Lisa Randall sagt mir, dass sie vielleicht einen Hinweis auf das nächste große Geheimnis in der Kosmologie hat.
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Wir essen in einem Restaurant im Charles Hotel, nicht weit von Harvard, zu Mittag. Dort unterrichtet sie theoretische Physik mit Spezialgebieten in Teilchenphysik, Stringtheorie, Mathematik, Astrophysik und Kosmologie. Randall, eine schlanke Frau, jetzt 50, erinnert an eine jüngere Joan Didion - Lichtjahre des Bewusstseins hinter ihren Augen.
Sie ist eine Starprofessorin der Stars, eine kosmologische Berühmtheit, und das nur zum Teil, weil sie die erste weibliche theoretische Physikerin ist, die in Harvard beschäftigt ist. Es war wirklich ihre Vermutung in den späten Neunzigern über die „zusätzlichen Dimensionen“ der Stringtheorie, die ihre Bekanntheit auf diesem Gebiet gewann. Sie erhielt mehr Aufmerksamkeit für ihre Erklärung der Higgs-Boson-Suche und für ihre nachfolgenden Schriften, die versuchten, dem Rest von uns zu erklären, was sie tut und wie aufregend es ist, es zu tun, zuletzt Klopfen an der Himmelstür .
Und jetzt glaubt sie, dass sie und ihre Kollegen aus der Harvard-Physik etwas Neues gefunden haben. Was sie begeistert, ist „dunkle Materie“, die - zusammen mit „dunkler Energie“ - den größten Teil des bekannten Universums ausmacht. Die aktuelle Schätzung ist, dass 70 Prozent des Universums dunkle Energie und 26 Prozent dunkle Materie sind. Das sind 96 Prozent. Das bedeutet, dass das, was wir sehen und wissen, nur 4 Prozent ausmacht.
Vier Prozent! Die unsichtbaren 96 Prozent halten das Universum offenbar im Gravitationsgleichgewicht und verhindern, dass es in sich zusammenfällt oder sich in das virtuelle Nichts auflöst. Aber sonst wissen wir fast nichts darüber. Das Problem war, dass das dunkle Zeug nicht mit den 4 Prozent, die wir kennen, auf eine Weise zu interagieren scheint, die uns einen Hinweis auf seine Natur gibt.
Aber Randall glaubt, dass sie vielleicht einen Hinweis gefunden hat. Tatsächlich hielt sie einen Tag vor unserem Treffen einen Vortrag bei einer Konferenz der American Association for the Advancement of Science in Boston, auf der sie ankündigte, dass sie möglicherweise Beweise für die Wechselwirkung dunkler Materie mit unserer Materie gefunden habe. Eine potenziell sensationelle Entwicklung für Kosmologen, die gerade in die unerforschte Weite des Universums der Dunklen Materie aufbricht.
Es begann, erzählt sie mir, weil "es ein Signal gab, das ich verstehen wollte."
"Ein Signal aus dem Weltraum?", Fragte ich sie.
"Ein Signal von einem Satelliten, das in das Zentrum einer Galaxie sehen könnte." Weit, weit weg, nahe dem Herzen der Milchstraße, könnten zwei unendlich kleine Teilchen der dunklen Materie zusammengestoßen und sich gegenseitig "vernichtet" haben. Anstatt jedoch keine Spur zu hinterlassen, wanderten Signale der Vernichtung durch die Weiten des Weltraums, um vom erdumkreisenden Fermi-Satelliten entdeckt zu werden. Wenn diese Signale validiert werden, könnten sie Hinweise auf Wechselwirkungen mit dunkler Materie sein - vielleicht die ersten lesbaren Fingerabdrücke von dunkler Materie, die in unserem bescheidenen 4-Prozent-Bereich erfasst wurden.
