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Die perfekte Theorie: Das Jahrhundert der Genies und der Kampf um die Relativitätstheorie
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Über den Autor und weitere Mitwirkende
Pedro Ferreira wuchs in Portugal und Großbritannien auf und ist nach Stationen in London, Berkeley und am CERN seit 2000 Professor für Astrophysik in Oxford. Seit mehr als 25 Jahren ist der Forschungsschwerpunkt des 45-Jährigen die Allgemeine Relativitätstheorie und die Kosmologie.
Produktinformation
Gebundene Ausgabe: 320 Seiten
Verlag: C.H.Beck; Auflage: 1 (11. März 2014)
Sprache: Deutsch
ISBN-10: 3406660479
ISBN-13: 978-3406660474
Originaltitel: The Perfect Theory. A Century of Geniuses and the Battle over General Relativity
Größe und/oder Gewicht:
14,6 x 2,7 x 22,1 cm
Durchschnittliche Kundenbewertung:
4.5 von 5 Sternen
6 Kundenrezensionen
Amazon Bestseller-Rang:
Nr. 190.836 in Bücher (Siehe Top 100 in Bücher)
Man muss kein Physiker sein, um seine Freude an diesem Buch zu haben. Klar strukturiert gibt es einen gelungenen chronologischenÜberblick, ausgehend vom genialen Ansatz Albert Einsteins bis zur aktuellen Physik. Neben exzellenter Fachkenntnis glänzt Ferreiraauch mit der Beschreibung der "Genies", die für meisten von Unbekannte sind, wenn sie nicht grade nen Nobelpreis erhalten haben.
Spannend geschrieben gibt das Buch einen tiefen Einblick in die Geschichte der Relativitätstheorie der letzten 100 Jahre. Empfehlenswert für alle, die sich für Astronomie interessieren.
Auch wenn ich mit diesen Worten vielleicht ein wenig zu hoch greife, so finde ich doch, dass diese unfassbare Relativitätstheorie eines der größten Meisterleistungen menschlichen Denkens ist, die je zu Papier gebracht wurde. Selbst heute verzweifeln oder erfreuen sich Studenten, Gelehrte und Professoren an dieser Theorie, die vor knapp 100 Jahren von Albert Einstein erdacht wurde und die durch vielfältige Tests und Nachweise bestätigt wurde. Pedro G. Ferreira, seinerseits selber in der Relativitätsforschung tätig und begeisterter Anhänger dieser Theorie hat nun eine Biographie dieser Relativitätstheorie heraus gebracht, die ihre Entstehung und vor allem ihre Weiterentwicklung näher betrachtet.Physik, Mathematik oder Astronomie war für viele sicher ein rotes Tuch in der Schule und die meisten haben sich damit bestimmt auch nicht weiter beschäftigt, als sie eine Ausbildung gemacht haben oder zur Uni gingen. Mir haben diese Fächer immer zugesagt und mich in den Ingenieurberuf geführt und auch die Relativitätstheorie und ihre ganzen Ableger, die sich mittlerweile in der Astronomie und anderswo tummeln, um mehr über die Anfänge unseres Universums zu erfahren, haben es mir immer wieder angetan und gelegentlich lese ich auch gerne ein Buch darüber. Es muss ja nicht mit Formeln und abstrakten Herleitungen gefüllt sein, sondern soll zum Nachdenken anregen, über unser Dasein und wie unsere Welt und das schwarze Etwas über unseren Köpfen funktioniert. Diese Voraussetzungen haben mich zu diesem Buch geführt, was eine Art Biographie der allgemeinen Relativitätstheorie darstellt, die Albert Einstein 1915 veröffentlichte und das Ganze, bis dahin existierende physikalische Verständnis, welches auf die Mechanik von Newton zurück zu führen ist, in Frage stellte beziehungsweise in einem Maß erweiterte, wie es die wenigsten Menschen zur damaligen Zeit erfassen konnten. Vor allem finde ich faszinierend, dass er