Wissen, was wir lesen Die Gottes-Formel. Die Suche nach der Theorie von Allem

Patrick Klapetz
Bildrechte: Patrick Klapetz

Wer sich ein wenig mit Physik auskennt und den Weltraum spannend findet, dürfte auch den Physiker Michio Kaku kennen. Leicht erklärt er einem die kompliziertesten Dinge, ob in seinen Dokumentationen oder seinen Büchern. So auch in seinem neuesten Werk, "Die Gottes-Formel". Und die String-Theorie, um die es hier geht, ist wirklich alles andere als einfach. MDR WISSEN Autor Patrick Klapetz findet, dass dieses Buch ein Physik-Grundkurs ist – aber in cool.

Cover Die Gottes-Formel
Bildrechte: Rowohlt Verlag

Transistoren und Schwarze Löcher

Eines scheint klar zu werden, wenn man "Die Gottes-Formel" liest: Physiker müssen verrückt sein. Zumindest so verrückt, dass sie Theorien aufstellen, die die meisten Menschen für unmöglich halten. Oder zumindest nicht nachvollziehen können. Nicht wenige von diesen Theorien werden dann trotzdem irgendwann bestätigt und am Ende kommen sie dann oftmals auch noch den Menschen zugute.

In "Die Gottes-Formel" zeigt Michio Kaku eindrucksvoll, dass es unsere moderne Welt ohne die Theorien von etlichen Physikern gar nicht so geben würde, auch wenn diese anfangs manchmal belächelt wurden. Ob Transistoren, Laser oder andere neuzeitliche Technik – die Physik ebnete den Weg dorthin. Und mit Hilfe der Quantenmechanik wurden beispielsweise die DNA-Moleküle erst entdeckt. Außerdem erklärt der Autor ganz nebenbei, was Schwarze Löcher sind, wie eine Reise durch ein Wurmloch aussehen würde, ob Zeitreisen möglich sein könnten, warum der Nachthimmel schwarz ist, was das Nachglühen des Urknalls ist und einiges mehr.

Ein auf der Spitze stehendes Quadrat, in dem Kreise und - senkrecht dazu - Linien zu sehen sind. In der Mitte "ziehen" Kreise und Linie scheinbar in die Tiefe.
Mit dieser Grafik, einer Matratze, in die eine schwere Kugel einsinkt, um die wiederum eine Murmel kreist, erläutert Kaku die Lichtkrümmung durch die Sonne. Bildrechte: Michio Kaku / Rowohlt Verlag

Geballtes Wissen mitreißend vermittelt

Dieses Buch enthält geballtes Wissen auf knapp 200 Seiten, und wenn der Autor so unterrichtet, wie er schreibt, dann beneide ich seine Studierenden. Mit diesem Sachbuch wird einem so viel Wissen über die Grundlagen der Physik bis hin zu einer der wohl am schwersten zu begreifenden Theorien vermittelt und das in einer Art und Weise, bei der einem nicht langweilig wird.

Ein Physik-Grundkurs, aber in cool, der einem darüber hinaus die String-Theorie so erklärt, als wäre sie das Einfachste der Welt.

Patrick Klapetz

Deswegen möchte ich Sie mit dieser Buchempfehlung ein wenig in die Welt von Kaku entführen. Sein Ausgangspunkt ist Einstein. Und mit ihm dessen Wunsch, eine "Formel für alles" zu finden, eine Gleichung, um, wie Einstein es ausdrückte, "den Geist Gottes" zu erfassen. Woraus bei Kaku eben die "Gottes-Formel" wird, die diesem Buch seinen Namen gab.

Für Kaku ist allein die sogenannte "String-Theorie" geeignet, diesen Wunsch Wirklichkeit werden zu lassen, also sozusagen als "Meta-Formel", als Gleichung für alles zu fungieren. Seit 1968, also immerhin schon über fünfzig Jahren, ist er selbst einer der führenden Köpfe hinter dieser Theorie.

