Ein Universum mit 10 Dimensionen

Wenn jemand von „verschiedenen Dimensionen“ spricht, denken wir in der Regel an Dinge wie Paralleluniversen – alternative Realitäten, die parallel zu unserer eigenen existieren, in denen die Dinge aber anders funktionieren oder sich anders abspielen. Die Realität der Dimensionen und ihre Rolle in der Ordnung unseres Universums unterscheidet sich jedoch deutlich von dieser populären Darstellung.

Dimensionen sind, vereinfacht gesagt, die verschiedenen Facetten dessen, was wir als Realität wahrnehmen. Die drei Dimensionen, die uns tagtäglich umgeben, sind uns unmittelbar bewusst – die Dimensionen, die die Länge, Breite und Tiefe aller Objekte in unserem Universum definieren (die x-, y- bzw. z-Achse).

Über diese drei sichtbaren Dimensionen hinaus glauben Wissenschaftler, dass es noch viele weitere geben könnte. Der theoretische Rahmen der Superstring-Theorie besagt, dass das Universum in zehn verschiedenen Dimensionen existiert. Diese verschiedenen Aspekte bestimmen das Universum, die fundamentalen Kräfte der Natur und alle darin enthaltenen Elementarteilchen.

Die erste Dimension ist, wie bereits erwähnt, diejenige, die ihm Länge verleiht (auch bekannt als die x-Achse). Eine gute Beschreibung eines eindimensionalen Objekts ist eine gerade Linie, die nur in Bezug auf die Länge existiert und keine anderen wahrnehmbaren Eigenschaften hat. Fügt man eine zweite Dimension hinzu, die y-Achse (oder Höhe), erhält man ein Objekt, das zu einer zweidimensionalen Form wird (z. B. ein Quadrat).

Die dritte Dimension ist die Tiefe (die z-Achse), die allen Objekten einen Sinn für Fläche und Querschnitt verleiht. Das perfekte Beispiel dafür ist ein Würfel, der in drei Dimensionen existiert und eine Länge, Breite, Tiefe und damit ein Volumen hat. Über diese drei Dimensionen hinaus gibt es sieben Dimensionen, die für uns nicht unmittelbar sichtbar sind, die aber dennoch wahrgenommen werden können, da sie eine direkte Auswirkung auf das Universum und die Realität, wie wir sie kennen, haben.

Wissenschaftler glauben, dass die vierte Dimension die Zeit ist, die die Eigenschaften aller bekannten Materie an jedem beliebigen Punkt bestimmt. Zusammen mit den drei anderen Dimensionen ist die Kenntnis der Position eines Objekts in der Zeit unerlässlich, um seine Position im Universum zu bestimmen. In den anderen Dimensionen liegen die tieferen Möglichkeiten, und die Erklärung ihrer Wechselwirkung mit den anderen Dimensionen ist für Physiker besonders knifflig.

Nach der Superstring-Theorie sind die fünfte und sechste Dimension der Ort, an dem die Vorstellung von möglichen Welten entsteht. Könnten wir bis zur fünften Dimension durchschauen, sähen wir eine Welt, die sich leicht von unserer eigenen unterscheidet und uns ein Mittel an die Hand gäbe, um die Ähnlichkeit und die Unterschiede zwischen unserer Welt und anderen möglichen Welten zu messen.

In der sechsten Dimension sähen wir eine Ebene möglicher Welten, auf der wir alle möglichen Universen, die mit denselben Ausgangsbedingungen wie diese beginnen (d.h. dem Urknall), vergleichen und positionieren könnten. Theoretisch könnte man, wenn man die fünfte und sechste Dimension beherrschen würde, in der Zeit zurückreisen oder sich in verschiedene Zukünfte begeben.

In der siebten Dimension hat man Zugang zu den möglichen Welten, die mit unterschiedlichen Anfangsbedingungen beginnen. Während in der fünften und sechsten Dimension die Anfangsbedingungen gleich waren und die nachfolgenden Handlungen unterschiedlich waren, ist hier alles vom Anfang der Zeit an anders. Die achte Dimension gibt uns wiederum eine Ebene solcher möglicher Universumsverläufe, die jeweils mit unterschiedlichen Anfangsbedingungen beginnen und sich unendlich verzweigen (daher nennt man sie Unendlichkeiten).

In der neunten Dimension können wir alle möglichen Universumsverläufe vergleichen, die mit allen möglichen physikalischen Gesetzen und Anfangsbedingungen beginnen. In der zehnten und letzten Dimension sind wir an dem Punkt angelangt, an dem alles Mögliche und Vorstellbare erfasst ist. Darüber hinaus können wir uns als einfache Sterbliche nichts vorstellen, was die natürliche Grenze dessen darstellt, was wir uns an Dimensionen vorstellen können.

Die Existenz dieser zusätzlichen sechs Dimensionen, die wir nicht wahrnehmen können, ist für die Stringtheorie notwendig, damit es eine Konsistenz in der Natur gibt. Die Tatsache, dass wir nur vier Raumdimensionen wahrnehmen können, kann durch einen von zwei Mechanismen erklärt werden: entweder sind die zusätzlichen Dimensionen auf einer sehr kleinen Skala verdichtet, oder unsere Welt könnte auf einer dreidimensionalen Unterverzweigung leben, die einer Brane entspricht, auf die alle bekannten Teilchen außer der Gravitation beschränkt wären (aka.

Wenn die zusätzlichen Dimensionen verdichtet sind, dann müssen die sechs zusätzlichen Dimensionen die Form einer Calabi-Yau-Mannigfaltigkeit haben (siehe oben). Obwohl sie für unsere Sinne nicht wahrnehmbar sind, hätten sie die Entstehung des Universums von Anfang an bestimmt. Deshalb glauben Wissenschaftler, dass sie bei einem Blick in die Vergangenheit mit Hilfe von Teleskopen, die Licht aus dem frühen Universum (d. h. vor Milliarden von Jahren) auffangen, erkennen könnten, wie die Existenz dieser zusätzlichen Dimensionen die Entwicklung des Kosmos beeinflusst haben könnte.

Gleich anderen Kandidaten für eine große vereinheitlichende Theorie – auch bekannt als Theory of Everything (TOE) – ist die Annahme, dass das Universum aus zehn Dimensionen besteht (oder mehr, je nachdem, welches Modell der Stringtheorie man verwendet), ein Versuch, das Standardmodell der Teilchenphysik mit der Existenz der Gravitation in Einklang zu bringen. Kurz gesagt, es ist ein Versuch zu erklären, wie alle bekannten Kräfte in unserem Universum zusammenwirken und wie andere mögliche Universen selbst funktionieren könnten.

Weitere Informationen finden Sie in einem Artikel auf Universe Today über Paralleluniversen und in einem weiteren über ein Paralleluniversum, das Wissenschaftler gefunden zu haben glaubten, das aber in Wirklichkeit nicht existiert.

Es gibt auch einige andere großartige Online-Ressourcen. Es gibt ein tolles Video, das die zehn Dimensionen im Detail erklärt. Sie können auch auf der PBS-Website für die Fernsehsendung Elegantes Universum nachsehen. Dort gibt es eine tolle Seite über die zehn Dimensionen.

Sie können sich auch Astronomy Cast anhören. Die Folge 137 The Large Scale Structure of the Universe könnte dich interessieren.