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Lisa Randall „Ich mag es, Einfälle zu haben"

Graue Materie, Transparenz und Empathie: Teilchenphysikerin Lisa Randall über ihr neues Buch „Dunkle Materie und Dinosaurier“ und andere dem Thema überraschend nahe Dinge.

„Die Welt sieht von einem Atom oder gar von einem Higgs-Boson aus betrachtet ganz anders als wenn wir von unserem Stuhl aus auf sie blicken“, sagt Lisa Randall. Foto: Annemone Taake

Professor Randall, wir wissen nicht, warum die Dinosaurier ausstarben und wir wissen auch nicht, was dunkle Materie ist. Sie wollen jetzt die eine mit der anderen Unbekannten erklären?
Wir wissen so einiges über das Aussterben der Dinosaurier und wir wissen auch manches über die dunkle Materie. Vor 66 Millionen Jahren stürzte ein wohl etwa zehn Kilometer großer Meteorit auf die Erde. Er erschütterte unseren Planeten. Temperaturwechsel, Plattenverschiebungen, Vulkanausbrüche, fünfzig Prozent aller Tiergattungen verschwanden, darunter alle Nicht-Vogel-Dinosaurier. Geologen haben festgestellt, dass in Gesteinsschichten jener Epoche das sonst in der Erdkruste selten vorkommende Schwermetall Iridium auffällig gehäuft auftritt. Sie führten das schon in den 80er Jahren auf Meteoriten zurück. Seit 1991 am Rande der Halbinsel Yucátan im Golf von Mexiko der 180 Kilometer durchmessende Chicxulub-Krater entdeckt und seine Entstehung in diese Zeit datiert wurde, war der Zusammenhang zwischen Iridium-Vorkommen, Meteoriteneinschlag und Dinosaurier-Sterben klar. Jedenfalls sehr plausibel.

Also keine Unbekannte mehr?
Auch die dunkle Materie dürfen Sie sich nicht als reines Rätsel vorstellen. Zunächst einmal müssen Sie weg von dem Namen. Sie ist nicht dunkel, sondern durchsichtig. Es geht nicht um Dunkelheit, sondern um Transparenz. Und zwar für alle Sinne. Darum nehmen wir sie nicht wahr. Sie interagiert mit uns nur gravitativ. Wir wissen von ihr, dass sie klumpt – sie ist eben Materie. Wir wissen auch, dass sie keine elektrische Ladung trägt. Wir wissen nicht, woraus dunkle Materie sich zusammensetzt. Es gibt die unterschiedlichsten Theorien dazu. Tests hat noch keine von ihnen bestanden. In Simulationen kann man, setzt man ein bestimmtes Verhalten der dunklen Materie voraus, Größe, Dichte, Zahl und Form der Galaxien und Galaxienhaufen vorhersagen. Sowie Sie aber auf niedrigere Skalen umsteigen, um kleinere Einheiten zu betrachten, ändert sich das Bild. Die zentralen Regionen der Galaxien und Galaxienhaufen, aber auch die Zahl der kleineren Zwerggalaxien im Umfeld der Milchstraße sind nicht so, wie man es theoretisch annehmen sollte.

Sie vergleichen das mit Statistiken, die zwar Aussagen machen können über die Bevölkerungsdichte von Städten, uns aber nichts sagen können über deren Verteilung in den einzelnen Stadtteilen.
Bei der Frage nach der Verteilung von Materie und dunkler Materie könnte sich herausstellen, dass unsere Simulationen ungeeignet waren oder die Beobachtungen noch zu unvollständig sind. Es könnte aber auch sein, dass die dunkle Materie anders ist, als man bisher annimmt. Vielleicht interagiert sie nicht nur durch Gravitation mit unserer Welt. Vielleicht finden auch umfangreiche Wechselwirkungen zwischen den Teilchen der dunklen Materie statt.

Viele Vielleichts.
Wir entwerfen Modelle, in denen wir durchrechnen, was bei dieser oder bei jener Annahme, was bei dieser oder jener Kombination von Annahmen geschehen müsste.

