Unsere Welt zu verstehen:  Stringthorie Universum

 

 
Warum Stringthorie

über ein konkretes Universum so gut wie nichts aussagen kann

— hmsgnr0550z

 
 
Wie Stringtheoretiker glauben erkannt zu haben, liefert die M-Theorie grob etwa 10⁵⁰⁰ Modelle für möglicherweise existierende Universen [was man wohl so zu verstehen hat, dass man sämtliche Kompaktifizierungen der versteckten Dimensionen als nur eine zählt, die sich – gerundet hin zur Planckskala – im Bereich unseres Universums bzw. irgend einer nur endlich großen Teilregion des gesamten, möglicherweise unendlich weiten Weltalls, nicht mehr unterscheiden].
 
Die Aufgabe, in dieser dann immer noch unglaublich großen Menge von Modellen jenes zu finden, welches unser Heimat-Universum am genauesten beschreibt, erscheint allzu schwierig. Erste Schritte sie zu lösen, sind dennoch schon unternommen. Hier ein Beispiel:
 
Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik gruppiert schon beobachtete Elementarteilchen nach 3 Familien. Andererseits haben durch p-Branes dargestellte Elementarteilchen unter­schiedliche Eigenschaf­ten je nachdem welches Modell (der so überaus vielen) man zugrundelegt. Wirklich zu unserem Universum passen können also nur Modelle, die für die Elementarteilchen Eigenschaften postulieren, die denen ent­sprechen, die unsere Experimentalphysik bislang beobachtet hat. Eine dieser Eigenschaften entspricht der Gruppierung nach Familien, und etwas dazu Vergleichbares findet sich auch in den durch die M-Theorie erlaubten Weltmodellen: Die Form nämlich, die jedes solche Modell den im Quantenschaum auftre­ten­den Flächen zuordnet, bestimmt wesentlich die Eigenschaften der nach dem jeweiligen Modell möglichen Ele­mentarteilchen.
 
Edward Witten sieht deswegen als mögliche Kandidaten für das Modell unseres Universums vor allem jene Modelle der M-Theorie, in denen (den 3 real beobachteten Familien von Elementarteilchen entsprechend) die Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten 3 lochartige Trichter aufweisen: Jene nämlich führen zu einer Familien­bildung der vom Modell vorhergesagten Elementarteilchen, die der entspricht, die wir vom Standardmodell her kennen.
 
Nun: Selbst wenn man wirklich sehr gut passende Modelle findet, bedeutet das noch lange nicht, dass M-Theorie nicht Millarden weiterer kennt, die noch wesentlich besser passen.
 
 
Insbesondere kann M-Theorie nicht dadurch ad absurdum geführt werden,
 
dass in diesem oder jenem ihrer Modelle
 
Widersprüche zur Realität unseres Universums gefunden werden.
 
Hierdurch, so denke ich, wird es Physikern, die der Stringtheorie ablehnend gegenüberstehen,
 
fast unmöglich werden, sich durchzusetzen.
 
 
Umgekehrt scheint klar, dass der Weg hin zur Kenntnis der ersehnten Weltformel wohl auch mit Hilfe der M-Theorie von Menschen niemals wird zu Ende gegangen werden können. Neue Erkenntnisse schneller als bisher zu gewinnen, könnte sie aber wohl sicher helfen.
 
Hinweis nebenbei: Es gibt Varianten der Stringtheorie, in denen Strings auch negative Energie haben können, womit sie dann Tachyonen wären – Teilchen also, die sich schneller als das Licht bewegen könnten. Da Physiker nicht an Tachyonen glauben, sehen sie diese Varianten der Stringtheorie als nicht sinnvoll an. Tatsächlich aber hat man die in entsprechenden mathematischen Ausdrücken auftretenden Minuszeichen wohl nur noch nicht der richtigen Größe zugeordnet (so wie es im heute als überholt geltenden Modell der Dirac Sea ja auch mal war).