#3 Der Hyperraum (jenseits unseres Universums)
Verfasst: 24. Aug 2010, 23:00
Hallo liebe Abenteurer!
Der Hyperraum als Einstieg in eine wissenschaftliche Diskussion – oder pure Science Fiction? Na ja, eigentlich keines von beidem – oder doch von beidem Etwas.
Wie wird denn in der modernen Physik der Hyperraum diskutiert? Nun, nicht in dem Sinne, wie wir das aus Star Wars kennen. Die Mathematiker und Physiker haben konkrete mathematische Modelle entwickelt, die eben mehr als die für uns sichtbaren drei Raumdimensionen (Länge, Breite, Höhe) bzw. vier Dimensionen (wenn man die Zeit noch mitrechnet) beinhalten. Daran ist zunächst nichts Spannendes.
Ich greife mir daher mal eine eher spekulative (= nicht bestätigte) Theorie heraus, derzufolge unser Universum in einem höherdimensionalen Raum eingebettet ist, welcher zumindest indirekt physikalisch messbare Auswirkungen haben sollte.
Denken wir uns zunächst ein zweidimensionales Bild unseres Universums. Alle Planeten, Sterne und Galaxien seien auf einer (gekrümmten) Fläche aufgezeichnet. Die Geschichte unseres Universums ist dann eine Abfolge derartiger Flächen – so ähnlich wie in einem Daumenkino (natürlich ist das so nicht real, aber nur wenn wir eine Dimension weglassen, haben wir die Chance, in etwa ein anschauliches Bild des Hypperraums zu erhalten). Nun betrachten wir zu einem Zeitpunkt eine derartige Fläche eingebettet in den normalen dreidimensionalen Raum. Dieser (bzw. genauer die dritte Dimension) wäre dann der Hyperraum. Man kann sich vorstellen, dass man z.B. bei stark gekrümmten Flächen sogar Abkürzungen durch diesen Hyperraum finden könnte.
Falten wir die zweidimensionale Fläche zusammen, so berührt sie sich selbst. Dennoch ist die jeweils andere Fläche absolut unsichtbar, denn wir sowie sämtliche Materie und Strahlung können uns nur innerhalb einer Fläche bewegen. Die benachbarte Fläche – obwohl nur den Bruchteil eines Millimeters von uns entfernt – bleibt unsichtbar.
Tatsächlich gibt es eine Theorie (die sogenannte M-Theorie, eine Verallgemeinerung der Stringtheorie), derzufolge unser Universum eine unendlich ausgedehnte dreidimensionale „Membrane“ sein könnte, die in einem zehndimensionalen Raum „schwimmt“ (d.h. die Entsprechung des zweidimensionalen Bildes des Universums wäre das dreidimensionale Universum, die Entsprechung des dreidimensionalen Hyperraumes wäre der zehndimensionale Raum). Die elfte Dimension entspräche der Zeit.
Welche physikalischen Effekte könnte es denn in einer derartigen Theorie geben?
Zum ersten untersuchen die Forscher, ob der Urknall statt einer Explosion des Universums selbst nicht der Zusammenprall zweier fast paralleler Membranen gewesen sein könnte, und ob sich bestimmte physikalisch messbare Größen dann von den Vorhersagen aus der „gewöhnlichen“ Urknalltheorie unterscheiden.
Zum zweiten sagen die Theorien voraus, das nicht alle Wechselwirkungen (Kräfte) auf eine Membran beschränkt bleiben sein sollten. Stattdessen könnte die Gravitation auf eine Masse auf der benachbarten Membran einwirken. Dies ist ein durchaus interessanter Aspekt, da man heute davon ausgehen muss, dass es noch unentdeckte (sogenannte dunkle) Materie im Universum geben muss – warum nicht in einem eng benachbarten Universum?
Dies könnte praktisch im Vorbeigehen auch erklären, warum die Gravitation im Vergleich zu allen anderen Kräften so schwach ist; sie breitet sich in allen zehn Dimensionen aus, während sich die anderen Kräfte auf die bekannten drei Dimensionen konzentrieren.
Als letztes steht die Möglichkeit im Raum, dass sich von unserer Membran, d.h. von unserem Universum, zufällig „Blasen“ (wie Kaugummiblasen) ablösen, und daraus neue, kugelförmige sowie bei vollständigem Ab- bzw. Aufreißen auch ausgedehnte neue Universen entstehen. Dies eröffnet das faszinierende Bild, dass unser Universum (unsere Membran) neben unendlich vielen anderen Universen in einem zehndimensionalen Multiversum „schwimmt“, wobei ständig Kollisionen zwischen verschiedenen Universen stattfinden oder durch Ablösen von Blasen neue Universen entstehen …
Wenn ihr nun Lust bekommen habt, euch mit auf die Reise durch das Universum zu begeben und mitzudiskutieren, wie unser Universum entstanden sein könnte, wie es weitergeht, ob und wie es endet, was davor war, was sich außerhalb bzw. jenseits unseres Universums befindet, …, dann herzlich willkommen und viel Spaß.
