmacher

Gibt es eine Theorie, die alles erklärt? Was ist während des Urknalls passiert? Und welche Dimensionen bestimmen neben Raum und Zeit das Sein? Die Fragen, mit denen sich der Physiker David J. Gross beschäftigt, betreffen die Existenzgrundlagen der Welt. Es geht im wahrsten Sinne des Wortes um alles. Der Physiker, der 2004 für seine Untersuchungen zur Quantenchromodynamik den Nobelpreis erhielt, kam an die Freie Universität Berlin, um die 12. Einstein-Lecture zu halten. In dem Vortrag sprach der Leiter des Kavli Instituts für Theoretische Physik der University of California über das Wirken von Albert Einstein.

Man könnte sagen, dass sich der Physiker David J. Gross mit der Frage beschäftigt, was die Welt im Innersten zusammenhält. Lange Zeit glaubte die Menschheit, dass Atome die kleinsten Teilchen auf der Erde sind. Dann wurden die Atomkerne entdeckt, die aus Protonen und Neutronen bestehen und noch kleinere Einheiten darstellen.

David J. Gross ist einen Schritt weiter gegangen und hat sich in seiner Forschung mit den Quarks  beschäftigt – mit einem der kleinsten Bausteine der Materie , die die Physik heutzutage kennt. Er löste das Rätsel um die Starke Wechselwirkung und beantwortete die Frage, was die Quarks, die nur als Zweier- oder Dreierbund auftreten, unlösbar miteinander verbindet. Für diese Untersuchungen bekam er gemeinsam mit seinem Kollegen Frank Wilczek 2004 den Nobelpreis für Physik.

„Hier irrte Einstein“

Um diese Erkenntnisse einer breiten Öffentlichkeit zu präsentieren, hat die Freie Universität den Wissenschaftler zur Einstein-Lecture geladen, die jedes Jahr stattfindet und einen bedeutenden Physiker ehrt. Der Titel des Vortrags hieß „Einstein’s Dream of Unification. Then and now.“ David Gross diskutierte die Errungenschaften von Albert Einstein und erklärte, wo dessen Forschung erfolgreich war und an welcher Stelle sie gescheitert sei.

Gross erinnerte daran, dass sich Einstein zu Lebzeiten dem Ziel verschrieben habe, eine universelle Theorie zu finden, welche die Existenzgrundlagen des Kosmos beschreibt. Trotz Relativitätstheorie, Unschärferelation und zahlreichen Aporien habe er dieses Ziel nie aufgegeben. Es sollte um eine Weltformel gehen, auf deren Suche sich auch Gross befindet. In diesem Sinne sei Einstein sein „Held und Modell“ zugleich. „Eine Theorie, die beliebige Parameter beinhaltet, ist auch für mich mangelhaft.“

Einstein wollte seine Allgemeine Relativitätstheorie mit den Erkenntnissen zum Elektromagnetismus verbinden, doch er nahm die Errungenschaften der Quantenfeldtheorie nicht ernst. „Hier irrte Einstein“, sagt der Nobelpreisträger. Als Gross in den Sechziger Jahren die Asymptotische Freiheit entdeckte, hat er eine Möglichkeit geschaffen, alle Kräfte der Natur als vereinigte Kräfte zu verstehen. „Hätte Einstein diese Entdeckung noch sehen können, hätte er sich überzeugen lassen.“

Gross erklärte den Grundgedanken seiner Stringtheorie. Es sei der Versuch, das Standardmodell der Elementarteilchenphysik mit der Gravitation zu verbinden. Einstein hielt dies noch für unmöglich. „Die Stringtheorie ist nicht ganz ausgearbeitet“, sagte Gross. Und doch zeigte sich der Wissenschaftler überzeugt davon, dass seine Theorie wichtige Erkenntnisse zum Verständnis der Welt liefern könne.

Gottesteilchen Higgs-Boson entdeckt

Jetzt würde die Forschung ausgeweitet werden, beispielsweise in Genf, wo im Kernforschungszentrum CERN die Wissenschaftler auf der Suche nach einer supersymmetrischen Formel seien.

Zu diesem Zeitpunkt ahnte Gross noch nicht, dass diese Forschung wenige Tage nach seinem Vortrag einen enorm Fortschritt machen sollte: Denn die Genfer Physiker haben in einem spektakulären Experiment das Gottesteilchen Higgs-Boson entdeckt. Es ist eine Masseneinheit der Elementarteilchenphysik, das in Zukunft nicht nur die hypothetischen Berechnungen von David J. Gross voranbringen, sondern auch das ganze Raum-Zeit-Konzept der Physik revolutionieren könnte.

Als Gross zum Abschluss die Frage beantwortete, ob Einstein in seiner Forschung gescheitert sei, sagte er: „Ja und Nein“. Er sei gescheitert, weil er die Quantenmechanik nicht akzeptierte. Er sei gleichzeitig nicht gescheitert, weil er wusste, dass Gravitation mit anderen Kräften in Verbindung gebracht werden müsse, um die Welt zu verstehen. Dies zu erklären, sei die zentrale Aufgabe der Physik. Zugleich zeigte sich Gross optimistisch, dass dieses Rätsel gelöst werden könne. Er endete mit einem Zitat des Mathematikers David Hilbert: „Wir müssen wissen, wir werden wissen.“