Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

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.
Quantengravitation

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 …

Kennen Sie schon …

Sterne und Weltraum – Explosion in Andromeda – Die Supernova von 1885

Die Supernova S Andromedae, die sich außerhalb unserer Galaxis in einer Entfernung von rund 2,5 Millionen Lichtjahren in der Andromedagalaxie ereignete, wurde von dem Astronomen Ernst Hartwig schon im Jahr 1885 entdeckt. Er schrieb damit Astronomiegeschichte. Heute setzen Instrumente wie das neue 4MOST Maßstäbe für die Forschung. Es kann mehr als 2000 Objekte am Himmel gleichzeitig ins Visier nehmen – Sternbeobachtung von den Anfängen bis ins digitale Zeitalter. Darüber hinaus: Schwarze Löcher, die nach dem Verschlingen eines Sterns nach einiger Zeit im Radiobereich wieder aufleuchten, die Geburt eines weißen Zwerges durch eine Sternkollision sowie unser Praxistipp zur Beobachtung des Südhimmels mit Remote-Teleskopen von zu Hause aus.

Spektrum - Die Woche – Unsere Forschungshighlights aus 2025

Fortschritte in der Krebsimmuntherapie, neue Erkenntnisse zum Altern, Entwicklungen in der Quantenphysik, KI in der Mathematik und bedeutende astronomische Beobachtungen: In der letzten »Woche«-Ausgabe des Jahres 2025 blicken wir auf die zentralen Forschungsergebnisse zurück.

Spektrum - Die Woche – Ein alter KI-Ansatz für wahre maschinelle Intelligenz?

Wahre maschinelle Intelligenz – Transparenz und feste Regeln zeigen einen Weg, die KI die Fähigkeit geben könnte, logische Schlüsse zu ziehen. Außerdem: Eisen für die Energiewende verbrennen, das Paradoxon fehlender Information im Universum und Schaden Energydrinks dem Gehirn Jugendlicher?

  • 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

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.