Alles aus dem Nichts
Wie nach der Schleifenquantengravitation aus dem absoluten Vakuum die Raumzeit entsteht.
Physik Journal – Wie nach der Schleifenquantengravitation aus dem absoluten Vakuum die Raumzeit entsteht.
Noch immer gibt es keine Quantentheorie der Gravitation, aber durchaus Ansätze dafür, eine solche zu entwickeln. So versucht die Stringtheorie, die Gravitation mit den anderen Wechselwirkungen zu vereinigen. Die so genannte Schleifenquantengravitation konzentriert sich dagegen darauf, einen Weg zu finden, zunächst die Schwerkraft allein zu quantisieren. Dafür muss sie von einem Vakuum ausgehen, das „nichter als Nichts“ ist, wie es Martin Bojowald vom Institute for Gravitation and the Cosmos der Pennsylvania State University, in seinem Artikel im März-Heft des Physik Journals beschreibt. Darin erläutert der theoretische Physiker, der durch sein Buch „Zurück vor den Urknall“ bekannt geworden ist, die Grundideen der Schleifenquantengravitation und ihrer möglichen Konsequenzen.
Das physikalische Vakuum, wie man es aus den Quantenfeldtheorien kennt, ist nicht leer. Im Rahmen der Unschärferelation entstehen dort ständig virtuelle Teilchen und „erfüllen“ das Vakuum, das zudem im Gerüst der Raumzeit eingebettet ist. Die so genannte Schleifenquantengravitation geht von einer noch radikaleren Sicht des Vakuums aus. Sie nimmt ein vollkommen leeres Vakuum ohne jede Raumzeit an. Das ist der anregungsfreie Grundzustand des Universums, von dem aus Raum wie Materie aus elementaren Bestandteilen aufgebaut werden. Mathematisch lässt sich dies durch Erzeugungsoperatoren beschreiben. In der Schleifenquantengravitation handelt es sich dabei um spezielle Funktionale („Holonomien“).
Martin Bojowald erklärt, welchen Status die bisherigen Bemühungen der Schleifenquantengravitation haben, und was unter den „Schleifen“ zu verstehen ist. Der Weg bis zu einer experimentellen Bestätigung ist dabei noch weit, aber die Theorie liefert bereits Hinweise auf charakteristische Signaturen im Verhältnis der Dichtefluktuationen in der kosmischen Hintergrundstrahlung oder der Intensität primordialer Gravitationswellen.
Alexander Pawlak, Physik Journal
Weitere Infos
Literaturhinweise:
- Martin Bojowald, Zurück vor den Urknall – Die ganze Geschichte des Universums, S. Fischer, Frankfurt/Main (2009, Taschenbuch 2010):
http://www.fischerverlage.de/buch/Zur%C3%BCck_vor_den_Urknall/9783100039101
- Claus Kiefer: Quantum Gravity, Clarendon Press (2004):
http://www.pro-physik.de/Phy/bookReviewDetail/3/21691
AH
