Es geht weiter mit dem Astrodicticum-Simplex-Buchclub. Wir lesen gemeinsam ein Buch und zwar “Die Vermessung des Universums” von Lisa Randall (Hinweis: Das hier ist keine komplette Rezension des Buches. Ich erwähne hier nur ein paar interessante Themen und gebe keinen vollständigen Überblick. Ich gehe davon aus, dass jeder der am Buchklub-Projekt mitmacht, das Buch auch selbst gelesen hat und über den Inhalt Bescheid weiß). Im ersten Teil haben wir über Sinn und Unsinn von langen Einleitungen diskutiert und über Randalls Erklärung der wissenschaftlichen Methodik. Im zweiten Teil haben wir gelesen, wie Randall Wissenschaft gegenüber Kunst und Religion abgrenzt. Mittlerweile sind wir bei den Kapiteln 5 und 6 angekommen und nun geht es mit der Teilchenphysik los. Lisa Randall gibt einen Überblick über die Entwicklung dessen, was wir bisher über die Mikrowelt herausgefunden haben.
In Kapitel 5 (“The Magical Mystery Tour”) erzählt Randall von der historischen Entwicklung der Teilchenphysik und zeigt uns, wie sich die Welt verändert, wenn wir immer kleinere und kleinere Skalen betrachten. Sie beginnt bei den alltäglichen menschlichen Größenordnungen von ein paar Metern und blickt dann immer tiefer in die Materie hinein. Sie nimmt dabei wieder das Thema aus den ersten Kapiteln auf und zeigt, das wir die Welt zwar durchaus auf einer bestimmten Skala verstehen können, die Dinge sich aber massiv ändern, wenn wir tiefer blicken. Die “feste” Materie, die wir mit der normalen Alltagsmechanik á la Newton beschreiben, verändert sich, wenn wir sie auf atomaren Skalen betrachten – denn jetzt ist da keine feste Materie mehr, sondern nur noch ein Atomkern, der von jeder Menge Nichts und ein paar Elektronen umgeben ist. Und so ändert sich das Bild immer wieder; bis hinab zu den Quarks und was immer danach kommen mag…
Eine Einführung in die (sub)atomare Welt dieser Art findet man in vielen populärwissenschaftlichen Büchern über dieses Thema und anders geht es ja auch nicht. Wissen dieser Art gehört nicht zum Allgemeinwissen und wenn man die aktuelle Teilchenphysik erklären will, muss man erst mal den Status Quo erklären. Wenn man regelmäßig populärwissenschaftliche Bücher liest, dann können diese Einleitungskapitel aber manchmal ein wenig langweilig werden (genau so wie die Kapitel über Relativitätstheorie und Quantenmechanik in Büchern über Kosmologie). Aber ich lese sie trotzdem gerne, denn oft findet man dort Gedanken auf eine ganz neue Art und Weise dargestellt an die man noch nicht gedacht hat bzw. Dinge viel besser erklärt, als man sie bisher erklärt bekommen hat. Bei Lisa Randall sind mir hier zwei solcher Dinge aufgefallen.
Einmal der Satz:
“One can’t help but think of quarks as all bound together in a sack with some tangible barrier from which they can not escape.”
Randall spricht hier von der Struktur des Protons und wie schwer es uns fällt, ein korrektes Bild zu dessen Beschreibung zu finden. Und es stimmt: Auch habe schon davon gesprochen, dass “ein Proton aus drei Quarks besteht” und wenn ich mir das vorstelle, dann sehe ich eine Kugel, in deren Inneren sich drei kleinere Kugel befinden. Aber so ist es natürlich nicht und das hat mir dieser Satz von Randall wieder sehr bewusst gemacht. Es gibt kein Proton, in dessen Inneren sich etwas befinden könnte. Es gibt drei aneinander gebundene Quarks, nicht mehr. Und diese Quarks sehen für uns aus einer gewissen Entfernung eben einfach nur aus wie ein einzelnes Objekt, das wir “Proton” genannt haben. Aber eigentlich gibt es dieses Proton nicht und es kann deswegen auch nicht aus irgendwas “bestehen”.
Und auch der zweite Punkt der mir aufgefallen ist, beschäftigt sich mit der Struktur dessen, was wir Proton nennen. Wenn wir uns unsere Proton-Kugel vorstellen mit den drei kleineren Quark-Kugeln darin, dann war es das meistens auch schon und auch die offiziellen Darstellungen dieser Art sehen meistens genau so aus:
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