Ein Physiker möchte Ihre Sicht auf unseren Platz im Universum ändern

Das Nachdenken über die Dimensionen des Kosmos kann sich anfühlen, als ob man über den Rand des Abgrunds blickt. Es kann entmutigend genug sein Sie werden Lust darauf haben, den Komfort der Arbeit, des Pendelns und anderer Alltagsbemühungen zu genießen Wellen in einem unmöglichen Meer: Wie das alltägliche Leben aus dem kosmischen Ozean hervorgehtDer theoretische Physiker und Wissenschaftskommunikator Matt Strassler schreckt vor dem Universum nicht zurück.

Das in diesem Monat veröffentlichte Buch erweitert die Ideen, mit denen er sich seit Jahren auf seinem Blog beschäftigt Von besonderer Bedeutung.Den Lesern wird ein Einblick gegeben, wie die Grundgesetze, die das Universum regieren, unsere täglichen Erfahrungen prägen und wie selbst die exotischsten Phänomene sind für unseren Alltag nicht so fremd, wie sie scheinen.

Strassler sprach kürzlich mit Gizmodo über die Ursprünge und Ziele des Buches. Nachfolgend finden Sie unser Gespräch, aus Gründen der Klarheit leicht gekürzt.

Isaac Schultz, Gizmodo: Es gibt diesen interessanten Gegensatz zwischen der Physik, die hier auf der Erde geschieht, dem, was ich „nach unten schauen“ nenne, und der Physik, die astronomische Beobachtung ist – „Nachschlagen“, sozusagen. Und ich habe mich gefragt, ob Sie über dasselbe nachgedacht haben und wie Sie diese Beziehung sehen .

Matt Strassler: Eines der ersten Dinge, die ich in diesem Buch versuche, ist, diese Dichotomie aufzubrechen. Weil wir diese Tendenz dazu haben Denken Sie an das Universum im Großen und Ganzen, an diesen großen Ort, an dem wir leben. Und dann passieren in unserem Inneren so kleine Dinge von uns oder in den Materialien um uns herum, und wir verbinden sie nichtwirklich. Aber natürlich sind sie tiefgreifend verbunden. Und, wissen Sie, das Universum – wir nannten es früher den Weltraum, und wir stellen es uns größtenteils als Vakuum vor. Es ist Leere . Aber das Material,das in uns ist ist auch größtenteilsleer Das Äußerliche und das Innere. Es ist dasselbe Zeug, das viele der gleichen Dinge tut. Wir sind nicht von diesem größeren Universum getrennt. Wir sind tatsächlich in gewissem Sinne daraus gemacht. Und das ist eine Botschaft, die ich vermitteln wollte Ich hoffe, dass sich die Sichtweise der Menschen auf die Art und Weise, wie sie darüber denken, was es bedeutet, in diesem Universum zu leben, verändert. Dass wir es nicht tun. Wir leben einfach darin, aber wir wachsen daraus in einem sehr bedeutungsvollen Sinne: nicht nur in spiritueller Hinsicht, sondern in einem sehr explizite physikalische Sinn.

Gizmodo: Ja. Immer wenn ich leicht gestresst bin, erinnere ich mich daran, dass ich nur Teilchen absterbe.

Strassler: Wir sind viel mehr als das. Aber selbst wenn wir sagen, dass wir Teilchen sind, fehlt uns etwas. Auf Englisch: ein Teilchen wir meinen ein kleines lokalisiertes Ding wie ein Staubpartikel, das nicht mit allem anderen zusammenhängt. Aber wenn wir das verstehen, was wir nennen Teilchen sind eigentlich kleine Wellen, kleine Wellen in den Feldern des Universums, und die Felder des Universums erstrecken sich überall hin. Überall Das gesamte Universum. Das ist eine ganz andere Art zu verstehen, woraus wir gemacht sind. Wir bestehen nicht aus diesen kleinen, lokalisierten Dingen, die Wir bewegen uns in einem Universum. Wir bestehen aus den Wellen eines Universums, und das ist ein ganz anderes Bild.

Gizmodo: Der Kernpunkt des Buches ist diese Beziehung zwischen unserem modernen Verständnis der Physik und dem menschlichen Leben, der menschlichen Existenz, wie wir sie erleben. Wann Sie haben das Buch geschrieben. Hatten Sie einen bestimmten Leser im Sinn? Wer wird Ihrer Meinung nach darüber stolpern? Titel und abholen?

