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Quantengravitation: Für immer unvereinbar?

Bis heute scheiterten sämtliche Versuche, eine Quantentheorie der Gravitation zu entwickeln. ­Einige der führenden Experten sehen inzwischen der Möglichkeit ins Auge, dass ihr Vorhaben vielleicht gar nicht realisierbar ist. Doch dafür müssen sie ihr Verständnis der Quantenphysik grundlegend überdenken.
QuantengravitationLaden...

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entstanden zwei Theorien, die unser Weltbild völlig auf den Kopf gestellt haben: die Quantenphysik, die das seltsame Verhalten mikroskopischer Teilchen beschreibt, und die allgemeine Relativitätstheorie, bei der es um die Raumzeit und die dadurch entstehende Schwerkraft geht. Von der kleinsten bis zur größten Skala revolutionierten diese beiden Ideen unsere Vorstellung vom Universum: dass Objekte sich mal wie ein Teilchen, mal wie eine Welle verhalten und dass Raum und Zeit keinesfalls starr sind, sondern sich verändern können.

Allerdings sind die zwei Konzepte nicht miteinander kompatibel. Seit ihrer Entdeckung suchen Physiker nach einer fundamentalen Theorie, die beide zusammenführt. Eine Lösung ist noch nicht in Sicht. Aber ist eine Verschmelzung überhaupt notwendig? Und wenn ja, ist eine Theorie der Quantengravitation die einzige Möglichkeit, das zu erreichen? Einige Wissenschaftler – darunter auch ich – gehen inzwischen einen anderen Weg. Wir versuchen beide Welten in Einklang zu bringen, ohne eine Quanten­theorie der Schwerkraft zu entwickeln.

Dafür müssen wir die Grundlagen der Quantenphysik überdenken …

August 2019

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft August 2019

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  • Quellen

Bose, S. et al.: A spin entanglement witness for quantum gravity. Physical Review Letters 119, 2017

Ghirardi, G.: Collapse theories. In: Zalta, E. N. (Hg.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy, 2016

Gisin, N.: Stochastic quantum dynamics and relativity. Helvetica Physica Acta 62, 1989

Kafri, D. et al.: A classical channel model for gravitational decoherence. New Journal of Physics 16, 2014

Møller, C.: Les theories relativistes de la gravitation. Nuclear Physics 40, 1962

Rosenfeld, L.: On quantization of fields. Nuclear Physics 40, 1963

Tilloy, A.: Ghirardi-Rimini-Weber model with massive flashes. Physical Review D 97, 2018