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Leben wir in einem Hologramm (Bild: Eric Leiser)

Dazu gibt es momentan verschiedene Ideen. Die Stringtheorie macht einen simplen Vorschlag: die Raumzeit selbst besteht aus Strings. Sie “verflechten” sich quasi zur Raumzeit; ohne ihre Vereinigung gibt es keinen Raum und keine Zeit. Das Problem ist allerdings, dass die Stringtheorie nicht hintergrundunabhängig ist: sie lässt sich nur in der Raumzeit formulieren; man kann Raum und Zeit (noch) nicht direkt ableiten sondern muss deren Existenz vorgeben.

Eine Variation davon existiert im Branwelt-Szenario wo man vorschlägt, dass alles, auch Raum und Zeit, aus Null-Branen zusammengesetzt ist. So wie die klassischen Punktteilchen besitzen Null-Branen keine räumliche Ausdehnung – aber weil sie immer quasi an Strings dran hängen, gibt es mit ihnen nicht die Probleme, die uns die klassischen Punktteilchen beschert haben.

Es gibt auch Alternativen zur Stringtheorie: die Schleifen-Quantengravitation beschreibt ebenfalls ein Universum, in dem die Raumzeit aus diskreten Objekten (den Schleifen die den Strings ähneln aber nicht identisch mit ihnen sind) zusammengesetzt ist. Diese Theorie IST hintergrundunabhängig – hat aber andere Probleme. Details dazu kann man in Martin Bojowalds Buch “Zurück vor den Urknall” nachlesen (das ich aber nur bedingt empfehlen kann; eine Rezension dazu gibts bei Jörg).

Vielleicht schafft man es in Zukunft, Stringtheorie und Schleifen-Quantengravitation irgendwie zu vereinen? Greene sagt:

“Ich denke, das wird der Funke sein, der eine dritte Superstringrevolution auslösen wird, in der, wie ich zuversichtlich annehme, viele der verbliebenen Rätsel gelöst werden.”

Also warten wir ab, was die Zukunft bringt! Sowohl die Theoretiker als auch die experimentellen Physiker arbeiten hart daran, die Rätsel von Raum und Zeit zu lüften. Aber vielleicht sind es die Astronomen, die schließlich die fehlenden Puzzlesteine liefern? Das wir bei der Beobachtung des Himmels Informationen über die mikroskopische Quantenwelt und den Anfang von Raum und Zeit gewinnen können, hat Greene ja schon in frühren Kapiteln erkärt. Er beendet das Buch mit diesen Sätzen:

“Doch ich persönlich kann mir nichts Poetischeres, kein eleganteres Ergebnis, keine vollständigere Vereinheitlichung vorstellen, als die Bestätigung unserer Theorien über die allerkleinsten Dinge – unsere Theorien über die ultramikroskopischen Beschaffenheit von Raum, Zeit und Materie – zu finden, indem wir unsere leistungsfähigsten Teleskope himmelwärts richten und still zu den Sternen emporschauen.”

Ein sehr schönes Schlußwort!




Noch mehr Buchrezensionen auf ScienceBlogs:
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Kommentare (12)

  1. #1 perk
    31. Mai 2010

    bitte noch korrigieren:
    – des Raums enorm Unterschiede
    – ega welchn
    – Aber immerhin: die Holographie könnte tatsächlich eine Eigenschaft des Universums, beschrieben durch die Stringtheorie sein!

  2. #2 perk
    31. Mai 2010

    narf das letzte ist natürlich kein fehler (außer in der kommasetzung) aber meinen lesefluss hat es arg durcheinandergebracht, der über dem restlichen artikel wie immer sehr zügig und turbulenzfrei war 😉

  3. #3 mike
    31. Mai 2010

    Kleiner Verdreher bei Stringtheorie/Loop-Quantum-Gravity:
    Stringtheorie ist hintergrundabhängig (bzw. nicht hintergrundunabhängig), da üblicherweise eine Hintergrund-Raumzeit vorausgesetzt wird, LQG ist hingegen hintergrundUNabhängig.

  4. #4 Florian Freistetter
    31. Mai 2010

    So – alles korrigiert. Das kommt davon, wenn man seine Artikel im Zug schreibt 😉 Da fehlt die nötige Ruhe…

  5. #5 Stefan Hambach
    1. Juni 2010

    Ich fand die Rezension alle sehr interessant.
    Mich würde noch interessieren, ob Du das Buch auch einem Laien (im wahrsten Sinne des Wortes) empfehlen kannst.

  6. #6 Florian Freistetter
    1. Juni 2010

    @Stefan: Wenn der Laie Lust hat, sich mit solchen Themen zu beschäftigen: auf jden Fall!

  7. #7 Ralph Ulrich
    9. Juni 2010

    Seit Einstein ist doch klar, dass Raum und Zeit untrennbar ineinander geflochten sind. Wenn es einen Welterschaffer – Gott – gibt, so muss er außerhalb der Zeit stehen, wenn er den Raum erschaffen hat: Warum sagt den Theologen dieses Faktum kein Physiker?