Strassler: Es gibt sicherlich einige Leser, die bereits viele Bücher über Teilchenphysik lesen, und ich hoffe, dass ihnen das, was ich leiste, auch gefällt ist eine Möglichkeit, etwas zu betrachten, was sie bereits wissen. Und insbesondere eine Möglichkeit, zu verstehen, worum es beim Higgs-Feld geht Für diese Leser ist es etwas, was sie noch nie zuvor gesehen haben. Aber ich hatte auch im Hinterkopf, dass es viele Freunde gibt von meinen Familienangehörigen, die die Bücher über Teilchenphysik gerade deshalb nicht lesen, weil sie ziemlich schwer zu verstehen sind und oft so scheinen irrelevant für ihr Leben. Das Ziel dieses Buches war es, die Dinge, die für sie unwichtig sind, so weit wie möglich zu entfernen unsere gewöhnliche tägliche Existenz und konzentrieren sich auf die Dinge, die tun. Und versuchen eine Geschichte zuerzählen, die sicherlich nicht alles erklärt Teilchenphysik auf jeden Fall, aber geht einen Weg, der den Leser durch alle Dinge führt, die sie wissen müssen bei Null anfangen und am Ende mit einem Gespür dafür herauskommen, wie das Universum funktioniert und wie wir darin hineinpassen.

Ich hoffe, dass ich einem Leser einen Weg aufgezeigt habe, der neugierig, aber bereit ist, sich die Zeit zu nehmen, die es zum Verstehen benötigt Fächer, die es sind, sind nicht schwer, nur weil „die Physik schwer ist“. Sie sind schwer, weil das Universum hart ist. Es ist schwer für sie Ich kann es mir nicht einfacher machen, als es für mich ist.

Gizmodo: Das wird die Schlagzeile sein. „Der Physiker gesteht: ‚Für mich ist es auch schwer.‘“

Strassler: Okay. Ich bin damit zufrieden.

Gizmodo: Wie ist dieses Buch aus Ihrer langjährigen Arbeit entstanden?

Strassler: Ich war gut zwei Jahrzehnte lang hauptberuflich akademischer Wissenschaftler. Ich war schon immer daran interessiert, Öffentlichkeitsarbeit zu betreiben. Aber ich hatte es getan Ich hatte noch nie so viel Zeit als Vollzeitwissenschaftler. Es gab einen bestimmten Moment in meiner Karriere, in dem nicht klar war, was Als nächstes Das sogenannte Higgs-Boson

Die Geschichte des Higgs-Teilchens ist in Wirklichkeit die Geschichte eines Feldes, das als Higgs-Feld bekannt ist und für uns viel wichtiger ist als das Higgs- Teilchen ist. Das Higgs-Feld beeinflusst unsere Leben in vielerlei Arten. Aber um zu verstehen, was das Higgs-Feld ist Und wie es tut, was es tut, was die Leute normalerweise fragen, erfordert ein gewisses Verständnis sowohl von Einsteins Relativitätstheorie als auch von Quantenphysik . Es gab keine Möglichkeit, das Buch zu schreiben, ohne mit diesen Dingen anzufangen. Auch wenn die Erklärung des Higgs-Feldes die ursprüngliche Motivation war ,Ich habe herausgefunden, dass es sich hier in Wirklichkeit um ein Buch über das handelt, was wir heute wissen, basierend auf den letzten 125 Jahren wissenschaftlicher Forschung in der Physik: Was ist das große Ganze? Wie passt das alles zusammen? Und sobald Sie das sehen – sobald Sie verstehen, was Partikel eigentlich sind und Wie sie aus der Relativitätstheorie einerseits und der Quantenphysik andererseits hervorgehen – dann ist es gar nicht so schwer zu erklären, was das Higgs ist Das Feld ist. Aber man muss zwei Drittel des Buches ausgeben, um an diesen Punkt zu gelangen. 

Gizmodo: Wenn Sie jemandem sagen, dass Sie sich mit Relativitätstheorie und Quantenphysik befassen werden, ist das eine tolle Möglichkeit, das Gespräch zu beenden.