Der Hyperraum als Einstieg in eine wissenschaftliche Diskussion – oder pure Science Fiction? Na ja, eigentlich keines von beidem – oder doch von beidem Etwas.
Wie wird denn in der modernen Physik der Hyperraum diskutiert? Nun, nicht in dem Sinne, wie wir das aus Star Wars kennen. Die Mathematiker und Physiker haben konkrete mathematische Modelle entwickelt, die eben mehr als die für uns sichtbaren drei Raumdimensionen (Länge, Breite, Höhe) bzw. vier Dimensionen (wenn man die Zeit noch mitrechnet) beinhalten. Daran ist zunächst nichts Spannendes.
Ich greife mir daher mal eine eher spekulative (= nicht bestätigte) Theorie heraus, derzufolge unser Universum in einem höherdimensionalen Raum eingebettet ist, welcher zumindest indirekt physikalisch messbare Auswirkungen haben sollte.
Denken wir uns zunächst ein zweidimensionales Bild unseres Universums. Alle Planeten, Sterne und Galaxien seien auf einer (gekrümmten) Fläche aufgezeichnet. Die Geschichte unseres Universums ist dann eine Abfolge derartiger Flächen – so ähnlich wie in einem Daumenkino (natürlich ist das so nicht real, aber nur wenn wir eine Dimension weglassen, haben wir die Chance, in etwa ein anschauliches Bild des Hypperraums zu erhalten). Nun betrachten wir zu einem Zeitpunkt eine derartige Fläche eingebettet in den normalen dreidimensionalen Raum. Dieser (bzw. genauer die dritte Dimension) wäre dann der Hyperraum. Man kann sich vorstellen, dass man z.B. bei stark gekrümmten Flächen sogar Abkürzungen durch diesen Hyperraum finden könnte.
Falten wir die zweidimensionale Fläche zusammen, so berührt sie sich selbst. Dennoch ist die jeweils andere Fläche absolut unsichtbar, denn wir sowie sämtliche Materie und Strahlung können uns nur innerhalb einer Fläche bewegen. Die benachbarte Fläche – obwohl nur den Bruchteil eines Millimeters von uns entfernt – bleibt unsichtbar.
Tatsächlich gibt es eine Theorie (die sogenannte M-Theorie, eine Verallgemeinerung der Stringtheorie), derzufolge unser Universum eine unendlich ausgedehnte dreidimensionale „Membrane“ sein könnte, die in einem zehndimensionalen Raum „schwimmt“ (d.h. die Entsprechung des zweidimensionalen Bildes des Universums wäre das dreidimensionale Universum, die Entsprechung des dreidimensionalen Hyperraumes wäre der zehndimensionale Raum). Die elfte Dimension entspräche der Zeit.
Welche physikalischen Effekte könnte es denn in einer derartigen Theorie geben?
Zum ersten untersuchen die Forscher, ob der Urknall statt einer Explosion des Universums selbst nicht der Zusammenprall zweier fast paralleler Membranen gewesen sein könnte, und ob sich bestimmte physikalisch messbare Größen dann von den Vorhersagen aus der „gewöhnlichen“ Urknalltheorie unterscheiden.
Zum zweiten sagen die Theorien voraus, das nicht alle Wechselwirkungen (Kräfte) auf eine Membran beschränkt bleiben sein sollten. Stattdessen könnte die Gravitation auf eine Masse auf der benachbarten Membran einwirken. Dies ist ein durchaus interessanter Aspekt, da man heute davon ausgehen muss, dass es noch unentdeckte (sogenannte dunkle) Materie im Universum geben muss – warum nicht in einem eng benachbarten Universum?
Dies könnte praktisch im Vorbeigehen auch erklären, warum die Gravitation im Vergleich zu allen anderen Kräften so schwach ist; sie breitet sich in allen zehn Dimensionen aus, während sich die anderen Kräfte auf die bekannten drei Dimensionen konzentrieren.
Als letztes steht die Möglichkeit im Raum, dass sich von unserer Membran, d.h. von unserem Universum, zufällig „Blasen“ (wie Kaugummiblasen) ablösen, und daraus neue, kugelförmige sowie bei vollständigem Ab- bzw. Aufreißen auch ausgedehnte neue Universen entstehen. Dies eröffnet das faszinierende Bild, dass unser Universum (unsere Membran) neben unendlich vielen anderen Universen in einem zehndimensionalen Multiversum „schwimmt“, wobei ständig Kollisionen zwischen verschiedenen Universen stattfinden oder durch Ablösen von Blasen neue Universen entstehen …
Wenn ihr nun Lust bekommen habt, euch mit auf die Reise durch das Universum zu begeben und mitzudiskutieren, wie unser Universum entstanden sein könnte, wie es weitergeht, ob und wie es endet, was davor war, was sich außerhalb bzw. jenseits unseres Universums befindet, …, dann herzlich willkommen und viel Spaß.