Ein Universum aus Nichts - ... und warum da trotzdem etwas ist

Relativität in eine Form zu gießen, die mit den Gesetzen der Quantenmechanik vereint werden kann und so vernünftige Vorhersagen darüber ermöglicht, wie das Universum sich in seinen kleinsten Maßstäben verhält.
    Ich habe ein ganzes Buch darüber verfasst, wie die Stringtheorie versucht hat, dieses Problem zu umgehen. Für unsere Zwecke hier genügt jedoch eine sehr kurze Zusammenfassung. Die zentrale Aussage ist leicht darzustellen, wenn auch schwierig umzusetzen. In sehr kleinen Maßstäben – sie entsprechen der Skala, auf der die Probleme zwischen Schwerkraft und Quantenmechanik zuerst anzutreffen sein dürften – könnten sich elementare Strings zu geschlossenen Schleifen aufrollen. Innerhalb der möglichen Anregungszustände solcher geschlossener Schleifen existiert stets ein solcher Zustand mit den Eigenschaften jenes Teilchens, das in der Quantentheorie die Gravitationskraft vermittelt – das Graviton. Die Quantentheorie solcher Strings liefert also im Prinzip das Spielfeld, auf dem eine richtige Quantentheorie der Gravitation aufgebaut werden könnte.
    Tatsächlich hat man entdeckt, dass mit einer solchen Theorie die fatalen Vorhersagen unendlicher Werte vermieden werden könnten, die sich aus den normalen quantentheoretischen Ansätzen zur Gravitation ergeben. Die Sache hatte jedoch einen Haken. In der einfachsten Version der Theorie können diese Vorhersagen unendlicher Werte nur umgangen werden, wenn die Strings, aus denen die Elementarteilchen aufgebaut sind, nicht nur in den drei vertrauten Raumdimensionen und der Zeitdimension schwingen, sondern in 26 Dimensionen!
    Man sollte erwarten, dass ein so sprunghafter Anstieg von Komplexität (und vielleicht Glaube) ausreichen würde, die meisten Physiker von der Theorie abzuschrecken. In den 1980er Jahren wurde jedoch durch einige schöne mathematische Arbeiten mehrerer Theoretiker (besonders hervorzuheben ist hier Edward Witten vom Institute for Advanced Studies) gezeigt, dass die Theorie im Prinzip weit mehr zu leisten vermag als nur eine Quantentheorie der Gravitation. Man führte neue mathematische Symmetrien ein – insbesondere ein bemerkenswert leistungsfähiges mathematisches Gerüst namens »Supersymmetrie« – und machte es damit möglich, die Zahl der für eine Konsistenz der Theorie erforderlichen Dimensionen auf nur noch zehn zu reduzieren.
    Wichtiger war jedoch, dass es eine Chance zu geben schien, im Rahmen der Stringtheorie die Gravitation mit den anderen Naturkräften in einer Theorie zusammenzufassen und überdies vielleicht die Existenz jedes einzelnen bekannten Elementarteilchens zu erklären! Schließlich schien sich noch abzuzeichnen, es könne eine einzige Theorie in zehn Dimensionen geben, die alles abbilden kann, was wir in unserer vierdimensionalen Welt sehen.
    Behauptungen über eine »Theorie von allem« oder eine »Weltformel« begannen sich zu verbreiten – nicht nur in der wissenschaftlichen, sondern auch in der populären Literatur. Deshalb sind möglicherweise mehr Menschen mit »Superstrings« vertraut als mit der »Supraleitung«, der bemerkenswerten Tatsache, dass manche Materialien, wenn man sie auf sehr niedrige Temperaturen abkühlt, den Strom völlig widerstandslos leiten können. Das ist nicht nur eine der bemerkenswertesten Eigenschaften von Materie, die bei niedrigen Temperaturen zu beobachten ist, sondern hat auch unser Verständnis des Quantenaufbaus von verschiedenen Stoffen verändert.
    Doch leider waren die letzten 25 Jahre keine gute Zeit für die Stringtheorie. Als sogar die besten theoretischen Köpfe der Welt sich darauf konzentrierten und bändeweise Ergebnisse lieferten, wobei sie noch eine ganze Menge neuer Mathematik hervorbrachten, 40 wurde klar, dass die »Strings« der Stringtheorie wahrscheinlich gar nicht die grundlegenden Objekte sind. Andere, noch kompliziertere Strukturen – nach den Membranen in den Zellen als »Brane« bezeichnet –, die in höheren Dimensionen existieren, kontrollieren wahrscheinlich das Verhalten in der Theorie.
    Schlimmer ist, dass die Einzigartigkeit der Theorie zu schwinden begann. Die Welt unserer Erfahrung ist schließlich nicht zehndimensional, sondern vierdimensional. Mit den übrigen sechs Raumdimensionen muss etwas geschehen, und die anerkannte Erklärung ihrer Unsichtbarkeit besagt, sie seien irgendwie