Die allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenmechanik der Physik haben dazu beigetragen, unser Verständnis der Welt zu revolutionieren. Eine Theorie der Quantengravitation, die die beiden verbindet, könnte eine Revolution für sich sein.
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Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie revolutionierte das wissenschaftliche Verständnis des Universums und führte zu unzähligen Entdeckungen, einschließlich der superpräzisen Navigation durch Satelliten des Global Positioning System.
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Die in den 1920er Jahren formulierte Quantenmechanik revolutionierte das wissenschaftliche Verständnis der kleinsten Teilchen auf atomarer Ebene, was zur Entwicklung von Halbleitern, modernen Computern und Lasern führte.
Das Problem, so der Physiker Philip Stamp von der University of British Columbia, besteht darin, dass sich die beiden Theorien, die die gesamte Physik – und damit auch die gesamte Wissenschaft – beherrschen, widersprechen.
Eine Theorie der Quantengravitation zu entwickeln, um die beiden in Einklang zu bringen, beschäftigt Physiker seit Jahrzehnten und wird diese Woche das Thema einer Konferenz in Vancouver sein, die Spitzenwissenschaftler auf diesem Gebiet zusammenbringt.
„Sobald wir eine Theorie der Quantengravitation haben, werden wir eine Theorie haben, die auf alles anwendbar ist, von den sehr, sehr großen Objekten im Universum bis hinunter zu den kleinsten, und das wird eine Revolution sein“, sagte Stamp. „Und wie alle Revolutionen wird sie unser Leben auf eine Weise revolutionieren, die wir uns kaum vorstellen können.“
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Vielleicht neue Technologien in den Bereichen Kommunikation, Medizin oder saubere Energie. Nobelpreisträger Kip Thorne vom California Institute of Technology hat sogar Theorien über die Möglichkeit von Zeitreisen aufgestellt.
In vielerlei Hinsicht sind die Möglichkeiten jedoch wirklich unerkennbar.
„Wenn Sie jemanden vor 100 Jahren gefragt hätten, was aus diesen beiden Theorien herauskommen würde, hätte er Ihnen keine Antwort geben können“, sagte Finanzier und Philanthrop Frank Giustra. „Es wäre einfach unmöglich gewesen, die Fortschritte in der Technologie vorherzusagen, die sich ergeben würden.“
Der Nervenkitzel des Möglichen hat Giustra und die Mitbegründer Terry Hui und Paul Lee jedoch dazu inspiriert, das, wie sie es nennen, Quantum Gravity Institute in Vancouver zu gründen, um ein Schlüsselarchiv mit 220.000 Seiten Papieren, Manuskripten, Notizen und Tausenden zu beherbergen von Stunden an Aufnahmen, die aus dem Vereinigten Königreich verschoben werden.
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„Es gibt viele Technologieunternehmen, die nach Vancouver ziehen, aber ich denke auch, dass es wichtig ist, kluge Leute in der Grundlagenforschung zu haben“, sagte Hui, der durch einen Bachelor-Abschluss in diesem Fach an der University of California eine Leidenschaft für Physik entwickelt hat in Berkeley.
Und die Quantengravitation „ist die Spitze der Nahrungskette in der Wissensindustrie“, fügte Hui hinzu. „Das ist der heilige Gral.“
Hui bezeichnete sich selbst als „wissenschaftlichen Touristen“ und sagte, die Idee für ein Institut sei in einer lockeren Diskussion entstanden, als er im Januar 2019 Lee und den renommierten Oxford-Physiker Sir Roger Penrose auf seinem Boot in False Creek zu Gast hatte.
„Es war ein Treffen zwischen diesen vier Typen, also haben wir über diese Idee gesprochen“, sagte Hui. „Ich habe immer verstanden, dass dies ein wichtiges Problem ist.“
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Giustra, der in den letzten 20 Jahren zu einem begeisterten Fan der theoretischen Physik geworden ist, wurde durch Stamp zu den Bemühungen gebracht.
„Sie hatten dieses Gespräch über die Gründung dieses Instituts und die Verlegung des Archivs hierher nach Vancouver bereits begonnen, also habe ich mich vor zwei Jahren einfach an dem Gespräch beteiligt und gesagt, wir machen es möglich“, sagte Giustra.
Zur Gründungsgruppe gehören jetzt Moe Kermani, Lees Partner bei Vanedge Capital, der Tech-Unternehmer Markus Frind sowie die Top-Physiker Stamp, Penrose, Bill Unruh von UBC und Birgitta Whaley von der UC Berkeley.
„Es ist sehr wichtig, die Lehren aus der Geschichte zu ziehen“, sagte Stamp und verwies auf die ersten Entdeckungen bei Halbleitern in den Bell Labs in New Jersey in den 1930er Jahren, die zu einem der wichtigsten Zentren für neue Technologien im 20. Jahrhundert wurden.
„Der Punkt, den ich versuche zu machen, ist, dass die Menschen, die am Anfang dort am Boden sind, diejenigen sind, die davon profitieren“, sagte Stamp. Und die Gründer hoffen, dass das für die Quantengravitation vielleicht Vancouver sein wird.
Die Eröffnungskonferenz des Instituts wurde am Montag im Konferenzzentrum des Westin Bayshore Hotels eröffnet und wird am Mittwoch einen öffentlichen Keynote-Tag mit einem Tag mit öffentlichen Vorträgen im Salonstil und einem VIP-Mittagessen abhalten, bei dem mit den Nobelpreisträgern Thorne und Jim Peebles diskutiert wird, warum Quantengravitation wichtig ist.