sich diese Theorie allein durch Gedankenexperimente herleitete und zu Papier brachte. Erste Bestätigungen konnten erst im Jahre 1919 vorgenommen werden, als eine Sonnenfinsternis die Erkenntnis brachte, dass das Licht, welches ein Himmelsobjekt abstrahlt, durch die Gravitation von Planeten und Sternen, abgelenkt wird.Sicher haben ein paar Physik- und Astronomieinteressierte in den Nachrichten Mitte März ein bedeutendes Ereignis erfassen können, dass ein nächster Schritt zur Vereinheitlichung der Quanten- und Relativitätstheorie sein könnte und einen Blick in die Anfänge unseres Universums erlaubt. Es kommt nicht alle Tage vor, dass ein Sachbuch erscheint und manche Aussagen, die in diesem Buch getroffen werden, von der Aktualität der Ereignisse bestätigt oder widerlegt werden. Als ich das Buch vor ein paar Tagen gelesen habe, kamen mir gleich die Neuigkeiten in den Sinn, die über die im Buch beschriebenen Gravitationswellen berichteten und die in diesem Buch ein ungelöstes Rätsel bleiben – so schnell kann es gehen.Diese Biographie der Relativitätstheorie geht relativ chronologisch vor und man kann am Anfang noch gut folgen. Es werden Dinge genannt, die, so finde ich, zum allgemeinen Wissen der Menschheit geworden sind. Man muss nicht wissen, wie diese Theorie im Speziellen aufgebaut ist (und glaubt mir – im Buch ist von nichtlinearen, partiellen Differentialgleichungen die Rede – da würde selbst so manchem Mathematikstudent der Kopf rauchen), um zu verstehen, wie sie funktioniert. Vieles kann durch Beschreibungen und kleine Beispiele erklärt werden und wird dadurch auch verständlich. Doch desto weiter die Biographie in die Entwicklung von Einsteins Theorie vordringt, umso unübersichtlicher wird es im Buch. Immer mehr Personen bringen Ideen ein, wie man die Gleichungen anwenden kann. In der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts kristallisieren sich nach und nach zwei essentielle Dinge heraus, die mittels der Relativitätstheorie beleuchtet werden können und erklärbar sind. Zum einen wird immer deutlicher, dass unser Universum, wie wir es kennen, einen Anfang hat und diesen können wir mittels der Relativitätstheorie und den angeschlossenen Beobachtungen ermitteln und “beobachtenâ€. Und zum zweiten die Vereinbarkeit der Quantentheorie mit der allgemeinen Relativitätstheorie zur sogenannten Quantengravitation. Beide Schlachtfelder können mit den weiter oben erwähnten Gravitationswellen neue Impulse erhalten, worauf Ferreira in seinem Buch auch hinweist und damit ist die Relativitätstheorie so aktuell wie nie.Diejenigen, für die die oben genannten Fächer ein rotes Tuch sind, sollten dieses Buch mit Vorsicht genießen. Es ist zwar alles gut und verständlich vom Autor erklärt, aber teilweise sind die Ideen so abstrakt, dass sie das eigene Vorstellungsvermögen, auch das meinige, ganz schön fordert und auch an ihre Grenzen bringt. Ich für meinen Teil fand es ganz interessant zu sehen, wer alles in dem Süppchen über die Jahre mitgekocht hat und es sind mir auch einige bekannte Namen unter die Augen gekommen, die ich von meinem Studium her mit ihren Leistungen noch kannte (die nicht unbedingt mit der Relativitätstheorie zu tun hatten). Der ersten Hälfte des Buches konnte ich deshalb auch noch relativ gut folgen und mir das meiste vorstellen. Doch als es zu den Errungenschaften kam, die im letzten Drittel des 20.Jahrhunderts und zu Beginn des 21. in der Erforschung der Relativitätstheorie eine