Universum aus brodelnden Schleifen

Vorlesen

Die Weltformel ist der Heilige Gral der Physiker. Doch auf der Suche nach dieser Theorie, die alle Kräfte vereint, stoßen sie an die Grenzen dessen, was menschlicher Geist überhaupt noch erfassen kann. Nach den Strings gilt heute die so genannte Looptheorie oder auch Schleifen-Quantengravitation als eine aussichtsreiche Kandidatin für die Lösung des Problems. Thomas Thiemann vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam ist einer ihrer weltweit führenden Vertreter. Im Folgenden berichtet er über seine Arbeit.

Die Physik hat seit Anfang des 20. Jahrhunderts grandiose Erfolge gefeiert. Sie hat nicht nur die Quantentheorie und die Allgemeine Relativitätstheorie entwickelt, sondern auch eine Vielzahl experimenteller Beweise für deren Gültigkeit vorgelegt. Nach und nach entstanden Regelwerke, die sowohl die elektromagnetische Kraft, die Kernkraft und die schwache Wechselwirkung als auch deren Zusammenhang mit Feldern und Teilchen beschreiben.

Heute besitzen wir physikalische Theorien, welche die Naturvorgänge über einen riesigen Bereich von Abständen – vom Durchmesser eines Protons bis hin zur Ausdehnung des sichtbaren Universums – korrekt beschreiben. Und das mittels mathematischer Formeln, die auf ein Blatt Papier passen.

Doch trotz dieser Großtaten blieb die Physik bis heute im Grunde Flickwerk. Immer noch fehlt eine Weltformel – eine Theorie, die alle Kräfte und alle Teilchen umfasst und erklärt. Die Größten der Physik haben sich daran versucht, bisher aber hatte keiner von ihnen Erfolg. Doch jetzt gibt es einen neuen, hoffnungsvollen Kandidaten: In ihr spielen nicht mehr Teilchen doer Strings, sondern Schleifen die Hauptrolle.

Inhalt:

Raum wie Frotteestoff
Schleifen brauchen nur vier Dimensionen
Die Legosteine der Looptheorie
Grundstruktur des Raumes als Netzwerk
Rätselkraft Gravitation
Geometrie braucht keine starre Raumzeit
Schleifengebrodel
Klassische Physik hilft bei der Modellierung
Universum ohne Anfang?
Wie Singularitäten „verschwinden“
Der unendlich lange Sturz ins Schwarze Loch
Wie erklärt die Looptheorie diese Singularität?
Kosmische Ausbrüche als Messlatte
Wie lässt sich die Theorie experimentell belegen?
Hoffen auf "Planck"
Neuer Satellit könnte Beweise liefern