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

Vorstellung entspricht jedes subatomare Teilchen einer bestimmten Resonanz, die mit einer bestimmten Frequenz schwingt. Der Begriff der Resonanz ist uns aus dem alltäglichen Leben vertraut. Denken Sie beispielsweise an das Singen unter der Dusche. Mag unsere natürliche Stimme auch kläglich, brüchig und unsicher sein, in der Abgeschiedenheit unserer Dusche werden wir plötzlich zu Opernstars. Die Schallwellen werden nämlich zwischen den Wänden der Dusche rasch hin und her geworfen. Schwingungen, die leicht in die Abmessungen der Dusche passen, werden viele Male verstärkt und rufen den hallenden Schall hervor. Diese besonderen Schwingungen bezeichnet man als Resonanzen, während andere Schwingungen (deren Wellen falsche Längen haben) aufgehoben werden.
       Oder stellen Sie sich eine Violinsaite vor, die mit verschiedenen Frequenzen schwingen kann und dabei musikalische Töne wie A, B und C hervorbringt. Überleben können nur die Modi, die am Endpunkt der Saite verschwinden (weil diese an den Enden befestigt ist) und mit ganzzahliger Häufigkeit zwischen den Endpunkten schwingen. Im Prinzip kann die Saite mit einer unendlichen Zahl von verschiedenen Frequenzen schwingen. Wir wissen, daß die Töne nicht fundamental sind. Der Ton A hat nicht grundsätzlicheren Charakter als der Ton B. Fundamental aber ist die Saite. Wenn wir verstehen, wie eine Violinsaite schwingt, begreifen wir sofort die Eigenschaften einer unendlichen Zahl von musikalischen Tönen.
       Entsprechend sind die Teilchen des Universums nicht an sich fundamental. Ein Elektron ist nicht fundamentaler als ein Neutrino. Fundamental erscheinen sie nur, weil unsere Mikroskope nicht leistungsfähig genug sind, um ihre Struktur zu offenbaren. Nach der Stringtheorie würden wir einen kleinen schwingenden String sehen, wenn wir ein Punktteilchen auf irgendeine Weise hinreichend vergrößern könnten. Tatsächlich sagt die Theorie, Materie sei nichts als die von diesen schwingenden Strings geschaffenen Harmonien. Wie es eine unendliche Zahl von Harmonien gibt, die sich für die Geige komponieren lassen, so gibt es auch eine unendliche Zahl von Materieformen, die sich aus schwingenden Strings konstruieren lassen. Das erklärt die Fülle der in der Natur vorkommenden Teilchen. Ahnlich kann man die Gesetze der Physik mit den Harmoniegesetzen vergleichen, die sich aus den Bedingungen der Violinsaite ergeben. Dann wäre das Universum selbst, das sich aus unzähligen schwingenden Strings zusammensetzt, mit einer Symphonie vergleichbar.
       Nicht nur die Beschaffenheit von Teilchen kann die Stringtheorie erklären, sondern auch die der Raumzeit. Wenn sich ein String in der Raumzeit bewegt, führt er eine komplizierte Bewegungsfolge aus. Er kann sich auch in kleinere Strings aufteilen oder mit anderen Strings zusammenstoßen und längere Strings bilden. Entscheidend ist, daß alle diese Quantenkorrekturen oder Schleifendiagramme endlich und berechenbar sind. So ist die Stringtheorie die erste Quantentheorie der Gravitation in der Geschichte der Physik, die endliche Quantenkorrekturen besitzt. (Wie gezeigt, erfüllte keine der bekannten früheren Theorien – weder Einsteins Theorie noch die Kaluza-Klein-Theorie noch die Supergravitation – dieses entscheidende Kriterium.)
       Um die komplizierten Bewegungen auszuführen, muß ein String einer großen Zahl von Konsistenzbedingungen gehorchen. Diese Bedingungen sind so zwingend, daß sie die Raumzeit außerordentlich restriktiven Voraussetzungen unterwerfen. Mit anderen Worten, der String kann sich nicht, wie ein Punktteilchen, konsistent durch eine beliebige Raumzeit bewegen.
    Als man die Einschränkungen, die der String der Raumzeit auferlegt, erstmals berechnete, stellte man voller Verblüffung fest, daß sich aus dem String Einsteins Gleichungen ergaben. Das war bemerkenswert: Ohne eine einzige dieser Gleichungen vorauszusetzen, erlebten die Physiker, daß sie wie durch Zauberei aus der Stringtheorie folgten. Damit waren Einsteins Gleichungen nicht mehr fundamental; sie ließen sich aus der Stringtheorie ableiten.
    Wenn das stimmt, kann die Stringtheorie das alte Rätsel um die Beschaffenheit von Holz und Marmor lösen. Einstein nahm an, der Marmor allein werde eines Tages alle Eigenschaften des Holzes erklären können. Für Einstein war Holz nur ein Knick oder eine Schwingung in der Raumzeit, nicht mehr und nicht weniger. Quantenphysiker waren da ganz anderer Ansicht. Nach ihrer Auffassung ließ