„Ich weiß genau, dass das Signal möglicherweise falsch ist“, sagt sie, aber was wichtig ist, „ist der Versuch, ein Modell zu erstellen, das es vorhersagt. Ich habe über ein Modell nachgedacht, in dem es Wechselwirkungen für die Dunkle Materie gab, und dann festgestellt, dass dies tatsächlich ein ganz anderes Szenario ist, das für sich genommen interessant ist und in der Tat besser funktioniert und zu einer Abkühlung einer Komponente der Dunklen Materie führen könnte. was dazu führen würde, dass es wie Baryonen auf der Festplatte zusammenbricht. “
An diesem Punkt, an dem "die Baryonen auf die Scheibe fallen", bin ich total verloren, aber "das Wichtigste", fährt sie fort, "ist, dass es nur ein Szenario ist, das seltsamerweise niemand in Betracht gezogen hat. Die Leute dachten an die Wechselwirkung der dunklen Materie - aber an die Wechselwirkung der gesamten dunklen Materie. Und [in diesem Modell] ist es sehr eingeschränkt. “Es ist ein infinitesimaler Teil der 96 Prozent, die es ablehnen, mit unseren armen, erbärmlichen 4 Prozent zu interagieren.
Der Reporter in mir hat plötzlich das Gefühl, dass dies eine riesige Kugel sein könnte, eine kosmische Kugel - erst gestern hat sich der Vorhang auf einen Großteil der 96 Prozent des Universums geöffnet, über die wir keine Ahnung hatten. Aber der Mathe-Programm-Aussteiger in mir verzweifelt daran, wirklich zu verstehen, was sie mir sagt.
Glücklicherweise zeigt sie mir eine Kopie ihrer Notizen für ihren AAAS-Vortrag mit dem Titel „Was ist dunkle Materie?“. Obwohl viele Dinge mir verborgen bleiben, vermittelt sie ein gutes Gefühl für ihre Stimme, wenn sie mit Gleichaltrigen spricht - vorsichtig, aber manchmal überschwänglich .
Hier einige Beispiele:
- Es ist nicht dunkel - es ist effektiv transparent!
- Ich hoffe, dass es ein wenig undurchsichtig wird.
- Sprechen Sie noch heute ... Alternativen zum Standard-WIMP-Paradigma.
WIMP, sagt Randall, steht für "Weakly Interactive Massive Particles", das bis jetzt vorherrschende Paradigma über dunkle Materie.
- Warum sollte alles so sein wie unsere Sache?
- Geheimnisvoll ist, dass die in dunkler Materie und gewöhnlicher Materie gespeicherte Energie so ähnlich ist.
- Experimentelle Laternenpfähle: LHC.
(Der LHC ist der Large Hadron Collider, der milliardenschwere Teilchenbeschleuniger an der Schweizer Grenze, der Hinweise auf ein Higgs-Teilchen gefunden hat - oder „etwas Aufwendigeres“, wie sie im neuen Vorwort zu Heaven's Door sagt, da sie glaubt, dass es das gibt Einige Unklarheiten im Beweis, dass der Big Discovery tatsächlich ein Higgs-Partikel war: Der LHC ist sozusagen im Laden und wird nachgerüstet, um noch erstaunlich energiegeladene Kollisionen von Partikeln zu produzieren, die, wie sie mir sagte, weitere Anomalien aufdecken könnten etwas über dunkle Materie anzeigen.
Warten auf höhere Energien, mehr Intensität.
(Sind wir nicht alle?)
- Weiß noch nicht, ob dieser Laternenpfahl in der richtigen Region ist.
(Bedeutet nicht die Schweiz, sondern die über-subatomare Infinitesimalität.)
Hier ist ihr Signal:
- Dunkles Materieteilchen trifft auf ein anderes dunkles Materieteilchen und vernichtet es.
- Bei der Annihilation werden Partikel vom Typ Standardmodell [bereits 4 Prozent entdeckt] erzeugt.
-Nicht dunkel!
Danach gibt es eine Seite mit fast zwei Zentimetern hohen Überschriften:
- Das ändert alles!
Sie schließt mit diesen trockenen Linien:
- Ich weiß, was jeder wissen will, ist, wann wir dunkle Materie sehen werden.
- Antwort könnte früher - oder später - sein, als wir denken!
