Raum wie Frotteestoff - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

Schleifen brauchen nur vier Dimensionen

Raum wie Frotteestoff

Vor allem bei dem Versuch, die Phänomene der vierten Wechselwirkung, nämlich der Gravitation, und die Quantentheorie unter einen Hut zu bringen, stößt man an eine harte mathematische Grenze. Um sie zu überwinden, gibt es heute verschiedene Ansätze, vor allem die Stringtheorie und die Schleifen-Quantengravitation (Loop Quantum Gravity).

{1l}

Die Stringtheorie geht davon aus, dass sich alle Elementarteilchensorten – sowohl die Leptonen wie das Elektron als auch die Quarks, aus denen sich Protonen und Neutronen zusammensetzen – als unterschiedliche Anregungszustände einer einzigen Art von Objekten, den Strings, manifestieren. Diese Fäden schwingen wie Saiten einer Gitarre (daher auch der englische Name string) in einem Raum, der zehn oder elf Dimensionen hat.

Die Schleifen-Quantengravitation braucht diese Vieldimensionalität nicht. Sie bleibt in unseren gewohnten vier Dimensionen von Raum und Zeit, postuliert jedoch, dass diese nicht kontinuierlich sind, sondern aus Quanten (kleinsten, unteilbaren Einheiten) bestehen – eben den Loops oder Schleifen. In ihrer Bildsprache kann man sich die Welt vorstellen, als habe sie eine Gewebestruktur: Der Raum ist also nicht glatt wie eine Plastikfolie, sondern gerastert wie ein Frotteestoff. Das Gleiche gilt dann für die Zeit: Sie besteht aus kleinsten Zeitschritten, unter die eine weitere Auflösung nicht mehr möglich und auch nicht mehr sinnvoll ist.

Warum haben wir von dieser Struktur bisher nichts mitbekommen? Die Antwort: Sie ist extrem fein. So hat die kleinste Einheit, also eine Schleife, die Länge von etwa 10 hoch minus 33 Zentimetern; man nennt dies die Planck-Länge. Sie ergibt sich rechnerisch aus den Naturkonstanten der Lichtgeschwindigkeit, des Planck’- schen Wirkungsquantums und der Gravitationskonstanten.

Anzeige

Analog entspricht ein Zeitquant der Spanne, die ein lichtschnelles Teilchen bräuchte, um ein Raumquant zu durchfliegen. Zur Verdeutlichung: Die Fläche eines DIN-A4-Blattes ließe sich demnach aus rund 10 hoch 68 – das entspricht einer Eins mit 68 Nullen – solcher Schleifen zusammensetzen.

  1. zurück
  2. |
  3. 1
  4. |
  5. 2
  6. |
  7. 3
  8. |
  9. 4
  10. |
  11. 5
  12. |
  13. 6
  14. |
  15. 7
  16. |
  17. 8
  18. |
  19. 9
  20. |
  21. 10
  22. |
  23. weiter


Stand: 16.06.2006

Anzeige

In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Universum aus brodelnden Schleifen
Erklärt die Looptheorie die Welt?

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

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

Diaschauen zum Thema

keine Diaschauen verknüpft

News zum Thema

keine News verknüpft

Dossiers zum Thema

Anzeige
Anzeige