    Seit Einstein ist doch klar, dass Raum und Materie miteinander verwoben sind, mithin dass Gravitation nur eine Eigenschaft des Raumes ist. Warum sagt den Teilchenphysikern dies Faktum kein Relativitätstheoretiker, dass sie nicht unnötig nach Gravitationskraftteilchen suchen müssen?

  8. #8 Florian Freistetter
    9. Juni 2010

    @Ralph Ulrich: “Warum sagt den Teilchenphysikern dies Faktum kein Relativitätstheoretiker, dass sie nicht unnötig nach Gravitationskraftteilchen suchen müssen?”

    Danke für den Hinweis! Ich hab grad mal eben im CERN angerufen und den Leuten Bescheid gesagt. Die fahren jetzt den LHC und den Rest runter und legen sich am Genfer See in die Sonne.

  9. #9 Ralph Ulrich
    10. Juni 2010

    Ein in die Sonne legen könnte in manchen Bereichen der modernen Volkwirtschaft enorm zum Wohlstand beitragen. Denke an die letzten Krisen, aber das ist ein anderes Thema. Und für Forscher könnte dies Verhalten in Zusammenhang mit einem leichten Joint zu produktiveren Ideen in unserem verückten Universum führen

    Dieser Dein Blog Beitrag hat seltsame Hirnversuche bei mir ausgelöst, wie man sich die Zeit analog als holographische Fläche denken könnte. Das geht ein wenig über normal menschliche Vorstellungsmöglichkeiten (Holographie an sich ist ja schon erstaunlich). Es würde aber enorm gut passen zu dem Phenomän, dass ein Photon sich vor ein paar Millarden Jahren entscheidet, ob es von einem Forscher als Welle oder Teilchen gemessen werden will, denn es hätte ja auf der holographischen Zeitfläche (oder es ist sogar eine mehrdimensionale Zeitholographie?) direkten Kontakt zu den Umständen ein paar Milliarden Jahre später.

  10. #10 Ralph Ulrich
    10. Juni 2010

    Nachtrag: Weil das Photon sich mit Lichtgeschwindigkeit im Vakuum bewegt, vergeht für es nach Einstein auch keine Zeit. Also is es in der Zeitholographie nach ein paar Milliarden Jahren immer noch auf demselben Punkt!

  11. #11 perk
    10. Juni 2010

    an welchem punkt denn? ich habe so nen ganz leichten hauch einer ahnung was du sagen willst (was über die richtigkeit und sinnträchtigkeit noch nix aussagt) ich glaub sogar dass man es in sich widerspruchsfrei konkret formulieren könnte.. die mathematik und exakte sprache existiert ja zur genüge.. also versuchs mal, liest sich vllt interessant

    entscheidend ist welche mannigfaltigkeit mit welchem “rand” durch die eigenschaften auf dem rand bestimmt sein soll (in deinem bild)

  12. #12 Ralph Ulrich
    10. Juni 2010

    Nachtrag2: Wenn die Größe eines Objektes durch seine Raum in seiner Zeit bestimmt ist, dann sind die ältesten Photonen die zweitgrößten Elemente unseres Universums. Das größte ist bekanntlich das Universum selbst, was ja auch nur ein String ist, und umgestülpt auch gleichzeitig das kleinste Objekt wäre.

    @perk: Meine holographischen Gedanken zur Zeit entstanden durch Florians Satz: “die Holographie könnte tatsächlich eine Eigenschaft des Universums sein” und waren so anregend für mich, weil ich mir die Zeit bisher nur als Raum vorzustellen versucht hatte:

    Ein Raum in dem ein eventuell vorhandener Gott hin und her schweben kann, und deswegen genau jetzt (in seiner Zeit) noch an den Stellschrauben des Urknalls gemäß den Anforderungen der astrophysikalischen Forschung der Menscheit dreht. Ich glaube diese Theorie der gegenseitigen Einflußnahme gibt es aber schon: Danach könnte ein weiterer Ausbau der Stringtheorie unser Universum tatsächlich zu einem der Strings entwickeln.

    Aber dieses Raumbild der Zeit ist nur ein krückenhaftes Gedankenhilfsmittel in meiner theologischen Ausforschung. Die holographische Idee erscheint viel näher an den beobachteten Quantenmechanischen Tatsachen:

    Das Photon erstreckt sich in seiner Zeit schon beim Abflug bis zum Messgerät der physikalischen Forschungsanstalt. Da in unserer Zeit ein Photon zu klein ist um dies zu leisten, brauchen wir das Bild von der Holographie:
    ‘entscheidend ist welche mannigfaltigkeit mit welchem “rand” durch die eigenschaften auf dem rand bestimmt sein soll’ – Was eine selten gehörte Beschreibung der Holographie in deutscher Sprache ist und hervorsticht aus dem englischen Sprachbrei der Akademiker!