Es scheint ziemlich sicher zu sein, dass Lisa Randall zu den ersten gehört, die es erfahren, wenn es passiert, wenn es bald passiert.
(Aktuelle Berichte, die seit unserem Vortrag veröffentlicht wurden, deuten auf andere mögliche Beobachtungen der Dunklen Materie hin, aber Randall glaubt, dass ihr partielles Interaktionsszenario immer noch herausragend ist.)
***
Obwohl Randalls Arbeiten ihre Gedanken in den Weltraum lenken, handelt es sich um eine andere Dimension, den Weltraum, auf die sie während unseres Mittagessens die ausführlichste Antwort gibt. Das Thema taucht gegen Ende auf, als sie eine Gabel voll Blaubeerschuster spießt. Ich frage sie nach dem menschlichen Bewusstsein - der dunklen Materie in uns - ob sie über die Frage nach dem Verstand / dem Gehirn nachgedacht hat: Ist der Verstand das Produkt des Gehirns, sind alle unsere Gedanken neurochemisch bestimmt (wie die „Materialisten“ sagen) oder sind es der Verstand kein Sklave des physischen Gehirns, irgendwie willensfrei (wie die „Dualisten“ glauben)? Oder können wir diese Frage niemals beantworten? Der Philosoph Colin McGinn bezeichnet sich selbst als "Mysterian" als Hommage an die 60er-Jahre-One-Hit-Wonder-Band "96 Tears", Question Mark & The Mysterians, weil er glaubt, unser Bewusstsein könne das Mysterium seiner Natur niemals verstehen .
Randall scheint McGinns Argument als Herausforderung zu betrachten: „Erstens denke ich, es ist immer ein Fehler, nie zu sagen, weil wir wahrscheinlich viel mehr darüber verstehen können, auch wenn wir es letztendlich nicht verstehen. Zweitens haben wir lange nicht mehr versucht, diese Frage zu beantworten. Wir verstehen jetzt eine Menge Dinge, die wir vorher nicht verstanden haben. Und es ist furchtbar schwer, weil wir nicht einmal wissen, was wir unter Bewusstsein verstehen. “
Was Randall erzählt, wenn sie über Bewusstsein spricht, ist ein Kontinuum.
„Ich denke, ein Fehler, den wir oft machen, ist, dass wir es als eine binäre Sache betrachten, als ob wir uns entweder bewusst sind oder nicht. Ich denke, es gibt ein Spektrum an Bewusstsein und ich denke, es ist interessant, das zu studieren - den Unterschied zwischen einer Pflanze und einem Hund, den Unterschied zwischen einem Hund und einem Baby, zwischen einem Baby und einem etwas älteren Menschen ... Ich denke, das ist eine Art von ein Kontinuum. “So betrachtet, sagt sie, „ wäre ein guter Anfang. “
„Ich würde gerne sehen, wie du das annimmst“, sage ich.
"Ja, vielleicht übernehme ich das als nächstes", erwidert sie lachend - als nächstes, nachdem wir die Frage nach den 96 Prozent des Universums gelöst haben, von denen wir nichts wissen.
Ihre Vorstellung von einem Kontinuum des Bewusstseins erinnert mich an eine Beobachtung des großen Regisseurs von Shakespeare, Peter Brook. "Zu sagen, dass jemand am Leben ist, ist nicht genug", sagte Brook. „Du kannst ein Prozent am Leben sein, du kannst zwanzig Prozent am Leben sein. Mit Shakespeare hat man etwas sehr Außergewöhnliches - einen Mann, der nicht nur zu hundert Prozent lebt, sondern vielleicht zu tausend, sogar zu zehntausend, zu einer Million Prozent. “
Das ist es, was wir an Kosmologen, Astrophysikern und mathematischen Genies so faszinierend und beeindruckend finden. Wie viel lebendiger scheinen sie für die Natur der Existenz - für die weiten Bereiche zusätzlicher Dimensionen - zu sein. Wie muss das sein? Aufregend, beängstigend, vielleicht isolierend, da es so wenige Menschen auf der Erde gibt, die es verstehen und noch weniger teilen können.
