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Wir: Evolution von Sternenstaub, Körnung der Raumzeit

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Lassen Sie mich heute an dieser Stelle einmal etwas wirklich Wildes schreiben. Etwas, das Sie, wenn Sie den Aufwand wagen wollen es mit mir durchzudenken, wohl ein wenig aus Ihrer intellektuellen Komfortzone werfen könnte. Zumindest dürfte es Sie aus der Fassung bringen. Vermutlich werden Sie es – ebenso wie ich – gar nicht zur Gänze verstehen. Aber nun ja. Es ist, was es möglicherweise ist.

Zuerst gestatten Sie mir, ohnehin nur ein oder zwei Sätze lang, ein wenig zu lamentieren – um Ihnen zu erklären, wie ich zu diesem recht fremdelnden Thema komme. Zwei Faktoren: Einerseits arbeite ich als freier Autor in einer veritablen Krisenbranche, im Journalismus nämlich, und andererseits: die Pandemie. Also gibt und gab es immer weniger zu tun, folgerichtig gibt und gab es immer mehr Zeit. Da musst du dir etwas zur Beschäftigung suchen, denn immer nur darüber nachdenken, warum du plötzlich weitgehend auftrags- und arbeitslos und daher arm wie eine Kirchenmaus bist, das hältst du nicht durch. Ich dichtete zum Beispiel, nur aus Spaß und für mich selbst, Shakespeare-Sonette ins Deutsche um. “Dem Sommertag soll ich dich vergleichen?” und so weiter. Vor allem aber begann ich damit, und jetzt sind wir beim Thema, mich mit Quantenmechanik auseinanderzusetzen.

Letzteres hat mich gelassen gemacht. Denn ich bin nun überzeugt: Wir alle – und überhaupt alles, was existiert – sind nichts anderes als eine bloße Körnung der Raumzeit, die durch Beobachtung gezwungen wurde, sich zu jener Wirklichkeit zu gruppieren, die wir wahrnehmen.

Und wissen Sie was? Jede andere Wirklichkeit, die wir irgendwann beobachten hätten können, existiert ebenso. Ich zum Beispiel sitze jetzt womöglich in einem parallelen Universum nicht im Kaffeehaus und schreibe das hier nieder, sondern werde von Hula-Mädchen umtanzt, während ich in der Karibik an Bord eines coolen Segelbootes an einem Caipirinha nippe. Oder so ähnlich. Nur, weil irgendwann jemand ein Elektron mit Down-Spin statt mit Up-Spin gemessen hat, wobei das genauso auch umgekehrt hätte stattfinden können. Der Down-Spin führte mein eines Ich in die Karibik, der Up-Spin mein anderes Ich ins Grazer Kaffeehaus. Bisher dachte ich ja, ich sei – wie Sie auch – die Evolution von Sternenstaub. Das klang poetisch, war nachvollziehbar und erfüllte mich mit Frohsinn, auch wenn man sich davon nichts kaufen konnte. Jetzt hingegen bestimmt mich in Kenntnis der wichtigsten quantenmechanischen Gesetze die Überzeugung: Ich bin – wie Sie auch – gekörnte Raumzeit.

Doch der Reihe nach und zur Erklärung:

Nehmen wir zunächst das gesicherte und experimentell bestätigte Wissen. Die Welt funktioniert im Allerkleinsten, also auf Ebene der Elementarteilchen, eben der Quanten, nach völlig anderen Regeln als unsere Makroumgebung – also die Welt, wie wir sie wahrnehmen und im Angesicht derer sich in den vergangenen Hunderttausenden von Jahren unser Gehirn entwickelt hat. Daher tun wir uns auch so schwer, die Gesetze der Quantenmechanik zu verstehen, unser Gehirn hat das mangels Erfahrung einfach nicht drauf.

Sehr vereinfacht besagen diese Gesetze unter anderem: Alles, zum Beispiel ein Elektron, befindet sich ursprünglich in einem Quantenzustand der Superposition. Damit ist es überall, wo es theoretisch sein kann. Und es ist alles, was es theoretisch sein kann. Und das gleichzeitig. Es besitzt keine Masse, keine Eigenschaften, keine Verortung, und es kommt erst durch Messung in seine Existenz. Erst wenn es beobachtet, also gemessen wird, erhält es eine Masse, nimmt eine bestimmte Position ein, bekommt Eigenschaften und so weiter. Dann verliert es seine Superposition und wird zu Materie. Bis zu diesem Zeitpunkt jedoch ist das Elektron eine reine Wellenfunktion aus Wahrscheinlichkeiten. Und alles, was ihm möglich ist, sobald es beobachtet wird, kann an ihm auch beobachtet werden. Da regiert der Zufall, den es in unserer deterministischen Makrowelt nicht gibt.

Ab diesem Zeitpunkt streitet die Wissenschaft um zwei mögliche Interpretationen. Die einen, die eher konservativen Quantenphysiker, glauben, mit der Beobachtung kollabiert die Wellenfunktion und eine per Zufall ausgewählte Variante wird Realität. Die moderneren Physiker sagen: Nonsens. Ihrer Ansicht nach, doch davon weiter unten mehr, teilt sich die Realität mit der Beobachtung. Das Beste an ihrer Theorie ist: Statt des Kollabierens der Wellenfunktion verschränken sich Beobachter und zu beobachtendes Elektron, das vor der Beobachtung ja noch keine Masse hat, also gar nicht konkret existiert, durch den Akt der Beobachtung. Nicht nur kann der Beobachter das Elektron dann an allen theoretisch möglichen Positionen mit allen theoretisch möglichen Eigenschaften beobachten (mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit allerdings), sondern tatsächlich geschieht genau das auch, sobald er beobachtet.

