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Das Multiversum

Stringtheorie und die Paralleluniversen

In den letzten Jahren hat sich in der Physik eine neue Theorie breit gemacht: Die Stringtheorie. Es ist der Wissenschaft oberstes Ziel, die Weltformel zu finden. Eine Formel, die Quantentheorie und Relativitätstheorie vereint. Eine Formel, die alle vier Naturkräfte unter einen Hut bringt.
Während Einsteins Relativitätstheorie die Gravitation erklärt, beschreibt die Quantentheorie die anderen drei Naturkräfte: Den Elektromagnetismus, die schwache und die starke Kernkraft. 
Bislang war man der Meinung, dass es nur ein Universum gibt, und das unser Universum alles ist, was es gibt. Darum sollte es doch möglich sein, unser Universum und die Naturgesetze mit einer einzigen Formel zu beschreiben – der Weltformel.
Versucht man jedoch die Quantentheorie mit der Relativitätstheorie zu verbinden, entstehen gravierende Widersprüche. Wenn es aber doch nur unser Universum gibt, warum lassen sich dann die Naturgesetze nicht zu einer einzigen Formel verbinden?

Wir müssen uns wohl darauf einstellen, dass es eine Zeit vor dem Urknall gab. Der Urknall stellt lediglich den Moment dar, an dem unser Universum entstand. Es stellt sich die Frage, ob es auch schon Naturgesetze vor dem Urknall gab. Es gibt bereits einige Anzeichen dafür, dass sich die Physik auf einen dramatischen Paradigmenwechsel bezüglich unseres Verständnisses von Raum und Zeit vorbereitet, ja dass sich dieser sogar bei einigen Physikern bereits vollzogen hat.

- Prof. Dieter Lüst, Physiker.

 

Das Multiversum

Die Stringtheorie ist ein aussichtsreicher Kandidat für die Weltformel. Sie ist die erfolgreichste Theorie der heutigen Zeit – vor allem unter jungen Physikern. Sie ist aber auch umstritten. Lässt sich die Existenz von Parallelwelten beweisen? Wenn Physiker über Paralleluniversen sprechen, bewegen sie sich dann noch auf wissenschaftlichem Boden?

Die Stringtheorie beschreibt unser Universum mit Blick von außen. Sie ist eine unserem Universum übergeordnete Theorie und sagt neben unserem Universum die Existenz von 10500 weiteren Universen voraus. Das ist eine unvorstellbar große Anzahl an Parallelwelten. Zum Vergleich: Seit dem Urknall bis heute sind ca. 1017 Sekunden vergangen.

In der Stringtheorie gibt es keinen Kollaps der Wellenfunktion, sondern die Möglichkeiten existieren parallel zueinander in verschiedenen Universen.
Um dies noch einmal zu verdeutlichen: Bis zum Zeitpunkt der Messung existieren alle Möglichkeiten in einer Überlagerung gleichzeitig. Wenn wir also am Kollaps der Wellenfunktion festhalten wollen, dann müssten wir behaupten, dass beim Kollaps der Welle die Informationen der anderen Möglichkeiten verloren gingen. Das würde bedeuten, dass sich diese Informationen quasi im Nichts auflösen, was ein weiteres Argument ist, welches für die Existenz von Parallelwelten spricht: Informationen lösen sich nicht einfach auf, sondern existieren weiter – in Paralleluniversen.

Falls die Wahrscheinlichkeitswelle nicht kollabiert führt dies automatisch zur Existenz von Parallelwelten.
Und dass die Wissenschaft dazu übergegangen ist, an Parallelwelten zu glauben, zeigt ihr Streben den Quantencomputer zu entwickeln.
Für die Entwicklung von Quantencomputern ist es eine grundlegende Voraussetzung, dass die quantenmechanische Wahrscheinlichkeitswelle nicht kollabiert. Der Physiker David Deutsch ist Pionier auf dem Gebiet der Quanteninformationstechnologie. Er erklärt einen Quantencomputer so: Ein Quantencomputer existiert in einer nahezu unendlichen Anzahl von Parallelwelten und teilt sich die Information mit Kopien seiner selbst. Ein Quantencomputer nutzt das Vorhandensein von Parallelwelten um Rechenprozesse auch in diesen Welten durchzuführen. Bei einer nahezu unendlichen Anzahl von Universen wäre auch die Rechenleistung nahezu unendlich – der Traum eines jeden Informatikers. 

Determinismus und die Zeit im Multiversum
„Zukünfte“ ist laut Duden der Plural von „Zukunft“. Und der Plural von Zukunft wird sehr selten benutzt. Das Wort Zukünfte wird wohl von jeder automatischen Rechtschreibkorrektur beanstandet. In unserem Sprachgebrauch kommt es so gut wie überhaupt nicht vor. Aber genau darum geht es in der Theorie vom Multiversum.
Alle Möglichkeiten existieren in verschiedenen Paralleluniversen. Wir dürfen also nicht von einer Zukunft sprechen, sondern müssen von allen möglichen Zukünften sprechen, da jede Möglichkeit ihrer eigenen Zeitlinie folgt. 

