Hawkings Kosmos einfach erklaert

„nie“, sondern die statistischen „üblicherweise“ und „selten“. Hier ist die Raumzeit allerdings die unveränderliche, starre Bühne („Hintergrund-Metrik“) für die Partikel und Kräfte. Gravitation wird auf – hypothetische, noch nicht nachgewiesene – Teilchen namens Gravitonen zurückgeführt. Sie werden im subatomaren Pingpong zwischen allen anderen Partikeln ausgetauscht und bringen so die Schwerkraft hervor. Doch da die Gravitonen auch mit sich selbst wechselwirken, geraten die anderswo so erfolgreichen quantenphysikalischen Beschreibungstechniken in massive Schwierigkeiten: Es kommt zu unsinnigen Unendlichkeiten, Wahrscheinlichkeiten über 100 Prozent und anderem Ungemach.
    Relativitäts- und Quantentheorie sind also auf eine prinzipielle Weise nicht miteinander vereinbar. Und das markiert eine schwere Krisensituation der Theoretischen Physik, die nur deshalb oft ignoriert oder umgangen werden kann, weil für die allermeisten Beschreibungen nur entweder die eine oder die andere Theorie benötigt wird. Wenn es aber um die Erklärung des Urknalls geht oder um das Innere der ominösen Schwarzen Löcher, um die Vereinheitlichung der Kräfte, Energie und Materie oder die Frage nach Zeitreisen, Wurmlöchern und Paralleluniversen (zu all dem später mehr), dann sind beide Theorien gleichermaßen nötig. Ihre Unvereinbarkeit lässt sich im Gegensatz zu den Situationen der Alltagsphysik somit nicht länger unter den Teppich kehren.
    Ãœberspitzt formuliert: Von Quarks zu Quasaren ist es ein weiter Weg – und den muss die Quantengravitation überbrücken. Quarks, die mutmaßlichen Elementarteilchen, stehen hier für das Reich des Allerkleinsten, den Mikrokosmos; Quasare, die feurigen Zentren ferner Urgalaxien mit ihren Schwarzen Löchern als Gravitationsabgründe und Energieschleudern für das Reich des Allergrößten (Raum, Zeit und Energien), den Makrokosmos. Aber das eine Reich gäbe es nicht ohne das andere. Und im Urknall war das Große klein, nämlich unser ganzes beobachtbares Universum winziger als ein Atom.
    Doch ob sich eine Theorie der Quantengravitation finden und bestätigen lässt, ist eine andere Frage. Vielleicht sind sowohl die Natur als auch die menschliche Erkenntnisfähigkeit so beschaffen, dass eine „Theorie von Allem“ formuliert werden kann. Schon in seiner Antrittsvorlesung unterschied Hawking allerdings drei weitere Möglichkeiten: „Eine vollständige, vereinheitlichte Theorie gibt es nicht. Es gibt keine letzte Theorie, sondern nur eine unendliche Folge von Theorien, dergestalt, dass sich jede besondere Klasse von Beobachtungen vorhersagen lässt, indem man eine Theorie nimmt, die sich weit genug hinten in der Kette befindet. Es gibt keine Theorie. Über einen bestimmten Punkt hinaus lassen sich Beobachtungen nicht beschreiben oder vorhersagen, da sie völlig willkürlich sind.“
    Und selbst mit einer „Weltformel“ wären die Fragen nicht zu Ende. Man wüsste immer noch nicht, woher denn die Naturgesetze kommen und warum sie so sind, wie sie sind. Das hat auch Hawking immer wieder betont. „Eine Theorie, die das Universum beschreibt, muss einige ganz besondere Züge aufweisen. Warum gewinnt diese eine Theorie ein Eigenleben, während die anderen nur in den Köpfen ihrer Erfinder existieren?“
    Nachdem Hawking ab den 1970er-Jahren maßgeblich zur sogenannten Euklidischen Quantengravitation beitrug, die zwar nur näherungsweise gelten kann, die aber schon heute konkrete Berechnungen insbesondere in der Kosmologie erlaubt (siehe hier und 144 ), wurde er in den 1990er-Jahren zu einem Anhänger der Stringtheorie beziehungsweise der verschiedenen Versionen davon, die alle Bestandteile einer noch umfassenderen Theorie zu sein scheinen, der M-Theorie.
    Der Stringtheorie zufolge sind nicht punktförmige Elementarteilchen die grundlegenden Bausteine der Natur, sondern winzige eindimensionale Strings. Die bekannten Elementarteilchen wären demnach einfach Schwingungen solcher Strings. Neben Strings werden inzwischen auch mehrdimensionale Gebilde beschrieben, sogenannte p-Branen. Das p steht dabei für die Anzahl ihrer Dimensionen, und „Bran“ kommt von „Membran“, da zweidimensionale 2-Branen an solche flatternde Gebilde erinnern. (Außerdem blitzt der Schalk durch den Begriff, denn p-Bran