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Widmung
Vorwort
Teil I - An vorderster Wissensfront
Kapitel 1 - Von Strings gefesselt
Die drei Konflikte
Die Feinstruktur des Universums: Was wir über die Materie wissen
Die Kräfte oder Wo ist das Photon?
Stringtheorie: Die Grundidee
Die Stringtheorie als Weltformel
Der Stand der Dinge
Teil II - Das Dilemma von Raum, Zeit und Quanten
Kapitel 2 - Raum, Zeit und das Auge des Betrachters
Die Intuition und ihre Schwächen
Das Relativitätsprinzip
Lichtgeschwindigkeit
Wahrheit und Wirkungen
Die Auswirkung auf die Zeit: Teil I
Die Auswirkung auf die Zeit: Teil II
Leben im Eiltempo
Wer bewegt sich überhaupt?
Auswirkung der Bewegung auf den Raum
Bewegung durch die Raumzeit
Was ist mit E=mc2?
Kapitel 3 - Von Krümmungen und Kräuselwellen
Newtons Gravitationsbegriff
Die Unvereinbarkeit von Newtons Gravitationstheorie und der speziellen Relativitätstheorie
Einsteins glücklichster Gedanke
Beschleunigung und die Krümmung von Raum und Zeit
Grundlagen der allgemeinen Relativitätstheorie
Einige Einschränkungen
Konfliktlösung
Die Zeitkrümmung in neuer Sicht
Experimentelle Bestätigung der allgemeinen Relativitätstheorie
Schwarze Löcher, Urknall und die Expansion des Raums
Hat die allgemeine Relativitätstheorie recht?
Kapitel 4 - Mikroskopische Mysterien
Die Quantentheorie
Es ist zu heiß in der Küche
Pakete schnüren um die Jahrhundertwende
Was sind das für Pakete?
Welle oder Teilchen?
Auch Materieteilchen sind Wellen
Wellen wovon?
Feynmans Perspektive
Quantenmysterien
Kapitel 5 - Notwendigkeit einer neuen Theorie: Allgemeine Relativitätstheorie versus Quantenmechanik
Das Herz der Quantenmechanik
Quantenfeldtheorie
Botenteilchen
Eichsymmetrie
Allgemeine Relativitätstheorie versus Quantenmechanik
Teil III - Kosmische Symphonie
Kapitel 6 - Nichts als Musik: Die Grundlagen der Superstringtheorie
Eine kurze Geschichte der Stringtheorie
Schon wieder die Atome der Griechen?
Vereinheitlichung durch die Stringtheorie
Die Musik der Stringtheorie
Drei Konsequenzen straff gespannter Strings
Gravitation und Quantenmechanik in der Stringtheorie
Die ungefähre Antwort
Ein Taschenspielertrick?
Die genauere Antwort
Jenseits der Strings?
Kapitel 7 - Das »Super« in Superstrings
Vom Wesen physikalischer Gesetze
Spin
Supersymmetrie und Superpartner
Gründe für die Supersymmetrie: Ohne Berücksichtigung der Stringtheorie
Die Supersymmetrie in der Stringtheorie
Zuviel ist zuviel
Kapitel 8 - Mehr Dimensionen, als das Auge sieht
Die Illusion des Vertrauten
Kaluzas Idee und Kleins Weiterentwicklung
Kommen und Gehen auf einem Gartenschlauch
Vereinigung in höheren Dimensionen
Die moderne Kaluza-Klein-Theorie
Mehr Dimensionen und Stringtheorie
Einige Fragen
Die physikalischen Konsequenzen von zusätzlichen Dimensionen
Wie sehen die aufgewickelten Dimensionen aus?
Kapitel 9 - Der unwiderlegbare Beweis: Experimentalspuren
Im Kreuzfeuer der Kritik
Der Weg zum Experiment
Eine Überfülle an Möglichkeiten
Superteilchen
Teilchen mit nichtganzzahliger Ladung
Entferntere Möglichkeiten
Ein Fazit
Teil IV - Stringtheorie und die Beschaffenheit der Raumzeit
Kapitel 10 - Quantengeometrie
Das Kernstück der Riemannschen Geometrie
Ein kosmologischer Spielplatz
Der entscheidende neue Aspekt
Die Physik gewundener Strings
Das Spektrum der Stringzustände
Eine Debatte
Drei Fragen
Zwei verwandte Entfernungsbegriffe in der Stringtheorie
Eine Mindestgröße
Wie allgemein ist diese Schlußfolgerung?