Strassler: Es besteht dieses Risiko, oder? Aber das ist einer der Gründe, warum ich eigentlich mit den Fragen zu den Themen begonnen habe, die nicht einmal offensichtlich sind über sie. Es handelt sich um Fragen zum täglichen Leben. Und Tatsache ist, dass diese Themen, die abgelegen und sehr esoterisch erscheinen, ... nicht. Sie sind tief in der gewöhnlichen menschlichen Erfahrung verwurzelt. Und genau das wollte ich in diesem Buch vermitteln Ziemlich seltsam klingende Themen, die ihren Ursprung bei Einstein haben und oft in den Medien und von Wissenschaftlern behandelt werden, scheinen „gee whiz“ zu sein – und Sie sind – sie sind mehr als das. Sie sind die Grundlage unserer täglichen Erfahrungen. Und deshalb wollte ich dieses Gefühl vermitteln wie wichtig diese Dinge für uns sind, für uns alle.

Gizmodo: Ich denke, dass Wissenschaftler einerseits und Wissenschaftskommunikatoren andererseits mit diesem Problem zu kämpfen haben, nämlich, dass es nicht geht es möglich zu sein, alle Nuancen beispielsweise in einem Artikel mit 400 Wörtern zu vermitteln. Es wird einfach nicht passieren. Es geht vielmehr darum das, was am wenigsten falsch ist, als das, was richtig ist. Sie haben ein Buch geschrieben, das sich mit komplexen Wissenschaften auseinandersetzt Stellen Sie sicher, dass dies tatsächlich für den durchschnittlichen Leser ankommt?

Strassler: Es hilft, dass ich den Blog seit 10 Jahren betreibe. Ich empfinde auch eine gewisse Demut darüber, wie gut ich dieses Ziel erreicht habe Das liegt zum Teil daran, dass ich weiß, dass es schwierige Fächer sind. Sie sind nicht schwierig in dem Sinne, dass man Mathematikkenntnisse haben muss, um sich damit auseinandersetzen zu können mit ihnen, aber sie sind schwierig in dem Sinne, dass sie einfach seltsam und für Wissenschaftler schwer zu verstehen sind. I Ich weiß, dass welche Methoden, die ich in dem Buch verwendet habe, für einige Leute auf einigen Seiten und für andere funktionieren werden Leute auf anderen Seiten. Eines der Dinge, die ich mit meiner Website mache, ist, dass ich einen ganzen Flügel erstelle der Website, deren Ziel es ist, zusätzliche Informationen zusätzliche Informationen hinzuzufügen Klarheit. Das Ziel besteht darin, die Wissenschaft wirklich zu erklären, und mit diesem Teil bin ich noch nicht fertig.

Gizmodo: Seit der Entdeckung von Higgs sind mehr als zehn Jahre vergangen. Wie gehen Sie vor, um dieses Buch zu schreiben und über eine Welt nach Higgs nachzudenken? Versuchen Sie, die nächste große Frage zu beantworten?

Strassler: In gewissem Sinne die Entdeckung des Higgs-Bosons und das Fehlen unmittelbarer Entdeckungen danach in den folgenden zehn Jahren – abgesehen von der Gravitation Die 2015 entdeckten Wellen haben unser Verständnis des Universums auf eine sehr interessante Ebene gebracht. Es ist, als ob wir eine Kurzgeschichte hätten die vollständig ist, aber allerlei lose Irgendwie ein perfekter Moment, um zu beschreiben, was wir wissen und was wir nicht. Und es wirklich in diese zwei Teile zerlegen.

Es gab eine Art und Weise, wie zehn Jahre nach der Entdeckung von Higgs und auch mit der Entdeckung der Gravitationswellen alles zum Vorschein kam Oder weniger, wie wir es uns vorgestellt hatten. Es gab keine großen Überraschungen, die die Art und Weise, wie wir über die Dinge denken, komplett veränderten. So ist es ein guter Moment , um eine Bilanz zu ziehen und zu betrachten, was wir aus Einsteins Relativitätstheorie und Quantentheorie gelernt haben Physik und ihre gesamte Umsetzung in der Teilchenphysik auf der anderen Seite und sehen, wie alles zusammenpasst, und versuchen, es wirklich zu beschreiben das als ein Paket.

