Das Universum in Rätseln

Rätsel zum Enträtseln des Universums: gestellt - und gelöst - von einem der besten Physiker unserer Zeit!Die moderne Physik hat den Ruf, wegen der komplexen Mathematik, mit der sie hantiert, für Uneingeweihte nahezu undurchdringlich zu sein. Und es stimmt ja: Die tiefen, weitreichenden Erkenntnisse sind hinter einschüchternden Formeln verborgen. Aber überraschenderweise reichen oft einfache Rätsel und Denksportaufgaben, um den Kern dieser Erkenntnisse herauszuschälen und deren Bedeutung zu verstehen, selbst ohne umfangreiches Wissen über Physik und Mathematik.Cumrun Vafa zeigt in seinem Buch, dass es möglich ist, mit Rätseln und Denksportaufgaben eine Menge über das Universum, die physikalische Realität und deren mathematische Beschreibung zu lernen. Er behandelt die Themen, die zentral sind für die moderne Physik: Symmetrien und Erhaltungssätze, Vereinheitlichung der vier Grundkräfte, (scheinbare) Paradoxien der Unendlichkeit, kontraintuitive Vorhersagen der Quantenmechanik. All dies verpackt in Rätsel wie: Wie hängt man ein Bild an zwei Nägeln auf, so dass es runterfällt, sobald man einen entfernt? Wie kann man Neutrinos wiegen?- Das Buch ist ein wunderbarer Überblick über die zentralen Themen der modernen Physik und Mathematik, vermittelt mit Hilfe von Rätseln. Dies ist eine der ungewöhnlichsten und fesselndsten Herangehensweisen, die mir je begegnet ist. Sie ermöglicht den Leserinnen und Lesern, durch die Freude am Lösen von Rätseln zu lernen. Eine unterhaltsame und effektive Art und Weise, die wesentlichen Ideen des heutigen Weltbilds kennenzulernen, geschrieben von einem der herausragendsten Physiker der Welt.? (Brian Greene)- Dieses Buch bietet einen faszinierenden und ungewöhnlichen Einblick in die modernen Entwicklungen der Physik und Mathematik, illustriert mit einfachen und unterhaltsamen Rätseln. Die Leserinnen und Leser werden gut unterhalten und lernen gleichzeitig viel dabei.? (Edward Witten)

Inhaltsverzeichnis:

1 Eine Einführung in die moderne PhysikAntike GedankenNewton'sche MechanikLagrange'sche und Hamilton'sche MechanikMaxwell'scher ElektromagnetismusDie RelativitätstheorieQuantenmechanikQuantenfeldtheorieQuantengravitation2 Symmetrie und ErhaltungssätzeMotivierende RätselSymmetrieNöther-TheoremeSupersymmetrieQuasikristalle und SymmetrieStrings und LadungserhaltungSpontane Symmetriebrechung3 SymmetriebrechungErdbewegung und SymmetriebrechungSpontane SymmetriebrechungSpontane Symmetriebrechung und MagneteDas QuadraträtselSymmetriebrechungen und das Higgs-BosonGroße Vereinheitlichung der Kräfte Supraleitung SteifigkeitHändigkeit4 Die Macht der einfachen und abstrakten Mathematik Gesetze vs. NebenbedingungenKomplexe ZahlenGravitationslinsen5 Kontraintuitive Mathematik Einleitende WorteDie Paradoxien der UnendlichkeitAnalytische ReihenDas Ziegenproblem6 Physikalische Intuition Intuitive PhysikGalileo GalileiIsaac NewtonPhysikalische Intuition in der MathematikArchimedes' Eureka Satz des PythagorasSpezielle RelativitätstheorieStatistische Mechanik7 Kontraintuitive Physik Warum ist der Nachthimmel dunkel? Maxwell'sche GleichungenEinsteins RelativitätstheorieParadoxien in der QuantenmechanikUnunterscheidbarkeit in der Quantenmechanik Das EPR-ParadoxonSchwarze LöcherHolographie 8 Natürlichkeit in der Physik: DimensionsanalyseEin lehrreiches Moment GrößenordnungDimensionsanalyse Strahlung aus beschleunigten LadungenSkalierung und konforme FeldtheorienGrundlegende EinheitenSchwarze LöcherSymmetrie und Natürlichkeit9 Unnatürlichkeit und große Zahlen Unnatürliche ZahlenEntstehung des heliozentrischen Weltbilds ZahlentheorieZusammensetzung des UniversumsDie Geometrie der Raum-ZeitAndere FragenEntfernungsskalenZeitskalen10 Religion und Wissenschaft Grundlegende FragenWissenschaft vs. ReligionWissenschaft und ReligionDer Ursprung des UniversumsEinstein und ReligionFeynman und ReligionHawking und ReligionPascal und ReligionKausalität und Gott11 Dualität Zwei mathematische Be ispieleDualität in der QuantenmechanikMaxwells TheorieDualität in der String-TheorieT -DualitätCalabi-Yau-Mannigfaltigkeiten und SpiegelsymmetrienAndere Dualitäten: Geometrie und Kraft Dualität in Schwarzen LöchernHolographieWigner-Halbkreis-Gesetz 12 Zusammenfassung Symmetrien und ihre BrechungEichsymmetrieIntuitive MathematikKontraintuitive MathematikIntuitive und unintuitive PhysikNatürlichkeitPhysik und ReligionDualität