Wissenschaftler bauen ein Universum

Durch kausale Quantengravitation entsteht eine vierdimensionale Welt

Renate Loll von der Universität Utrecht in den Niederlanden und ihre Mitarbeiter haben einen Weg gefunden ein vierdimensionales Universum herzustellen. Geschafft haben sie dies, indem sie die Quantentheorie und die Relativitätstheorie vereinten, wie das Wissenschaftsmagazin Nature berichtet. Wissenschaftler sind sich einig, dass unser Universum vierdimensional ist, bestehend aus drei räumlichen und einer zeitlichen Dimension. Schon seit langem versuchen Forscher ein solches Universum zu rekonstruieren.

Seit fast 80 Jahren bemühen sich Wissenschaftler darum, die herrschende Gravitationstheorie mit der Quantentheorie in Einklang zu bringen. Man hat lange versucht herauszufinden, wie die unscharfe Natur der Raumzeit in den winzigen Einheiten, mit der die Quantentheorie arbeitet, zu einem solch großen, vierdimensionalen Universum wie dem unseren führen kann, wie Einstein es in seiner Theorie der Relativität beschreibt. Forscher, die sich mit diesem Problem auseinander gesetzt haben, nehmen an, dass jede Einheit eine Art vierdimensionales Dreieck mit drei Raumdimensionen und einer Zeitdimension ist. Die feine Struktur der Raumzeit könne gebaut werden, indem man diese Dreiecke aneinander klebt.

Die Wissenschaftler um Loll haben es geschafft, die Teile so zusammen zu fügen, dass sie unweigerlich ein vierdimensionales Universum ergeben. Dabei musste jeder einzelne Teil zwei Kriterien erfüllen. Zum Einen musste die Theorie der Relativität für jeden Teil gelten, so dass nichts schneller als das Licht durch sie hindurch gelangen konnte. Zum Zweiten musste der Aufbau das Prinzip der Kausalität wahren. Das bedeutet, dass ein Stück der Raumzeit nicht so konstruiert sein kann, dass ein Ereignis, irgendeine Änderung im Universum, vor seiner Ursache entstehen kann. Universen, die auf diese Weise erzeugt wurden, breiteten sich mit der Zeit aus, ganz wie es das richtige Universum seit dem Urknall macht. „Das war ganz unerwartet. Wir waren sehr überrascht“, sagte Loll.