Kennen Sie Griffin? Natürlich ist es nicht wissenschaftlich, Hypothesen mit Filmen aus Hollywood zu unterlegen. Umgekehrt jedoch verwendet Hollywood gerne wissenschaftliche Hypothesen um Science Fiction Filmen die gewisse Würze zu verleihen.
Griffin ist ein außerirdisches Wesen im Spielfilm „Men in Black 3“. Er besitzt die Fähigkeit, alle möglichen Zukünfte gleichzeitig wahrzunehmen. Sie existieren gleichzeitig im Hier und Jetzt parallel zueinander. 
Unser menschlicher Verstand wäre damit schlichtweg überfordert. Da das Universum ein Quantensystem ist und wir Teil davon sind, sind wir mit diesem verschränkt und können darum auch nur eine Möglichkeit wahrnehmen. (In der Einleitung haben Sie erfahren, was Verschränkung in der Quantentheorie bedeutet)  

In einem Multiversum steht die Zukunft also nicht fest, weil es nicht nur eine Zukunft gibt. Man kann also nur fragen, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass dieses oder jenes Ereignis eintreten wird. 
Nehmen wir einmal an, jemand behauptet von sich, in die Zukunft schauen zu können. Dann könnte man ihn fragen, warum er nicht schon Millionär ist?! Denn er sollte ja die Lottozahlen vorhersagen können. Bei der Ziehung der Lottozahlen ist aber jede Kombination gleich wahrscheinlich. In der Stringtheorie gibt es für jede Möglichkeit eine eigene Zukunft. Sollte der Hellseher tatsächlich in die Zukunft sehen können, dann würde er eine der 140 Millionen Zukünfte sehen. Denn so viele Möglichkeiten gibt es, den Jackpot zu knacken. Es wäre allerdings höchst unwahrscheinlich, dass diese Vorhersage auch tatsächlich eintritt.
Um zu testen, ob jemand die Zukunft vorhersagen kann, müsste man ihn ein Ereignis vorhersagen lassen, das auch mit hoher Wahrscheinlichkeit eintreten wird. Zum Beispiel könnte man ihn dazu auffordern, vorherzusagen, an welchem Tag Sie, lieber Leser, nächstes Jahr Geburtstag haben. Es ist höchst unwahrscheinlich, dass Sie nächstes Jahr an einem anderen Tag Geburtstag haben als in diesem Jahr. Dieses Ereignis wird also mit hoher Wahrscheinlichkeit auch in anderen Paralleluniversen eintreten.

In der Stringtheorie gibt es also eine nahezu unendliche Anzahl von Paralleluniversen, jedes davon mit seiner eigenen Zeitlinie und Zukunft.

(An dieser Stelle sei gesagt, dass die Bezeichnung "nahezu unendlich" mathematisch nicht korrekt ist. Denn jede begrenzte Zahl, sei sie auch noch so groß, ist natürlich unendlich weit von Unendlich entfernt.)

Wo befinden sich die anderen Universen?
Die unzähligen Paralleluniversen sollen sich nicht irgendwo weit weg befinden, sondern direkt hier bei uns. Es handelt sich dabei um das sogenannte Level IV Multiversum, wie es u.a. vom Astrophysiker Max Tegmark postuliert wird. Mit jeder Entscheidung die Sie treffen und mit jeder Beobachtung, die Sie machen, entscheiden Sie sich für eine der ihnen gegebenen Möglichkeiten und legen damit fest, in welchem Universum es mit der Zeitlinie weitergeht.
Wie soll das funktionieren? Wie können wir von einem Universum ins andere hüpfen, ohne es zu merken? 

Der Physiker Max Tegmark wird für seine Ideen von seinen Kollegen auch „Mad Max“ genannt. Er schlägt vor, die Wirklichkeit als pures mathematisches Konstrukt zu betrachten. Das klingt in der Tat verrückt. Jedoch bietet die Stringtheorie mit ihrem „Level IV Multiversum“ genau diese Möglichkeit.
In der Stringtheorie gibt es einen Raum, der unserem Universum übergeordnet ist. Er wird „Hilbertraum“ genannt und ist ein abstraktes, rein mathematisches Gebilde, in welchem sich die Wellenfunktion der Quantenmechanik ereignet. Er ist der Ort der Möglichkeiten. Es existieren dort keine Fakten, sondern Möglichkeiten. 
Nur Fakten erlauben aber die Existenz von Zeit. Nur ein Faktum erlaubt es, von einem Davor oder Danach zu sprechen. In der Quantentheorie sind die Dinge jedoch räumlich und zeitlich „nichtlokal“. Sie existieren weder in Raum noch in der Zeit – das ist der Hilbertraum. Diese Nichtlokalität in Raum und Zeit lässt sich in sogenannten „delayed choice Experimenten“ beobachten. Bei diesen Experimenten wird anscheinend gegen den Grundsatz der Kausalität verstoßen.

Mit Lokalität ist gemeint, dass sich ein Ereignis zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort ereignet. Lokalität ist eine Grundannahme der klassischen Physik. Warum in den delayed choice Experimenten gegen den Grundsatz der Lokalität verstoßen wird, wird klar werden, wenn wir uns auf der folgenden Seite mit den Begriffen Wirklichkeit, Realität und Wahrnehmung befassen.

 

 

 


 

 

Publiziert am: Donnerstag, 14. Januar 2016 (23461 mal gelesen)
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