Ich frage Randall nach der Frage, wie sich Inspiration in ihre Arbeit einfügt. Sie hat den großen russischen Dichter Puschkin zitiert: „Inspiration ist in der Geometrie genauso notwendig wie in der Poesie.“ Die Inspiration für ihre Karriereidee von „zusätzlichen Dimensionen“ kam auf einem Spaziergang, den sie überquerte alte Steinbogenbrücke über den Charles River.
„Hast du die Idee für zusätzliche Dimensionen auf dieser Brücke?“, Frage ich sie.
Sie lehnt es ab, die Anekdote zu brünieren - es gibt bereits viele berühmte Eureka-Moment-Geschichten in den Annalen der Physik - und sagt nur: "Nun, es war eine Einsicht", indem sie das letztere Wort auf selbstironische Weise aussprach. Einsicht bedeutet nicht unbedingt eine neue Wahrheit. Manchmal ist es nur eine neue Sichtweise. „Wenn wir unsere Arbeit erledigen, stellen wir häufig Formeln zusammen, und manchmal denken Sie nicht an die Welt, in der Sie leben.“ Auf diesem Spaziergang, sagt sie "Es hat einfach Spaß gemacht zu glauben, dass es diese zusätzlichen Dimensionen gibt."
Zusätzliche Dimensionen, dh mathematische Bereiche jenseits der drei (oder vier, wenn Sie die Zeit zählen - und Sie sollten es tun), mit denen wir vertraut sind. Die Stringtheorie zählt jetzt bis zu mindestens 11 Dimensionen. Mit der Zeit wurde es immer komplexer und kontroverser. Tatsächlich erzählte Randall mir in einer ihrer seltenen emotionalen Erscheinungen während unseres Mittagessens, dass sie es satt habe, Leute zu fragen, was Lee Smolin über die Stringtheorie sagt. Smolin ist ein angesehener, wenn auch konträrer, theoretischer Physiker, der argumentiert, dass Stringtheorien beim Bau von Luftschlössern zu weit gegangen sind. Randall schützt ihre zusätzlichen Dimensionen.
Trotz ihrer Zuneigung für das Puschkin-Zitat sagt sie mir, dass sie ihre Arbeit nicht gerne als reine Inspirationsquelle betrachtet. Sie nennt das „Top-down“ -Denken - erst ein hohes Konzept entwickeln und dann versuchen Strukturen zu finden, um es zu unterstützen. Sie denkt lieber von unten nach oben. In der Tat beschreibt sie ihre Methode mit etwas Demut als bloßes „Rätsellösen“ und findet die beste Metapher dafür in ihrem Lieblingssport, dem Klettern.
„Du bist draußen. Es ist wunderschön “, sagt sie, „ es konzentriert sich auf ein interessantes Problem… und du stehst irgendwo auf. “Herauszufinden, welcher Pfad auf einer Klippe fruchtbar sein wird und was zu einem toten oder gefährlichen Ende führen wird - und dann mach es. Mit allen damit verbundenen Risiken und Gefahren. (Sie hatte vor nicht allzu langer Zeit einen „schlimmen Sturz“ in Griechenland, sagt sie.) Sie geht bei ihrer Arbeit genauso Schritt für Schritt vor. Infolgedessen ist sie weniger von romantischen Begriffen aus der Wissenschafts-Welt wie „Schönheit“ und „Eleganz“ fasziniert. „Ich denke nicht, dass„ Wahrheit Schönheit ist “oder„ Schönheit Wahrheit ist “, “ sagt sie. "Ich bevorzuge, was funktioniert, nicht elegant, sondern wirtschaftlich" - wenn nicht die kürzeste Entfernung zwischen zwei Punkten, der einfachste Weg, dorthin zu gelangen.
Selbst für einen Außenstehenden ist es offensichtlich, dass Randall nicht nur wichtige wissenschaftliche Arbeiten ausführt, sondern auch etwas sehr Tapferes in der Wissenschaftskultur tut. In ihrem Vortrag nimmt sie das größte Rätsel des Universums auf und erklärt der größtenteils männlichen wissenschaftlichen Gemeinschaft, die das WIMP-Modell favorisiert hat, dass sie möglicherweise vom Kurs abweicht. Man muss die Tendenz vermeiden, es als Nancy Drew gegen die Hardy Boys zu sehen.