Eine diagonale Linie führt von einem großen Kreis "Superkraft" links oben zu einem kleinen Kreis rechts unten "Magnetismus". Von dieser Linie führen Nebenlinien zu kleineren Kreisen unten links, die die anderen Kräfte symbolisieren.
Diese Grafik von Kaku zeigt die Reihenfolge der Abspaltung einzelner Kräfte von der ursprünglichen "Superkraft": Erst die Gravitation, dann schwache und starke Kraft bis hin zur elektromagnetischen Kraft. Bildrechte: Michio Kaku / Rowohlt Verlag

Was besagt nun diese Theorie? Schauen wir uns das heutige Universum an, liegen diesem vier Grundkräfte zugrunde, die allesamt unabhängig voneinander wirken: Gravitation, Elektromagnetismus, schwache und starke Kernkraft. Dies war, wie Kaku schreibt, aber vielleicht nicht immer so. Wenn man die Zeit zum Ursprung zurückdreht, könnte es sein, so die Theorie, dass es statt dieser vier Grundkräfte nur eine Superkraft gab, aus der alle vier entstanden sind.

Dies wiederum würde bedeuten, dass sich damals alle Teilchen im Universum miteinander vermischen konnten, ohne dass sich etwas geändert hätte – ähnlich wie beim Umrühren von stillem Wasser in einem Glas. Und das hätte auch so bleiben können, wenn das Universum nicht instabil gewesen wäre – warum weiß keiner –, wodurch es zu dem wurde, was es heute ist und wie wir es heute wahrnehmen.

Zwei Zeichnungen. Auf er oberen bilden Umlaufbahn des Elektrons um den Kern und die Elektronenwelle ein gleichmäßiges Muster, auf der unteren nicht.
Symmetrie im Kleinen wie im Großen: In einem Atom muss die Umlaufbahn ein Vielfaches der Wellenlänge des Elektrons sein (bei Kako die obere Grafik) Bildrechte: Michio Kaku / Rowohlt Verlag

Auf zur String-Theorie

Um diese Geburt unseres Universums zu erklären, müssen die Quantenmechanik und die Allgemeine Relativitätstheorie zu einem einzigen Gebiet verschmelzen – zwei sehr unterschiedliche Theorien zu einer Art Superformel, der "Gottes-Formel" oder eben der String-Theorie.

Vereinfacht ausgedrückt besagt diese Theorie, dass das Universum nicht aus Teilchen besteht, die sich in einem drei- oder vierdimensionalen Raum bewegen, sondern aus "Strings", also schwingenden Saiten, die sich in zehn Dimensionen ausbreiten. Zehn! Und dass, obwohl wir mit unseren Sinnen überhaupt nur drei erfassen können – oder vier (an die Dimension der Zeit haben wir uns ja inzwischen gewöhnt).

Mit dieser Theorie könnte zudem auch noch etwas hergestellt werden, was früher nur als "erfreuliche Beigabe" von Theorien angenommen wurde: Symmetrie, das wichtigste Merkmal einer Gleichung. Sie steht sogar im Zentrum dieser physikalischen Theorie. Die Definition: "Ein Objekt ist dann symmetrisch, wenn es nach einer Neuanordnung seiner Teile dasselbe – oder invariant – bleibt."

Wenn man bisher das Grundprinzip der Quantenphysik auf die Gravitation angewandt hatte, erhielt man ein unschönes Ergebnis der Unendlichkeit. Damit herrscht keine Symmetrie und damit wird ein grundlegendes physikalisches Prinzip im Universum missachtet. Die String-Theorie verfügt hingegen über eine neue Supersymmetrie: die größte Symmetrie, die man in der Physik jemals gefunden hat – auch wenn es in der Natur dafür keinen experimentellen Beweis gibt. Sie schafft aber beispielsweise dort Ordnung, wo Unordnung herrscht oder löst die Anomalien der Unendlichkeit auf.

