Physik-Rätsel: Jagd nach der Weltformel

Wie Forscher die Quantenwelt mit der Relativitätstheorie verbinden wollen.

Die wohl größte Herausforderung der modernen Physik ist der Suche nach einer allumfassenden „Theory of Everything“, der so genannten „Weltformel“. Derart sollen die widersprüchlichen Gedankengebäude von Quantenphysik und Relativitätstheorie in Einklang gebracht werden – also Mikro- und Makrokosmos. Bislang ist dies unmöglich: Wenn man etwa Einsteins Formeln mit Gesetzen der Quantenwelt verquickt, ergibt dies keinen Sinn.

Weltweit suchen Physiker wie Edward Witten aus Princeton nach Möglichkeiten, die beiden Stützpfeiler der Physik zu verbinden. Ein Ansatz dabei ist die so genannte Superstring-Theorie. Die Idee beruht auf der Annahme fadenförmiger Gebilde, die gewissermaßen zwischen verschiedenen Raumtopologien vibrieren und eine Brücke zwischen den Physikwelten darstellen könnten. Zudem wird in Erwägung gezogen, dass die Strings neben den drei bekannten Dimensionen noch weitere Raumrichtungen haben. So entsteht ein zehn- oder mehrdimensionales Modell, das auch den Faktor Zeit kennt.

Kaum ein Experte behauptet, dass dieses Modell leicht vorstellbar wäre. „Es stellt unser Verständnis von Physik auf die Probe“, meint etwa der Physiker und Buchautor Paul Davies. Doch genau derlei Gedankenexperimente seien es, die letztlich oft zu neuen Erkenntnissen führten – weshalb auch die Befassung mit Zeitreisen sinnvoll sei. Umgekehrt könnte die Weltformel, glaubt etwa der Physiker Stephen Hawking, eines Tages auch viele Paradoxa von Zeitreisen aufklären: „Wenn man Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantentheorie verbindet“, so Haw-king, „kommt eine Zeitreise in den Bereich des Möglichen.“