Stringtheorie

Die Stringtheorie ist ein Ansatz der theoretischen Physik, der die fundamentalen Bausteine des Universums nicht als punktförmige Teilchen beschreibt, sondern als winzige, eindimensionale schwingende Fäden, die Strings. Die Schwingungsform eines Strings bestimmt, als welches Teilchen er in Erscheinung tritt, ob als Elektron, Quark oder Photon, ähnlich wie eine Saite je nach Schwingung verschiedene Töne erzeugt. Ihr großes Versprechen ist die Vereinigung von Quantenmechanik und Gravitation zu einer einzigen Theorie von allem.

Damit die Mathematik widerspruchsfrei bleibt, benötigt die Stringtheorie mehr als die vertrauten vier Dimensionen. Die Superstringtheorie verlangt zehn Dimensionen, die übergeordnete M-Theorie elf. Die zusätzlichen Raumdimensionen müssen so winzig aufgerollt, also kompaktifiziert, sein, dass wir sie nicht bemerken, oft beschrieben durch komplexe Geometrien, die Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten. Je nachdem, wie diese Dimensionen gefaltet sind, ergeben sich unterschiedliche physikalische Gesetze, was zu einer riesigen Landschaft denkbarer Universen führt.

Trotz jahrzehntelanger Arbeit hat die Stringtheorie bislang keine Vorhersage gemacht, die sich mit heutigen Experimenten überprüfen ließe. Kritiker wie Lee Smolin und Peter Woit werfen ihr deshalb vor, sich von der empirischen Wissenschaft entfernt zu haben. Befürworter verweisen auf ihre mathematische Tiefe und innere Geschlossenheit. Sie bleibt der führende, aber unbestätigte Kandidat für eine Theorie der Quantengravitation.

Für die Science-Fiction sind die verborgenen Extradimensionen ein Geschenk. Sie liefern die Begründung für Hyperraum, Parallelwelten und höherdimensionale Wesen. Der Tesserakt in Interstellar, zahllose Hyperraum-Antriebe und das gesamte Multiversum-Motiv schöpfen aus diesem Bild. Die reale Stringtheorie erlaubt keine überlichtschnelle Reise, doch ihre Vorstellung gefalteter, unsichtbarer Dimensionen befeuert das Genre wie kaum eine andere physikalische Idee.