Sie wussten, dass wir irgendwann über das Geschlecht sprechen müssen, nicht wahr?
Harvard war vor einigen Jahren der Nullpunkt für die Gender- und Wissenschaftskriege, als Larry Summers, der damalige Präsident der Universität, den brandaktuellen Vorschlag machte, dass der Grund dafür, dass es so wenige Frauen an der Spitze von Mathematik- und Naturwissenschaftsberufen gibt, der sein könnte, dass es Frauen sind Nur nicht so geeignet für Naturwissenschaften und Mathematik. Mit der Schlussfolgerung, dass es sich nicht um eine kulturelle Konditionierung, sondern um eine genetische Gehirnverdrahtung handelte.
„Sie haben diese Frage wahrscheinlich millionenfach beantwortet“, sage ich zu Randall, „aber lassen Sie mich Sie auf eine andere Art und Weise fragen: Nicht, ob Frauen besser oder schlechter sind, sondern ob es einen Unterschied in der Art und Weise gibt, wie Frauen wissenschaftliche Fragen wahrnehmen. "
„Was ich sagen werde, ist, dass Frauen wahrscheinlich kulturell anders behandelt werden“, sagt sie. „Das heißt, ich denke, man wird mehr kritisiert, man muss ein bisschen mehr zuhören, man muss sich rechtfertigen. Ich denke, es gibt Möglichkeiten, wie Sie wahrscheinlich härter arbeiten müssen. Ich kann gut zuhören. Ich kann oft die richtigen Fragen stellen. Oft ist man nicht ganz zu Hause und sieht die Dinge ein bisschen anders.
„Es könnte eine gute und eine schlechte Sache sein, oder? Man sieht die Dinge so, wie wenn Ausländer in ein neues Land kommen und die Dinge ein bisschen anders sehen. “
Hören Sie Signale, die andere nicht ...
"Und, weißt du, ich bin so ziemlich in der gleichen Welt aufgewachsen, so ziemlich in den gleichen Klassen gegangen [als männliche Kollegen], aber du hast eine etwas andere Erfahrung ..."
Der Fokus auf die Wissenschaft sei in der Geschlechterdiskussion fehl am Platz. "Es ist Teil eines größeren Problems über Frauen in der Gesellschaft und ich denke, [der Fokus auf Wissenschaft] ist wie der Versuch, das Problem eines sterbenden Baumes zu lösen, indem man sich irgendwo eine kleine Wurzel ansieht."
***
Vom Ende des Universums bis zum Ende des Universums: Im Gespräch mit Randall erinnerte ich mich an Woody Allen in Stardust Memories und beklagte einen Bericht, dass das Universum enden wird, wenn alle Materie nach Billionen von Jahren „zerfällt“. Seine düstere Implikation - eine, die unter Physikern und Philosophen nach wie vor ein aktuelles Thema ist - war, dass der Kosmos keinen endgültigen Zweck hat, keine „Teleologie“. Worum geht es also bei all unserem Streben, dauerhafte Bedeutung zu schaffen, wenn nichts von Dauer ist? Fröhlich, nein?
Ich war froh, die Gelegenheit zu haben, eine der weltweit führenden Kosmologen nach ihrer Meinung zu fragen: „Wie wird das Universum Ihrer Meinung nach enden?“, Fragte ich sie.
"Angesichts der Energien, die wir kennen, und der Materie, über die wir Bescheid wissen", sagt sie, "wird es einfach weiter expandieren und das Zeug, das es gibt, wird irgendwann schwarze Löcher bilden und es wird irgendwann wegstrahlen und sich schließlich in verdünntes Nichts ausdehnen." Das ist eine Vermutung. Es ist interessant “, sagt sie.
