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Extradimensionen: Aufstieg in die vierte Dimension

Drei Dimensionen sollten eigentlich reichen. Wer so denkt, sieht möglicherweise nur einen Ausschnitt des Universums.
Unbekannte Dimensionen - So sehen sie aus!

Veröffentlicht am: 31.01.2016

Laufzeit: 0:03:22

Sprache: deutsch

Untertitel: ohne Untertitel

Auf seinem YouTube-Kanal, der zu den größten deutschen Wissenschaftskanälen gehört, erklärt Leon Baar mit gut gemachten Whiteboard-Animationen physikalische Zusammenhänge.

Möglicherweise ist alles ganz einfach: Dann besteht das Universum aus drei Raumdimensionen (und einer Zeitdimension) – genau so, wie wir es tatsächlich wahrnehmen. Allerdings ist auch denkbar, dass die Welt mehr als die drei Raumdimensionen aufweist. Was genau könnte das aber bedeuten?

Zur Erklärung kann die Novelle Flatland von 1884 herhalten – wie in diesem Video. Anschaulich und unterhaltsam erklärt es, wie sich unbegreifliche Ereignisse in einer zweidimensionalen, "flachen" Welt ganz einfach erklären lassen, wenn man sie aus unserer dreidimensionalen Welt heraus betrachtet.

Die Essenz der Geschichte: Manche physikalischen Phänomene erscheinen nur deshalb rätselhaft, weil wir uns beim Versuch ihrer Erklärung auf drei Raumdimensionen beschränken. Würden wir sie aus der Perspektive einer vier- oder gar fünfdimensionalen Welt untersuchen, könnten wir unser Bild möglicherweise vervollständigen.

Und so erweist sich das Video – das über 4D allerdings nicht hinausgeht – als hilfreicher Ausgangspunkt für Physiker, die erklären müssen, warum sogar eine in neun Dimensionen (plus eine Zeitdimension) formulierte Theorie sinnvoll sein kann. Zu den Kandidaten einer Theorie von Allem, die alle Grundkräfte der Natur in einem gemeinsamen Rahmen beschreibt, zählt nämlich die Stringtheorie, die in einigen ihrer Varianten (wie zum Beispiel im Typ 2 B) tatsächlich von neun Raumdimensionen ausgeht.

Wo aber verbergen sich die ominösen sechs Extradimensionen? Laut Theorie finden sie sich gewissermaßen angeheftet an jeden Raumzeitpunkt unserer Welt, als so genannte kompaktifizierte Räume, oder anschaulicher: als winzig kleine Dimensionsknäuel. Zwar sind sie viel zu klein, als dass wir sie vermessen, sehen oder gar betreten könnten. Doch es ist ungemein hilfreich, sich ihre Existenz vorzustellen.

Denn abhängig von der Art, wie diese Zusatzdimensionen verknäult ("gefaltet") sind, lassen sich mittels der Stringtheorie zwei charakteristische Werte ausrechnen: die so genannte Vakuumenergie des Universums und die Zahl der Teilchengenerationen.

Messen können wir diese Größen schon heute. Erweist sich die Theorie als richtig, werden wir sie künftig aber auch berechnen und damit erklären können. Mit anderen Worten: Extradimensionen könnten uns zu nichts weniger als der "Theorie von Allem" führen!

Dummerweise gibt es (neben vielen anderen Problemen) rund 10500 Möglichkeiten, sechs Dimensionen zu falten – die "richtige" haben Physiker darunter schlicht noch nicht finden können, dafür sind die mathematischen Schwierigkeiten zu groß.

Hut ab jedenfalls vor "100 Sekunden Physik" und diesem Video, das uns anregt, die Welt einmal von einer höheren Warte aus zu betrachten!

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