Michio Kaku
Michio Kaku Bildrechte: Andrea Brizzi / Rowohlt Verlag

Michio Kaku, eine Koryphäe auf seinem Gebiet

Der Autor Michio Kaku gehört zu den bekanntesten Physikern der Vereinigten Staaten, ist in Discovery- und BBC-Dokumentationen aufgetreten und hat mehrere Sachbücher geschrieben. Die bekanntesten dürften wohl sein "Abschied von der Erde: Die Zukunft der Menschheit" (2019) oder "Die Physik der Zukunft" (2012).

Geboren wurde er am 24. Januar 1947 in San José, Kalifornien, als Sohn japanischer Einwanderer. Er studierte an der Harvard-Universität, war Hochschullehrer an der Princeton Universität und lehrt heute am City College in New York. Seit 1968 arbeitet er an der String-Theorie – also vier Jahre, nachdem man die kosmische Hintergrundstrahlung entdeckt hatte, der heute einschlägige Beweis für den Urknall.

Cover Die Gottes-Formel
Bildrechte: Rowohlt Verlag

Die Daten zum Buch Michio Kaku: Die Gottes-Formel. Die Suche nach der Theorie von Allem. Rowohlt Buchverlag 2021, 240 Seiten, 24 Euro, ISBN: 978-3-498-00233-6

Erleichterung zum Schluss

Kompliziert? Ist es auch und beim Stringtheorie-Kapitel habe ich anfangs ein wenig an mir selbst gezweifelt. Doch selbst Kaku gibt zu – und der arbeitet seit über 50 Jahren an der Theorie –, dass auch heute Physiker das Grundprinzip dahinter noch nicht verstehen. Und ich kann Sie beruhigen: Kaku vermittelt die Grundlagen der Physik und die Geschichte dahinter mit all ihren Persönlichkeiten wie Einstein, Schrödinger, Newton, Hertz, Herschel, Heisenberg, Feynman, Hubble und wie sie nicht alle heißen, wie auf einem leichten und schönen Spaziergang. Holprig wird es nur einmal bei dem dimensionsreichen Kapitel der String-Theorie – und auch das macht wirklich Spaß. Und hängen bleibt definitiv einiges – auch wenn man die Details noch mal nachblättern muss. Das schönste Zitat aus dem Buch ist für mich:

Wir alle hoffen, dass unsere Lieblingstheorien zu unseren Lebzeiten bestätigt werden. Das ist ein zutiefst menschliches Verlangen. Aber manchmal hat die Natur ihren eigenen Zeitplan.

Michio Kaku
Patrick Klapetz
Bildrechte: Patrick Klapetz

Der Rezensent … liebt es, in Themen einzutauchen und sie greifbar zumachen. Seine Leidenschaft gilt dem Weltraum und der Raumfahrt. Und falls sich die Möglichkeit für einen Flug ins All ergibt, wäre er sofort dabei – auch wenn er bereits beim sich-treiben-Lassen auf dem Wasser seekrank wird. Für die multimediale Aufbereitung von Wissenscontent kann man ihn immer gewinnen.

1 Kommentar

Untertan vor 18 Wochen

ein sehr unglücklich gewählter Titel für ein Buch das auf empirischen Grundlagen geschrieben wurde, von einem Physiker der mit Falsifikation und Verifikation vertraut ist. Auch der Bezug auf eine Aussage Albert Einsteins "... den Geist Gottes zu erfassen", führt viele nicht vorgebildete Leser in die religiöse Irre. Es gibt keinen Gott, somit keine Gottesformel oder Gottesteilchen. Es sind Synonyme für noch nicht verstandene Vorgänge in der Natur.
Für den geschätzten Verfasser dieser Rezession zum Thema Einstein / Religion / Gott, sehr zu empfehlen, Prof. Naumanns Vortrag „Einsteins Dialog mit Gott“