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Spektrum-Podcast: Ist das der Schlüssel zu den letzten Fragen der Physik?

Die Physik hat ein Riesenproblem: Zwei ihrer wichtigsten Theorien – die allgemeine Relativitätstheorie und die Quantentheorie – passen einfach nicht zusammen. Um Phänomene wie den Urknall oder Schwarze Löcher zu erklären, muss man sie aber vereinen. Das soll die Quantengravitation schaffen. Doch was ist das eigentlich?
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Quantengravitation: Antwort auf alle Fragen?

Der Weg zur Quantengravitation: Der Mensch hat in den vergangenen Jahrhunderten und speziell seit Beginn der Raumfahrt viel über das Universum, in dem wir leben, in Erfahrung gebracht. Doch bei vielen entscheidenden Fragen tappen Physikerinnen und Physiker nach wie vor im Dunkeln. Zum Beispiel: Was ist wirklich beim Urknall passiert? Welche Prozesse laufen in Schwarzen Löchern ab? Und was sind eigentlich Raum und Zeit?

An der Antwort auf solche Fragen arbeiten Forscherinnen und Forscher wie Benjamin Bahr. Er ist theoretischer Physiker und arbeitet am Deutschen Elektronen-Synchrotron (Desy) in Hamburg. Dort versucht er, eine Theorie der Quantengravitation zu entwickeln. Er sagt, in seiner Forschung gehe es im Grunde nur um eine Frage: »Was ist es, was die Welt im Innersten zusammenhält?«

Zwei, die einfach nicht zusammenpassen

Tatsächlich hat die Physik bei dieser Frage ein gewichtiges Problem. Zwei ihrer wichtigsten Theorien passen einfach nicht zusammen, denn Einsteins allgemeine Relativitätstheorie beschreibt große Massen und die Quantentheorie winzige Teilchen. In vielen Bereichen können Physikerinnen und Physiker trotzdem arbeiten, weil sie jeweils nur eine der beiden Theorien nutzen müssen, sagt Bahr.

Doch Fragen nach dem Urknall, der Raumzeit und der Dynamik von Schwarzen Löchern lassen sich nur klären, wenn beide Theorien zusammengebracht werden. Denn hier geht es um riesige Massen auf kleinstem Raum. Deshalb braucht es eine Quantengravitation, die beide Säulen der modernen Physik verbinden kann.

Weil er findet, dass diese Fragen alle angehen, hat er im Springer Verlag das Buch »Quirky Quarks – Mit Cartoons durch die unglaubliche Welt der Physik« herausgebracht. Darin versucht er mit Kollegen, komplexe Phänomene der Physik mithilfe von Comics zu veranschaulichen.

Im Gespräch mit detektor.fm-Moderator Marc Zimmer erklärt Bahr, was Quantengravitation eigentlich ist und wie man überhaupt daran forscht. Dabei besprechen sie auch, was wir über den Urknall wissen und warum Bahr trotz der Existenz von Schwarzen Löchern nachts ruhig schlafen kann. Außerdem streifen sie auch die berühmte Stringtheorie.

Der Artikel zum Nachlesen: https://detektor.fm/wissen/spektrum-podcast-quantengravitation

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