Und so kommen die Dinosaurier ins Spiel.
Geduld! Wir entdecken Möglichkeiten, bei denen bestimmte Formen dunkler Materie mit unserer Welt auch kleinteiliger…

Gewissermaßen auf Stadtteilebene…
....interagieren könnten. Also nicht nur Galaxienhaufen, sondern auch Sterne und Planeten Auswirkungen der dunklen Materie zu spüren bekommen.

Ich weiß, dass Sie mir sehr gut erklären können, wie das funktioniert. Aber ich weiß auch, dass ich überfordert sein werde von „entkernten Galaxien“, vom „kugelförmigen Halo“ und der damit in Zusammenhang stehenden, sich aber zugleich davon absetzenden „Scheibe aus dunkler Materie“. Man kann das nachlesen in Ihrem Buch und noch einmal und noch einmal, bis man glaubt, es ungefähr verstanden zu haben.
Aber was wollen Sie dann wissen?

In Ihren vorangegangenen Büchern wollten Sie uns zeigen, dass unsere vierdimensionale Welt nichts ist als der uns zugängliche Ausschnitt einer fünfdimensionalen. Wir sollten uns begreifen als blinde Bewohner einer von uns nicht wahrgenommenen farbenprächtigen Welt. Jetzt erklären Sie uns, die Welt, die wir kennen, die atomare Welt, die von den Quarks bis zu den fernsten Galaxien reicht, sei nicht mehr als fünf Prozent einer Wirklichkeit, die zu 69 Prozent aus dunkler Energie und zu 26 Prozent aus dunkler Materie besteht.
Worauf wollen Sie hinaus?

Sie machen den Lesern jedes Mal klar, dass wir eine noch kleinere Größe sind, als wir dachten. Nicht nur das: Sie zeigen uns, dass wir abhängig sind von Dingen, deren Existenz wir nicht einmal ahnten.
Das stimmt, aber so wie Sie es formulieren, klingt es, als verfolgte ich ein philosophisches Projekt. Das tue ich nicht. Das macht keiner in meiner Gruppe. Wir beschäftigen uns mit den herkömmlichen Erwartungen widersprechenden physikalischen Phänomenen und wir entwerfen Theorien, um sie plausibel zu machen. Ich gehöre nicht zu denen, die sich einfach für eine Option entscheiden. Wir müssen alle Optionen durchdenken, durchrechnen. Dann, und das unterscheidet uns von Philosophen, überlegen wir uns Experimente, an denen unsere Theorien scheitern können. Das macht aus bloßen Überlegungen Wissenschaft. Die Experimente sind kompliziert und teuer. Darum müssen wir die Sachen vorher sehr gut theoretisch geklärt haben und dann so viel wie möglich experimentell prüfen.

Das ist es, was Sie an Ihrer Arbeit lieben?
Ich mag es, Einfälle zu haben. Ich liebe es, Sachverhalte auch einmal aus einer anderen Ecke zu besichtigen. Aber interessant ist das doch nur, wenn es stimmt. Dazu muss ich meine Auffassungen überprüfen können.

Können Sie das denn?
Ich bin theoretische Physikerin. Ich bin nicht gut darin, Testreihen zu entwickeln, komplexe Experimente durchzuplanen. Das können andere viel besser. Ich bin auf sie angewiesen. Wir machen Team-Arbeit.

Und wann werden wir dann wissen, was stimmt und was nicht stimmt?
Vielleicht werden wir in fünf, zehn Jahren Genaueres wissen über die Struktur der dunklen Materie und darüber, ob sie oder doch Teile von ihr mit unserer atomaren Welt auch anders als über Gravitation interagieren. Vielleicht aber kommen wir mit keinem unserer Experimente an keinen Zipfel der dunklen Materie heran, dann wissen wir zwar noch nicht mehr über sie, aber wir haben uns doch von ein paar falschen Vorstellungen befreit.

Und die fünfte Dimension?
Das wird wohl deutlich länger dauern.