So, wie Schrödingers Katze, dieses berühmte, gut hundert Jahre alte Gedankenexperiment, sich in ihrer Box im Quantenzustand der Superposition einer Lebendigen und Toten gleichzeitig befindet, bis sie erst durch Beobachtung gezwungen wird, einen der beiden theoretisch möglichen klassischen physikalischen Zustände anzunehmen. Aber ab diesem Moment kollabiert dann die andere Wellenfunktion nach Ansicht der furchtlosen modernen Physiker nicht, sondern gibt es zwei Wirklichkeiten: Eine, in welcher der Beobachter die Katze tot sieht und eine parallele, in der er sie als lebendig beobachtet. In beiden Wirklichkeiten existiert der Beobachter dann als eigenständige Person, quasi als Kopie seiner selbst, und lebt sein Leben weiter.

Ich weiß schon: Das verwirrt sehr und wirft Fragen auf.

Damit kommen wir also zur Theorie. Wirklich entscheiden und erklären können wird man das erst, hat man einmal die Weltformel gefunden – also die Vereinheitlichung der vier Naturkräfte im Universum geschafft (Gravitation, Elektromagnetismus, Starke und Schwache Kernkraft). Die letzteren drei sind schon vereinigt, zur Quantenfeldtheorie. Sie erklärt das Funktionieren der Welt im Allerkleinsten. Deren Zusammenführung mit jener Theorie, die das Funktionieren der Welt im Großen erklärt, das ist Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie, steht noch aus. Es gibt allerdings Kandidaten: Die Stringtheorie inklusive der Superstringtheorie etwa. Oder die Supersymmetrie der Teilchen. Die haben aber alle ihre Macken. Die Stringtheorie braucht zum Beispiel zum Funktionieren zumindest elf statt unserer vier Dimensionen, die es aber natürlich nicht gibt, weshalb sie vermutlich falsch ist.

Aber dann gibt es auch noch die Theorie der Schleifenquantengravitation. Die verfügt nicht nur über einen pompösen Namen, sondern sie ist auch sonst der immer noch heißeste Kandidat auf die Weltformel. Denn es existieren inzwischen tatsächlich – sehr, sehr wenige – Experimente, deren Ergebnis zu bestätigen scheint, was die Theorie vorhersagt (allerdings noch nicht reproduzierbar, was wichtig wäre). Und das ist folgendes: Die Raumzeit zieht sich nicht nur durchs Universum, sondern sie ist das Universum. Alles, was ist, besteht im Allerkleinsten, also unterhalb der unteilbaren Elementarteilchen, aus der Raumzeit selbst.

Genauer: Aus einer Körnung der Raumzeit, die nämlich an den beiden Planck-Konstanten (die kleinste denkbare Längeneinheit und die kleinste denkbare Zeiteinheit) winzigste, vierdimensionale Knoten bildet, zwischen denen nichts mehr sonst ist. So wie Sandkörner, die einen Strand bilden und zwischen denen nichts ist. Und so, wie jemand kommt und aus den Sandkörnern plötzlich etwas formt, ein Haus, eine Burg, einen Graben, was auch immer – so beobachtet jemand ein Elektron, misst seinen Spin, seine Position und so weiter, und zwingt die gekörnte Raumzeit nach den Regeln der Quantenmechanik durch diese Beobachtung dazu, Materie zu werden. Elektronen zum Beispiel oder Quarks, im Größeren dann Protonen und Neutronen, im noch Größeren Atomkerne, im noch Größeren Atome, und dann Moleküle und dann, je nach chemischer Zusammensetzung der Moleküle, Sie oder ich. Oder Luft, Wasser, ein Ziegelstein, ein Tisch und so weiter.

Klingt ganz schön spooky, oder? Aber ich schrieb ja eingangs: Es wird wild.

Jetzt machen wir uns aber nichts vor: Stimmt die Theorie, und dafür spricht einiges, dann sind Sie, ich, der Tisch vor Ihnen, die Luft, die Sie atmen, das Blut in Ihnen, Ihr Gehirn mit seinen Synapsen, die Ziegel des Hauses, in dem Sie wohnen und so weiter, dann ist das alles nichts als gekörnte Raumzeit, die durch Beobachtung zu Materie und zur Wirklichkeit geworden ist. Und alles andere, was man theoretisch beobachten hätten können, existiert ebenfalls, so wie die Katze, in einer parallelen Wirklichkeit. In beinahe unendlich vielen parallelen Wirklichkeiten. Die modernen theoretischen Physiker nennen das die Viele-Welten-Theorie. Googeln Sie´s ruhig.

Ich weiß schon, Sie werden jetzt denken: Der spinnt. Ich hingegen entgegne Ihnen bloß: Richard Feynman. Anton Zeilinger. Albert Einstein. Sean Carroll. Hugh Everett. Abner Shimony. Und so weiter. Machen Sie sich erst schlau, dann melden Sie sich und wir reden, Sie gekörnte Raumzeit, Sie! +++

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Klaus Puchleitner arbeitete lange Jahre als Wirtschafts- und Innenpolitikjournalist für die Magazine FORMAT, trend und Industrie. Heute lebt er als freier Autor in Graz und Mondsee und schreibt für Medien wie trend, freizeit-Kurier, profil, bestseller oder Horizont über Wirtschaft, Reise, Politik und alle möglichen weiteren Themen. Puchleitner ist auch als Ghostwriter und Sachbuchautor tätig.