Nicht ganz anders als Woodys Befürchtungen - allerdings ohne einen Hauch von Woody Allen-Angst. Eher eine Art kosmischer Gleichmut. Das soll aber nicht heißen, dass Randall nicht in der Lage ist, Freude zu empfinden und auszudrücken, wie es ist, den Nervenkitzel des kosmischen Bewusstseins zu spüren. Wenn ich sage, ich bin bestürzt über unsere Unkenntnis von 96 Prozent des Universums, nach all der Zeit, in der sie es studiert hat, hat sie eine andere Sichtweise: „Ich denke, ich denke anders darüber“, sagt sie. „Ich finde es erstaunlich, dass wir so viel wissen wie wir. Wir sind nur Menschen, die auf diesem Planeten inmitten des Sonnensystems festsitzen. Es ist unglaublich, wie viel wir herausgefunden haben. Und warum sollte alles so sehr wie wir sein, dass wir es herausfinden können? Selbst wenn Sie nur wissen, wie die Pflanzenwelt in Afrika aussehen wird, ist es schwierig, es zu tun, wenn Sie nicht dort ankommen. Wir befinden uns an diesem einen Ort und es ist erstaunlich, wie viel wir über die Orte herausgefunden haben - den Weltraum - Wir waren noch nie und werden vielleicht nie gehen.
Es ist dieser Perspektivensinn - in verschiedenen Dimensionen -, der bei jemandem wie Randall so beeindruckend ist. Sie können sich also vorstellen, wie aufregend (unwissenschaftliche) Entdeckungen ich war, als ich eine neue Dimension für sie entdeckte - im Libretto einer Oper, die sie geschrieben hatte. Ja, Lisa Randall hat auf Einladung von Hèctor Parra, damals Professor für elektroakustische Komposition am Konservatorium von Aragon in Spanien, eine Oper mit dem Titel Hypermusic: Prolog geschrieben. Die Oper wurde zuerst im Pompidou Centre in Paris und anschließend in Barcelona und, in Ausschnitten, im Guggenheim in New York City aufgeführt.
Es enthält Passagen aus ihren Büchern sowie Originaltexte und ist sehr avantgardistisch, aber gleichzeitig fast schockierend leidenschaftlich auf sehr altmodische Weise.
Hier sind ein paar Momente:
Die Sopranistin, die Lisa Randall-Figur, tritt in "FLUGZEUG 1" ein und fragt sich:
- Diese Landschaft ...?
Diese Etappe für unser Sein?
Wo ist es?
Wo hört es auf?
Strukturen unterstützen die Existenz
Kann ich sie finden?
[oder sind Sie]
Rätsel, die ich hier niemals entschlüsseln werde.
Dem folgt der nackte Ausdruck von:
-Pein
Verzerrung.
Qual.
(Man muss sich diese Wörter vorstellen, die von einer Opernsopranistin dramatisiert werden.)
Aber in „FLUGZEUG III: FURCHT UND HOFFNUNG“ ändert die Vermutung über zusätzliche Dimensionen die Dinge:
- Dieser Schritt - eine neue Dimension -
regt mich auf
jenseits von allem, was ich jemals gefühlt habe.
Dann wird es plötzlich in "Plane IVA" ein wenig trippy wie ...
- Ich betrete die fünfte Dimension ...
-Platz
und Zeit
sind am Leben!
- Ich sehe mehr -
Das volle Ausmaß unseres Universums ... !!
Es gibt noch mehr, aber ich werde den Operntext mit ihren beiden Ausrufezeichen belassen.
Sie beendet FLUGZEUG V mit:
- Wie teile ich das mit dir?
Und in gewisser Weise hat sie in der Opernform ein Mittel gefunden, um die Opernemotionen, ihren Sinn für Staunen und ihre Ehrfurcht vor dem Erleben des Kosmos zu teilen. Die zusätzlichen Dimensionen in ihrem Kopf. Randall kann uns nicht auf ihr visionäres Niveau bringen, aber sie kann uns ein Gefühl dafür geben, wie aufregend und beängstigend es ist, solche Visionen zu haben und letztendlich zu erfüllen. Sagen wir, tausend Prozent leben.
