Vor dem Urknall

harmonieartigen Variationen zu einem anderen Teilchen führt.
    Es sollte betont werden, dass die Strings in der Stringtheorie keine buchstäblichen Saiten oder ein Stück Schnur sind. Ganz offensichtlich bestehen sie nicht aus Schnur (die ja selbst aus Atomen besteht), aber sie sind auch darüber hinaus keine richtigen Saiten. Die Umschreibung mit Strings ist nur ein Modell. Genauso wie wir uns das Licht als Teilchen oder Welle vorstellen können, es aber in Wirklichkeit weder das eine noch das andere ist – es ist einfach nur Licht –, so ähnlich können wir uns Teilchen denken, die aus Strings aufgebaut sind. Aber eigentlich meinen wir damit abstrakte Konstrukte, die zufällig ein Verhalten zeigen, das uns an schwingende Saiten erinnert.
    Diese Theorie ist wirklich einzigartig in der Wissenschaftsgeschichte, weil sich die Theorie aus der Mathematik ergab, während es sonst eigentlich umgekehrt ist. Beim üblichen Ansatz beobachtet jemand die Wirklichkeit und konstruiert anhand seiner Beobachtungen eine Theorie. Bei der Stringtheorie gab es interessante, abstrakte, multidimensionale Mathematik, die ein Verhalten zeigte, das zufällig mit der Wirklichkeit übereinstimmte. Dieser Fund wurde dann als Grundlage für die Theorie benutzt. Die Stringtheorie hat nebenbei auch das minimale Problem, zehn Dimensionen zu benötigen, damit sie funktioniert. Darüber später mehr. Dennoch ist es ein leistungsstarkes Konzept, an dem mittlerweile Hunderte von Wissenschaftlern arbeiten.

Branen
    Die M-Theorie, die noch eine besondere Bedeutung für das haben wird, was vor dem Urknall war, ist eine Weiterentwicklung der Stringtheorie, die den zehn Dimensionen, die ihre Vorgängerin braucht, noch eine elfte hinzufügt, sodass wir zehn Raumdimensionen und eine Zeitdimension haben. Die M-Theorie hat als elementare Einheit eine «Bran». Das ist eine multidimensionale Membran. Sie kann beliebig viele, aber höchstens zehn Dimensionen haben, allerdings in einer eindimensionalen Form, durch verschiedene andere Dimensionen verdreht und zu einem String vereinfacht (was die Stringtheorie zu einer Teilmenge der M-Theorie macht).
    Die M-Theorie beschreibt unser Universum als eine dreidimensionale Bran, die durch die höheren Dimensionen des Raums schwebt. Ihre Entwicklung erwies sich für viele Stringtheoretiker als eine Erleichterung, da sie fünf unterschiedliche, inkompatible Versionen der Stringtheorie, die zuvor aufgetaucht waren, durch Hinzufügung dieser zusätzlichen Dimension vereinheitlichen konnte. Einer der seltsamsten Aspekte der M-Theorie: Niemand scheint zu wissen, warum sie so genannt wird. Das «M» steht angeblich für Membran (was Sinn macht) oder auch für Mysterium oder Magie. Es ist schon merkwürdig, dass der Physiker Ed Witten vom Institute of Advanced Studies in Princeton, der die M-Theorie konzipierte, nie eindeutig erklärt hat, warum sie so heißt.
    Wie wir noch sehen werden, lässt die M-Theorie einen neuen dramatischen Blick auf den Anfang des Universums zu. Andererseits gibt es eine Reihe anerkannter Wissenschaftler, die die Stringtheorie und die M-Theorie überhaupt nicht als Wissenschaft betrachten.
    Lassen wir diese Kritik eine Weile auf sich beruhen. Die M-Theorie bietet eine hochdramatische, alternative Sicht auf die Entstehung des Universums an. Um zunächst einmal ein Gefühl dafür zu bekommen, was die M-Theorie vorschlägt, muss man ein Universum mit mehr als vier Dimensionen begreifen. Gewohnt sind wir an die drei Dimensionen unserer Alltagserfahrung plus Zeit, aber die M-Theorie verlangt, dass wir uns auf ein paar mehr Dimensionen einstellen. Insgesamt sind es elf.
    Da man sich das unmöglich vorstellen kann, versuchen Sie es erst gar nicht. Über drei Dimensionen hinauszugehen ist lange Zeit eine Domäne von Mathematikern, Science-Fiction- und Fantasy-Autoren gewesen. In der Literatur der 1950 er Jahre war «die vierte Dimension» oder eine «Paralleldimension» eine Hauptstütze für eine Alternativwelt, die parallel zu unserer Welt existierte. Dabei ging es vielmehr um die Beschreibung eines anderen Universums als buchstäblich um eine andere Dimension. In der Mathematik sind Dimensionen lediglich Zahlenreihen. Zwei Dimensionen sind eine Tabelle wie ein Arbeitsblatt. Drei Dimensionen sind ein Stapel Tabellen, wie eine Reihe paralleler Arbeitsblätter. Vier Dimensionen sind eine Tabelle, wo jedes Element ein dreidimensionales Arbeitsblatt ist und so weiter, wie es Ihnen beliebt. Für Mathematiker