Spiegelsymmetrie
Physik und Mathematik der Spiegelsymmetrie
Kapitel 11 - Risse in der Raumzeit
Eine verheißungsvolle Möglichkeit
Die Spiegelperspektive
Langsame Fortschritte
Eine Strategie schält sich heraus
Spätabends auf Einsteins Spuren
Von Six-Packs und arbeitsreichen Wochenenden
Der Augenblick der Wahrheit
Wittens Ansatz
Konsequenzen
Kapitel 12 - Jenseits der Strings: Auf der Suche nach der M-Theorie
Eine Zusammenfassung der zweiten Superstringrevolution
Eine Näherungsmethode
Ein klassisches Beispiel für Störungstheorie
Störungsrechnung und Stringtheorie
Ist die vernünftige Schätzung wirklich vernünftig?
Die Gleichungen der Stringtheorie
Dualität
Die Kraft der Symmetrie
Dualität in der Stringtheorie
Eine Zusammenfassung bis zu diesem Punkt
Supergravitation
Vorboten der M-Theorie
Die M-Theorie und das Geflecht von Wechselbeziehungen
Das Gesamtbild
Ein überraschendes Merkmal der M-Theorie: Demokratie in ungeahnten Ausmaßen
Werden durch die neuen Erkenntnisse die offenen Fragen der Stringtheorie gelöst?
Kapitel 13 - Schwarze Löcher: Aus der Sicht der String/M-Theorie
Schwarze Löcher und Elementarteilchen
Bringt uns die Stringtheorie weiter?
Vorsätzliche Raumverletzung
Es hagelt E-mails
Zurück zu Schwarzen Löchern und Elementarteilchen
Wenn Schwarze Löcher »schmelzen«
Die Entropie Schwarzer Löcher
Wie schwarz ist schwarz?
Auftritt Stringtheorie
Die verbleibenden Rätsel der Schwarzen Löcher
Kapitel 14 - Kosmologische Gedankenspiele
Das Standardmodell der Kosmologie
Der Urknall auf dem Prüfstand
Von der Planckzeit bis zu einer hundertstel Sekunde nach dem Urknall
Ein kosmologisches Rätsel
Inflation
Kosmologie und Superstringtheorie
Am Anfang war ein Klümpchen von Planckgröße
Warum drei?
Kosmologie und Calabi-Yau-Räume
Vor dem Anfang?
M-Theorie und Vereinigung aller Kräfte
Kosmologische Spekulationen und Weltformel
Teil V - Vereinigung im 21. Jahrhundert
Kapitel 15 - Aussichten
Welches Grundprinzip liegt der Stringtheorie zugrunde?
Was sind Raum und Zeit tatsächlich, und können wir ohne sie auskommen?
Wird die Stringtheorie zu einer Neuformulierung der Quantenmechanik führen?
Läßt sich die Stringtheorie experimentell überprüfen?
Gibt es Grenzen des Erklärungsvermögens?
Nach den Sternen greifen
Anmerkungen
Kapitel 1 Von Strings gefesselt
Kapitel 2 Raum, Zeit und das Auge des Betrachters
Kapitel 3 Von Krümmungen und Kräuselwellen
Kapitel 4 Mikroskopische Mysterien
Kapitel 5 Notwendigkeit einer neuen Theorie: Allgemeine Relativitätstheorie versus Quantenmechanik
Kapitel 6 Nichts als Musik: Die Grundlagen der Superstringtheorie
Kapitel 7 Das »Super« in Superstrings
Kapitel 8 Mehr Dimensionen, als das Auge sieht
Kapitel 9 Der unwiderlegbare Beweis: Experimentalspuren
Kapitel 10 Quantengeometrie
Kapitel 11 Risse in der Raumzeit
Kapitel 12 Jenseits der Strings: Auf der Suche nach der M-Theorie
Kapitel 13 Schwarze Löcher: Aus der Sicht einer String/M-Theorie
Kapitel 14 Kosmologische Gedankenspiele
Kapitel 15 Aussichten
