Raumzeit - Provokation der Schoepfung

entstehen Elementarteilchen aus einer Art vibrierender beziehungsweise schwingender, ultrawinziger Saiten. So wie die Saite einer Harfe in unterschiedlicher Weise schwingen kann und dadurch auch unterschiedliche Töne erzeugt, vibrieren auch die Strings unterschiedlich und produzieren unterschiedliche Teilchen. Die verschiedenen Schwingungen eines Strings, das heißt unterschiedliche Amplitude und unterschiedliche Frequenz, verursachen damit ein unterschiedliches Teilchen.
    Die verschiedenen Schwingungen der Strings lassen alles in unserem Universum entstehen. Die Strings sind so klein – 10 −33 cm –, dass sie kein Mikroskop oder Teilchenbeschleuniger sichtbar machen kann.
    Könnten wir einen Ausschnitt der RaumZeit mit den Elementarteilchen immer weiter mit einem hypothetischen Supermikroskop vergrößern, würden wir schließlich die vibrierenden Strings in einem brodelnden, fluktuierenden Quantenschaum erblicken. Hier entstehen Teilchen, vergehen wieder, andere lassen Quarks entstehen, um Protonen und Neutronen zu bilden. Die »Landschaft« des ständig bewegten Quantenvakuumschaums verursacht unentwegt sich wandelnde Täler und Gipfel. Die RaumZeit, die für unser Instrumentarium so glatt und bewegungslos erscheint, ist in Wahrheit auf ultramikroskopischer Ebene, das heißt unterhalb der Plank’schen Länge, durchzogen von »violenten Vulkanen«, einem wilden Ozean energetischer Phänomene. Nach der Stringtheorie wird unser Universum – uns mit einbezogen – von vibrierenden, kreisenden Strings beherrscht, deren Größe so gering ist, dass Elementarphysiker, wenn überhaupt, nur punktförmige Teilchenspu ren registrieren können.

    Abb. 5: Stringtheorie:A < offener String, B < geschlossener String. Strings in unterschiedlichen Schwingungszuständen.
    Wir haben schon anfänglich festgestellt, dass nach dieser Modellvorstellung Strings entweder offene Enden haben oder auch geschlossen sein können, wobei davon ausgegangen wird, dass die geschlossenen, vibrierenden Strings das Phänomen der Gravitation verursachen.
    Die eindimensionalen Strings erhalten ihre dreidimensionale Eigenschaft, weil sie mit einer bestimmten Frequenz schwingen. Oft wird von der Superstringtheorie gesprochen. Der Begriff entstammt der Idee, dass die Strings supersymmetrisch sind und dass sie zu einer der verschiedenen symmetrischen Gruppen der Elementarteilchen in Beziehung stehen.
    Das Konzept, dass einzelne Elementarteilchen ein Resultat der Schwingungsanregung der Strings sind, wobei die Schwingung einer bestimmten Energie entspricht, scheint im Grunde genommen attraktiv zu sein. Doch bei der mathematischen Ausarbeitung entstanden erst einmal erschreckende Konsequenzen, denn die quantenphysikalischen Auswirkungen der Strings funktionierten nur in 26 Dimensionen. Bei weiterer Ausarbeitung reduzierten sich diese Dimensionen auf zehn. Das war eine ungeheure Vorstellung, zu unseren gewohnten drei Dimensionen Raum und einer Dimension Zeit sechs zusätzliche Dimensionen einbeziehen zu müssen. Diese zusätzlichen Dimensionen wären kompaktifiziert, das heißt in sich zusammengerollt, und würden als winzige Raumobjekte versteckt überall existieren.
    Zu Ehren der Mathematiker Eugenio Calabi von der Universität Pennsylvanien und Shing-Tung-Yau von der Harvard-Universität wurden diese verborgenen, zusammengerollten Raumobjekte Calabi-Yau-Räume beziehungsweise Calabi-Yau-Mannigfaltigkeit getauft. Die Beschreibung dieser Calabi-Yau-Räume ist sehr kompliziert, und das ist auch gar nicht erstaunlich, handelt es sich doch hier um sechs beziehungsweise sieben zusätzliche Dimensionen, wie wir noch sehen werden.
    Die Calabi-Yau-Räume beeinflussen natürlich das energetische Verhalten der Strings. Neben unserer gewohnten RaumZeit der vier Dimensionen existieren also zusätzlich verborgene, kompakt verschachtelte, winzige sechsdimensionale Raumobjekte, die durch ihre besonderen mathematischen Eigenschaften definiert werden und eigentlich Bestandteil der Stringtheorie sind. Bereits 1919 stellte der polnische Mathematiker Theodor Kaluza von der Universität Königsberg die These auf, dass das Universum möglicherweise mehr als drei räumliche Dimensionen aufweisen könnte. Er kam zu dieser Überlegung, weil er die Möglichkeit sah, Einsteins allgemeine Relativitätstheorie und Maxwells magnetische Theorie zusammenzuführen.
    Der schwedische Mathematiker Oskar Klein war von Kaluzas Theorie so angetan, dass er diese Vorstellung weiter vertiefte,