M-Theorie: Elf Dimensionen!

ie können wir Einsteins klassische allgemeine Relativitätstheorie, die die Schwerkraft und die Form des gesamten Universums beschreibt, mit der Quantentheorie vereinen, die die winzigen Elementarteilchen und die übrigen Grundkräfte erklärt?

Die erfolgreichsten Versuche beruhen alle auf weiteren Raumdimensionen und Supersymmetrie.

Die zusätzlichen Dimensionen sind alle sehr eng aufgerollt, sodass größere Objekte sie überhaupt nicht bemerken!

Stringtheorie

Wir kennen drei - oder eventuell vier - Dimensionen: Länge, Breite, Höhe und eventuell Zeit. Einige Wissenschaftler sind der Meinung, dass Teilchen keine winzigen Punkte (mit null Dimensionen) sind, sondern kleine Linien wie winzige Fäden (»Strings«), die eine Dimension haben. Wir können sie nicht messen, weil wir noch keine Instrumente dafür erfunden haben. Doch wenn Teilchen tatsächlich fadenförmige Strings sind, dann könnten sie vibrieren und miteinander in Wechselwirkung treten. Dann wäre es möglich, dass wir mehr Raumdimensionen haben als die, die wir kennen - vielleicht bis zu elf!

Wir können allerdings mit diesen Strings nicht experimentieren, weil sie sich alle auf engstem Raum drängen.

Supersymmetrie würde bedeuten, dass es mehr Elementarteilchen gäbe, z. B. Photinos als Partnerteilchen der Photonen und Squarks als Partner der Quarks. Der LHC könnte diese Teilchen möglicherweise sehen und sogar die zusätzlichen Dimensionen nachweisen.

Die Theorie der Superstrings (supersymmetrische Strings) ersetzt Teilchen (Punkte) durch winzige Strings (Fäden). Wenn diese Strings auf verschiedene Weise vibrieren - so wie die verschiedenen Töne, die mit einer Gitarrensaite erzeugt werden können dann verhalten sich die Strings wie unterschiedliche Teilchensorten. Das klingt zwar seltsam, kann aber sogar die Gravitation erklären!

Superstrings brauchen zehn Dimensionen - also müssen sechs zusätzliche Raumdimensionen irgendwo versteckt sein. Wir verstehen nicht genau, wie das funktioniert.

1995 meinte Edward Witten, dass die verschiedenen Typen von Stringtheorien alle unterschiedliche Näherungen für eine einzige Theorie in elf Dimensionen sind. Diese Theorie nannte er M-Theorie.

Wissenschaftler sind sich nicht einig, was das »M« eigentlich bedeutet: Steht es für Magie, Mystery, Meister, Mutter oder vielleicht Membran? Zukünftige Wissenschaftlergenerationen werden die Wahrheit entdecken!

Wissenschaftler haben die M-Theorie seither sehr intensiv erforscht, aber sie wissen immer noch nicht genau, was sie ist und ob sie wirklich die Theorie von Allem ist, die Albert Einstein jahrelang zu entwickeln versuchte.

 
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