Rolle spielten, bin ich nicht mehr so gut mitgekommen und es wird auf jeden Fall mehrere Leseanläufe benötigen, um davon das Meiste zu erfassen. Zu viele Namen mit zu vielen Ideen haben bei mir den Lesefluss und das Verständnis für das Gelesene erheblich verlangsamt, da mit zunehmender Zeit seit Einführung der Relativitätstheorie die Quer- und Rückverweise natürlich zunehmen.Insgesamt liest sich das Buch aber recht locker weg, auch wenn ich der Meinung bin, dass es mit gewissen Vorkenntnissen leichter fällt, in dieses Buch zu finden und es zu genießen. Die Sprache ist nicht zu theoriegeschwängert, so dass man trotzdem auch ohne jedwede Vorkenntnis einfach in dieses Buch kommen kann. Ich empfehle es aber auch denjenigen, die Interesse an der Geschichte der Relativitätstheorie haben, denn diese ist spannend und birgt viel Potential zum Nachdenken, womit ich auch den Bogen zu meiner Ãœberschrift schlagen möchte, denn wo, wenn nicht in der Relativitätstheorie und ihrer Erforschung unseres Universums, kann so vortrefflich über unser Sein und unsere Welt philosophiert und gestritten werden.
Es ist eher ein Lexikon, was schon alles mehr oder weniger mir bekannt war. Neu Theorien und offene Fragen zur Kosmologie fehlen.Günter von Quast
Das vorliegende Buch ist die deutsche Edition von Pedro G. Ferreiras „Perfect Theory“ und ist der 100 jährigen Geschichte der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) gewidmet. Der Autor ist Professor für Astrophysik an der Universität Oxford, und beschäftigt sich als theoretischer Kosmologe mit den large scale Strukturen des Universums.Nach etwa acht Jahren harter Arbeit, konnte Alter Einstein im November 1915 seinen Geniestreich vollenden, und eine Gravitationstheorie aufstellen, die sich mit dem Paradigmen der Relativitätstheorie, als Verallgemeinerung seiner Resultate von 1905, vereinigen ließ. Geleitet vom Äquivalenz- Prinzip – seiner glücklichsten Idee, wie er es einmal nannte – und anderen physikalischen Forderungen, fand er, mit Hilfe von Marcel Großmann, in der Riemannschen Geometrie ein mathematisches Instrument, das es ihm gestattete, die Schwierigkeit mit den Umgang nichteuklidischen Raumzeiten zu überwinden, und schließlich die richtigen Feldgleichung für seine Theorie zu finden. Das Ergebnis ist eine Theorie von überwältigender Eleganz und fast frei von Willkür. Bereits während Einstein noch auf der Suche, nach den richtigen 'Werkzeugen' war, konnte er einige Effekten ableiten, die zu einer messbar Überprüfung, der aufzustellenden Theorie dienen konnten.Ferreira's Buchtitel ist also überaus treffend, die Allgemeinen Relativitätstheorie ist eine (fast) perfekte Theorie, ihr Ursprung ist nicht etwa eine von Daten erzwungene Anpassung, sondern sie basiert auf wohlbegründeten Prinzipien, sie hat ein nicht triviales mathematisches Gewandt, die ihre Grundgleichungen im wesentlich festlegen, sie hat überprüfbare Konsequenzen, und – das ist das Hauptthema des vorliegenden Buches – sie hat sich seit einem Jahrhundert immer wieder bewährt, und war dabei Ausgangspunkt für ganze neue Wissenschaftsgebiete.Der Autor behandelt die Entwicklung der ART, beginnend mit ihrer Begründung durch Einstein, in knapper, gedrängter Form, so dass der Umfang eines handlichen Bandes nicht gesprengt wird, legt dabei aber akribischen Wert darauf, die Beiträge der verschiedenen Protagonisten und den Einfluss wichtiger Originalarbeiten, gehörig zu würdigen. Die einzelnen Kapitel