Hyperspace: eine Reise durch den Hyperraum und die zehnte Dimension ; [Einsteins Rache]

Bäumen, Planeten und Sternen. Aber in den zwanziger und dreißiger Jahren, als Einstein sich aktiv um die vereinigte Feldtheorie bemühte, blieb die wahre Natur der Materie ein ungelüftetes Geheimnis.
       Einsteins großes Ziel war es also, Holz in Marmor zu verwandeln, das heißt, die Materie restlos aus einem geometrischen Ursprung zu erklären. Doch ohne eine größere Zahl physikalischer Anhaltspunkte und ein tieferes physikalischeres Verständnis des Holzes war das unmöglich. Denken wir uns zum Vergleich einen prächtigen, knorrigen Baum, der mitten in einem Park wächst. Dieses Urbild eines Baums haben Architekten mit einem Platz umgeben, der mit schönen Stücken reinsten Marmors gepflastert ist. Die Architekten haben die Marmorstücke sorgfältig ausgesucht, so daß ein verblüffendes Pflanzenmotiv entstanden ist: vom Baum ausgehende Ranken und Wurzeln. In Abwandlung des Machschen Prinzips könnten wir sagen: Die Gegenwart des Baums bestimmt das Muster des ihn umgebenden Marmors. Doch Einstein haßte diesen Gegensatz zwischen dem Holz, das häßlich und kompliziert erscheint, und dem Marmor, der einfach und rein ist. Er träumte davon, den Baum in Marmor zu verwandeln. Gerne hätte er einen vollständig aus Marmor bestehenden Platz gehabt mit dem herrlichen, symmetrischen Marmorbild eines Baums in der Mitte.
       Rückblickend läßt sich erkennen, wo Einsteins Irrtum wahrscheinlich lag. Wie oben dargelegt, werden die Naturgesetze in höheren Dimensionen einfacher und einheitlicher. Zweimal hatte Einstein dieses Prinzip richtig angewendet – in der speziellen und der allgemeinen Relativitätstheorie. Doch beim dritten Versuch gab er dieses Grundprinzip auf. Über die Struktur atomarer und nuklearer Materie wußte man zu seiner Zeit sehr wenig. Infolgedessen war unklar, wie man den höherdimensionalen Raum als vereinheitlichendes Prinzip zugrunde legen sollte.
       Blind versuchte Einstein eine Reihe rein mathematischer Ansätze. Offenbar glaubte er, »Materie« lasse sich als Knick, Schwingung oder Verwerfung der Raumzeit ansehen. Nach dieser Vorstellung wäre Materie eine konzentrierte Verzerrung des Raums. Mit anderen Worten, alles was wir um uns her sehen – Bäume, Wolken, Sterne und Himmel – wären nur Illusionen, Kräuselungen des Hyperraums. Doch ohne solidere Anhaltspunkte oder Experimentaldaten mußte diese Idee in einer Sackgasse enden.
       Den nächsten Schritt, der in die fünfte Dimension führte, sollte ein unbekannter Mathematiker tun.

    Geburt der Kaluza-Klein-Theorie
    Im April 1919 erhielt Einstein einen Brief, der ihm die Sprache verschlug. Geschrieben hatte ihn der unbekannte Mathematiker Theodor Kaluza von der Universität in Königsberg, dem heutigen Kaliningrad. In einem kurzen Aufsatz von nur wenigen Seiten schlug dieser Mann eine Lösung für eines der größten Probleme des Jahrhunderts vor. Kaluza brauchte nur wenige Zeilen, um Einsteins Gravitationstheorie mit Maxwells Lichttheorie zu vereinigen, wozu er die fünfte Dimension einführte (so daß ihm insgesamt vier Dimensionen des Raumes und eine der Zeit zur Verfügung standen).
       Im wesentlichen holte er die alte »vierte Dimension« von Hinton und Zollner aus der Versenkung hervor und verleibte sie Einsteins Theorie auf neue Art als fünfte Dimension ein. Wie schon Riemann ging Kaluza von der Annahme aus, das Licht sei eine Störung, die durch eine Kräuselung dieser höheren Dimension hervorgerufen werde. Der entscheidende Aspekt, der diese Arbeit von Riemanns, Hintons und Zollners Theorien unterschied, bestand darin, daß Kaluza eine echte Feldtheorie vorschlug.
       In seiner kurzen Ausführung begann Kaluza ganz harmlos damit, daß er die Einsteinschen Feldgleichungen für die Gravitation in fünf Dimensionen statt der üblichen vier niederschrieb. (Wie gezeigt, läßt sich der Riemannsche Maßtensor in jeder beliebigen Dimensionenzahl formulieren.) Im Fortgang wies er nach, daß diese fünfdimensionalen Gleichungen nicht nur Einsteins vierdimensionale Theorie enthielt (was zu erwarten war), sondern noch ein zusätzliches Element. Und das rief Einsteins Verblüffung hervor, entsprach es doch exakt der Maxwellschen Lichttheorie. Mit anderen Worten, dieser unbekannte Wissenschaftler griff in seinem Vorschlag die beiden wichtigsten bekannten Feldtheorien, die Maxwellsche und die Einsteinsche, auf und vereinigte sie in der fünften Dimension. Das war eine Theorie aus reinem Marmor, das heißt aus reiner