Theorie der Superstrings
Misstöne im himmlischen Saitenspiel

„Innerhalb von zwei Monaten ist die Physik erledigt.“ Mit diesen schlagkräftigen Worten erklärten 1986 zahlreiche Physiker die Suche nach der Weltformel für beendet. Winzige schwingende Saiten, so genannte Superstrings, seien die gemeinsame Quelle für unser ganzes Universum. Doch nun sind immer mehr Misstöne im Gitarrenspiel der Schöpfung hörbar – die Kritik mehr sich.

DÜSSELDORF. Hermann Nicolai kann heute über den damaligen Hype um die Superstrings nur noch den Kopf schütteln. „Einigen Kollegen sind damals vor Begeisterung die Gäule durchgegangen“, sagt der Gravitationsphysiker und Direktor des Albert-Einstein-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft in Potsdam. Heute ist es stiller geworden um die Superstringtheorie. Die Euphorie ist einer nüchternen Abwägung ihrer Vor- und Nachteile gewichen. Nach wie vor sind die Superstrings ein heißer Kandidat für das, was Physiker mit dem Schlagwort „Weltformel“ titulieren – eine einheitliche Theorie für alle Materie und die Kräfte in unserem Universum. Sie soll die beiden erfolgreichsten Theorien der Physik – die Quantentheorie für das Reich der Atome und Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie für die Gravitation (Schwerkraft) und ihren Einfluss auf das Weltall – mit denselben mathematischen Methoden beschreiben.

Tatsächlich baut die Superstringtheorie eleganter als andere die spröde Gravitationskraft in das Grundgerüst der Teilchenphysik ein. Während nämlich Kräfte und Materiepartikel im Reich der Atome immer in kleinen Häppchen („Quant“) auftreten, scheint die Gravitation, die Planeten auf die Umlaufbahn und uns Menschen auf den Erdboden zwingt, nicht quantisierbar zu sein. Sie kommt also nicht in einzelnen winzigen Kraftpaketen vor. Aber nur unter dieser Voraussetzung, meint Nicolai, könne man erklären, wie sich unser komplexes Universum aus einem Urknall entwickeln konnte oder was sich im Inneren von schwarzen Löchern abspielt.

Doch in letzter Zeit mehren sich Stimmen, die den Stringtheoretikern Weltfremdheit vorwerfen. „Die Strings sind zu abgehoben und realitätsfremd“, findet Steve Brice, Physiker am Teilchenforschungszentrum Fermilab in den USA. Beispiel: Die himmlischen Saiten schwingen in zehn Dimensionen – zu Beginn des String-Hypes war sogar von Varianten mit bis zu 25 Dimensionen die Rede. Das ist für die rund 2 000 theoretischen Physiker, die sich weltweit mit Strings beschäftigen, mathematisch kein Problem. Für unsere an eine dreidimensionale Welt gewöhnte Vorstellungskraft ist es jedoch eine harte Nuss. Denn die Zeitung, die Sie gerade lesen, hat eine Höhe, Breite und Dicke, keinesfalls dehnt sie sich in weitere sieben Dimensionen aus.

Die Stringfetischisten sind aber genau davon überzeugt. Die übrigen Dimensionen seien so winzig aufgerollt, dass wir sie bisher nicht beobachten konnten, und zudem ausschließlich den „Gravitonen“ vorbehalten, besonderen Strings, die laut der Theorie die Schwerkraft übertragen sollen. Erst wenn man nah genug schaue, offenbarten sich die Extradimensionen – wie bei einer Gitarrensaite, die aus großer Entfernung als eindimensionaler Strich, aus nächster Nähe jedoch als dreidimensionaler Zylinder erscheine, auf den obendrein weitere Drähte (also weitere Dimensionen) gewickelt seien.

Doch wie rückt man Superstrings so auf die Pelle, dass sie ihre zusätzlichen Dimensionen preisgeben? Mitte der 1990er-Jahre lieferten Berechnungen Hinweise, dass einige der versteckten Dimensionen bis zu einen Millimeter groß sein könnten. Was Experimentalphysiker außerdem aufhorchen ließ, war die Vorhersage, dass unterhalb dieser Größe das Gravitationsgesetz von Isaac Newton nicht mehr gelten könne. Dieses Gesetz besagt, dass die Anziehungskraft zweier Körper mit abnehmendem Abstand kontinuierlich quadratisch zunimmt, und zwar egal, wie klein der Abstand wird.

Seite 1:

Misstöne im himmlischen Saitenspiel

Seite 2:

Seite 3:

Serviceangebote
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%