26 Was sind Zeit, Raum, Materie und die Grenzen der Physik?
Die Physik an den Grenzen der Erkenntnis interessiert viele Teilnehmende am IdeenLauf. Welche Arten von schwarzen Löchern gibt es? Werden diese Phänomene durch die Relativitätstheorie ausreichend beschrieben? Wie sieht es im Innern von schwarzen Löchern aus? Auch Zeitreisen beschäftigen die Phantasie: Werden sie in Zukunft möglich sein oder verbieten das die Prinzipien der Thermodynamik?
Einordnung:
Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie vereinigt Raum und Zeit und erklärt Gravitation als durch Energie und Masse verursachte Krümmung der Raumzeit. Sie sagt die Existenz von extremen Objekten wie Neutronensternen vorher, ist Basis moderner Technologien wie der Satelliten-Navigation und ermöglicht zuvor unmöglich erscheinende Beobachtungen - wie z.B. das erste Bild des schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße.
Aber das ist nicht das Ende der Forschung. Obwohl in ihrem Geltungsbereich extrem erfolgreich, entziehen sich die Allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenmechanik bisher einer Vereinigung. Die Forschungsgebiete der Quantengravitation wie auch der Teilchenphysik sind extrem wichtig für eine vereinheitlichte Beschreibung des Universums und seiner Anfänge. Die wahre Natur von schwarzen Löchern, von Zeit, Raum, Licht und Materie zu kennen, inspiriert die Teilnehmenden am IdeenLauf ebenso wie die Forschung in diesem Bereich.
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Ausblick
Die Neugier und der Drang, unsere Welt zu verstehen, treiben die Forschung in der fundamentalen Physik an. Gleichzeitig ist die Forschung ein Schlüssel zu neuen Technologien, die unser Leben erhalten und verbessern könnten. Eines der wichtigsten langfristigen Forschungsziele, das in diesem Cluster Betonung findet, ist die Entwicklung und Überprüfung einer Quantentheorie der Gravitation. Die theoretische und beobachtende Untersuchung von schwarzen Löchern trägt entscheidend dazu bei. Im Kontext des IdeenLaufs ist ihre weitere Erforschung von besonderem Interesse.
Hier gibt es auch Überschneidungen mit weiteren Forschungszielen, etwa der Weiterentwicklung des Standardmodells der Teilchenphysik oder Antworten auf die Frage nach der Natur von Raum und Zeit sowie ihrer besondere Rolle in physikalischen Theorien. Damit verbunden ist auch die Überlegung, ob Zeitreisen möglich sind.
Alle diese grundlegenden Forschungsziele haben ein sehr hohes Innovationspotential und tragen dazu bei, ein umfassendes Verständnis des Universums zu ermöglichen. Die rein naturwissenschaftlichen Fragen müssen ergänzt werden durch philosophische Aspekte wie z.B. der korrekten Interpretation der Quantenmechanik und der Möglichkeit einer finalen Antwort auf alle physikalischen Fragen.
Autorin: Dr. Eva Hackmann