Um ein Klischee zu gebrauchen: Es ist wirklich eher das Ende vom Anfang. Wir haben hier etwas wirklich Bemerkenswertes erreicht Aber wir stehen offensichtlich auch in mancher Hinsicht immer noch am Anfang unseres Verständnisses, wie das Universum wirklich funktioniert.

Gizmodo: Eine Frage, die mir offen blieb, war im Grunde: „Woher wird dieser nächste Durchbruch kommen? Haben Sie eine besondere Präferenz?“ für die Vielfalt der wunderbaren Experimente, die derzeit in der Teilchenphysik, in Plänen für Gravitationswellenobservatorien und all dem Jazz stattfinden? Was ist das? Sind Sie am meisten auf den physischen Horizont gespannt?

Strassler: Bis zur Entdeckung des Higgs-Bosons gab es einen Weg. Aber es gab immer etwas, bei dem es klar war dass es Dinge gibt, die wir wissen müssen und die in irgendeiner Weise in die tiefsten Fragen darüber einfließen, wie das Universum funktioniert. Und für die Zum ersten Mal seit 150 Jahren stimmt das nicht mehr.

Wir haben derzeit keinen klaren Weg. Wir haben viele mögliche Wege und wissen nicht wirklich, welcher der beste ist Eins. Und das ist einer der Gründe, warum es derzeit so viele Kontroversen über die Teilchenphysik gibt. Das liegt daran, dass es definitiv Dinge gibt, die dies tun Wir wissen, dass sie uns gute Chancen geben, etwas Neues zu finden. Aber wir haben nicht die Art von Selbstvertrauen, die wir gehabt hätten Vor 30 oder vor 60 Jahren, dass die nächste Experimentwelle definitiv eine oder mehrere der Fragen beantwortenwird haben.

Wenn Sie mich also fragen, welche Richtung ich bevorzuge, würde ich den Large Hadron Collider vorziehen, der noch 10 Jahre Zeit hat Lauf, entdecke etwas. Weil es es viel einfacher machen würde,zu wissen, was als nächstes zu tun ist.Und die Maschine läuft für 10 Mehr Jahre, die 10 mal so viele Daten produzieren. Wir haben diese Möglichkeit. Aber ich hätte ich gerne einen Hinweis aus der Natur Beantwortung dieser Frage.

Gizmodo: Sie erwähnen, dass der LHC weiter tickt, und Sie wissen schon, dass der LHC weiter tickt LHC mit hoher Leuchtkraft ist am Horizont. Erwarten Sie, dass die Art der Entsaftung des Theses zu Ergebnissen führen wird?

Strassler: Ich bin kein Mensch, der Optimismus oder Pessimismus darüber zum Ausdruck bringt, was die Natur uns bieten könnte. Ich meine, ich glaube nicht, dass ich es bin Ich habe genügend Einblicke in die Natur, um sie zu erraten. Was ich jedoch sagen kann, ist, dass es noch enorm viel zu tun gibt, sogar mit Die Daten, die wir verfügen. Es ist sicherlich möglich, dass es in den vorhandenen LHC-Daten zusätzlich zu den etwas zu entdecken gibt Möglichkeiten, die das Zehnfache dieser Daten bietet. Ich glaube, die Leute sind manchmal zu schnell, um sich das vorzustellen Der LHC sah aus. Es ist nicht da. Wir sind fertig. Nein, nein, nein, nein. Der LHC produziert einen enormen Datenhaufen und jede Analyse, die Sie durchführen, muss diese Daten auf eine bestimmte Art und Weise durchschneiden.

Ich würde weder optimistisch noch pessimistisch sagen, aber ich würde sagen, ich bin mir der Tatsache bewusst, dass noch eine enorme Menge übrig ist Was wir am LHC tun müssen, und wir sollten es zum jetzigen Zeitpunkt auf keinen Fall abschreiben. Was wir wahrscheinlich sagen können Mit einiger Sicherheit sind die beliebtesten Ideen, was am Large Hadron Collider zu finden sein könnte, größtenteils ausgeschlossen oder unwahrscheinlich Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es aber viele Dinge, viele Beispiele in der Geschichte, wo das, was wirklich interessant war, etwas war Das hätte sich kein theoretischer Physiker vorstellen können. Und vielleicht müssen wir wirklich einfallsreich sein, wie wir die Daten am LHC analysieren.

Eine Version dieses Artikels erschien ursprünglich auf Gizmodo.