folgen lose der zeitlichen Abfolge, sind aber nicht streng an diese gebunden, sondern entwickeln jeweils einen bestimmten Aspekt oder Entwicklungsstrang.Fast unmittelbar nach der Entdeckung der endgültigen Feldgleichungen wanden Einstein und de Sitter die auf das Universum als Ganzes an, durch die Beiträge von Friedmann und Lemaitre, gestützt von den Messung der Entfernungen und Rotverschiebung von Galaxien von Hubble und Slipher, setzte sich Vorstellung eines expandierenden Universums durch, und schufen den Grundstein für das neue Gebiet der Kosmologie.Andererseits entwickelte sich aus den Arbeiten von Eddington, Oppenheimer und Chandrasekhar eine Theorie der Sternentwicklung und des Gravitation Kollapses von Sternen mit Endstadien als Weißer Zwerg, Neutronenstern oder Schwarzem Loch.Nach den zweiten Weltkrieg war das Interesse an der ART bei den meisten Physiker erloschen, Quantenmechanik und die Erforschung der, dank der ersten Beschleuniger Analgen, zahlreichen neu entdeckten Elementarteilchen, standen im Vordergrund. Das änderte sich mit dem Beginn der 60iger Jahre, zum einen wanden Wheeler, Penrose und Hawking neue Methoden an, um das Singularitäts- Problem der Relativitätstheorie in Angriff zu nehmen und die Theorie Schwarzer Löcher weiter zu entwickeln. Hawking fand mit der nach benannten Block Hole Strahlung und dem Informations- Paradoxon bemerkenswerte Verknüpfungen von ART mit der Quantentheorie. Zum anderen standen nun mit den Mitteln der Radio Astronomie neue Daten zur Verfügung, die Vermessung der CMB führte zu immer genaueren Daten, aus denen Jim Peebles schließlich das kosmologische Standard Model entwickeln konnte.Gravitationswellen, mögliche Modifikationen der Einsteinsche Theorie und die Vereinigung der ART mit der Quantenmechanik sind weitere Themen, die auch die Weiterentwicklung der Theorie betreffen. Bryce DeWitt hat sich über zwanzig Jahre mit der Frage der Quantisierung der Gravitation beschäftigt, teilweise gemeinsam mit John Wheeler; in einer Folge fundamentaler Arbeiten untersuchte er zwei mögliche Ansätze, der kovarianten und kanonischen Quantisierung, die später von Stringtheorie bzw. der Loop Quanten Gravitations Theorie aufgegriffen wurden.Wie ein roter Faden zeiht sich die Geschichte der Erfolge der ART durch das Buch, sogar ihr Schöpfer A. Einstein meint zunächst, dass Friedmanns exakte Lösung einen Fehler enthalten müsste, korrigierte sich dann, befand aber auch Lemaitres Modell als 'unphysikalisch'. Nicht anderes erging es der Schwarzschild Lösung, auch ihre Aussagen über das Gebiet hinter dem Ereignishorizont galten zunächst als mathematisches Artefakt. Bisher behielten die Gleichungen aber jeweils recht.In einem der letzten Kapitel spricht der Autor über die Ehrfurcht, die ihn immer wieder ergreift, wenn er die Relativitätstheorie betrachtet, deren Grundlagen sich auf wenigen Seiten entwickeln lassen, und deren berühmte Feldgleichung auf einem T-Shirt Platz finden, verglichen mit experimentellen Anstrengungen, die mittlerweile betrieben werden müssen, um die Grenzen dieser Theorie auszuloten; etwa mit gewaltigen Interferometer Detektoren zum Nachweis von Gravitationswellen.Fazit: dem Buch ist die sorgfältige Auswahl, die der Autor dem Material angedeihen ließ, wohltuend anzumerken, dadurch eröffnet sich dem Leser ein faszinierender Überblick auf 100 Jahre ART, einschließlich deren aktuellen Entwicklungen.
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