Ich mag an Ihrem neuen Buch Ihre Vergleiche. Sie sind sehr gewagt.
Mein Lektor wollte mir einige ausreden. Ich habe auf ihnen bestanden. Welche meinen Sie denn?

Sie skizzieren die Vorstellung von einer Art dunkler Materie, die unter bestimmten Bedingungen mit Sternen und anderen Bereichen der normalen Welt interagiert. Sie schreiben, man könne sie sich vorstellen als aufwärts strebende Mittelschicht.
Ja genau. Das sind die Vergleiche, die ich liebe. Sie machen doch viel klar. Man sieht die dunkle Materie sofort mit anderen Augen.

Was halten Sie davon, wenn man den Vergleich umdreht und die aufstrebende Mittelschicht als eine Art weitgehend dunkler Materie betrachtet, die aus ihrer Dunkelheit ans Licht strebt?
Nach einem der Vorträge über dunkle Materie, die ich gehalten hatte, bevor ich fertig war mit dem Buch, kam ein junger afro-amerikanischer Künstler zu mir und fragte mich: „Sind Sie sicher, nicht über Rasse gesprochen zu haben?“ Natürlich hatte ich über Rasse gesprochen. Die Art, wie viele die dunkle Materie verteufeln, folgt denselben Instinkten, die ihre Einstellungen zu Menschen anderer Rassen und Kasten und Klassen prägen. Sie werden nicht wahrgenommen, aber ohne sie läuft nichts in der Gesellschaft. Der jüngere Künstler hatte verstanden, dass mein eigentliches Thema das der Transparenz – metaphorisch und wörtlich – ist. Die Transparenz von Menschen, Phänomen, Teilchen und Kräften, die wir nicht erkennen, die aber dennoch wichtig für unser aller Wirklichkeit sind.

Man kann das alles vergleichen?
Man muss wohl. Rassen- und Klassenunterschiede erfordern Empathie, um unsere Schwierigkeiten beim Verständnis der uns unzugänglichen Lage des Anderen zu überwinden. Wir können die oft verborgenen kulturellen Kräfte, die andere Menschen und ihre Gemeinschaften antreiben, nicht erkennen.

Aber kennenlernen.
Die Welt sieht von einem Atom oder gar von einem Higgs-Boson aus betrachtet ganz anders als wenn wir von unserem Stuhl aus auf sie blicken. Darum erscheinen die Regeln der Quantenmechanik erst einmal unlogisch. Wir sind auf eine Skala von etwa einem Millimeter bis zu einem Kilometer eingerichtet. Mit solchen Wellenlängen können unsere Augen und Ohren umgehen. Dank unserer Instrumente dringen wir in immer neue Dimensionen ein. Wir verstehen die Welt immer besser. Wir müssen über unsere Alltagserfahrung hinaus. Alles, was wir wahrnehmen, ist vertraute Materie. Sie ist aber nur ein winziger Teil dessen, was der Fall ist.

Ihr Vergleich?
Wie die große Masse der Bevölkerung unbeachtet für die wichtige Infrastruktur unseres Alltagslebens sorgt, während ein kleiner Teil der politischen und wirtschaftlichen Weltelite über die übergroße Mehrheit der Macht verfügt, so hat die dunkle Materie Bildung und Struktur unseres Universums bestimmt. Manchen fällt es schwer sich vorzustellen, dass die Masse der vorhandenen Materie für sie nicht wahrnehmbar sein soll. Mich dagegen würde es sehr verblüffen, wenn dieses kleine Lebewesen in seiner entlegenen Nische in einem Winkel des Universums in der erdgeschichtlichen Schrecksekunde der Existenz seiner Spezies ausgerüstet sein sollte, alles wahrzunehmen, das ist. Wir neigen dazu, unsere Wahrnehmung der Dinge für die einzig richtige zu halten. Das stellen wir bei unseren Forschungen zur dunklen Materie in Frage. So funktioniert Wissenschaft. Und so funktioniert Empathie.

Interview: Arno Widmann

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