Die Physik teilt sich in zwei große Bereiche einteilen: Die klassische sowie die Quantenphysik. Bisher ließen sich diese beiden Ansätze nicht vereinen, dennoch sind Forschende auf der Such nach einer Weltformel, die es schaffen soll. Nun könnte einem Forscher ein ungeahnter Durchbruch gelungen sein.
Jahrzehntelange Probleme mit der Weltformel
In einer funktionierenden Weltformel müssen alle vier physikalischen Grundkräfte vereint sein:
- Gravitation,
- starke Wechselwirkung,
- schwache Wechselwirkung
- und elektromagnetische Wechselwirkung
Zwar gab es bereits einige Ansätze, doch diese waren kaum anwendbar sowie so unfassbar theoretisch, dass man sie mit aktueller Technologie nicht testen könnte.
Nun erregt jedoch die Studie des Physikers Jonathan Oppenheim Aufmerksamkeit in der Forschungsgemeinde. Zu den bisherigen Forschungserfolgen des Londoner Professors gehört unter anderem der Beweis des dritten Hauptsatzes der Thermodynamik.
Neuer Versuch lässt die Gravitation wie sie ist
Nun versucht auch er sich an einer Weltformel und er könnte dabei ungeahnten Erfolg haben. Anders als seine Vorgängerinnen und Vorgänger geht sein Ansatz dabei auf die Ursprünge der Forschung und auf ein altbekanntes Problem zurück – die Gravitation.
Diese physikalische Größe wollte sich einfach nicht mit den anderen Elementen für eine Weltformel vereinen lassen. Schließlich benötigte die Schwerkraft einige Modifikationen, damit sie sich wie die anderen Kräfte auch einen „quantenphysikalischen Charakter“ erhält.
Doch Oppenheim verzichtet auf diesen Umweg und lässt die Gravitation einfach wie sie ist, erklärt Spektrum. Dabei handelt es sich obendrein um weit mehr als einen spekulativen Ansatz. Der Physiker will die Theorie testen und von diesem Test hängt auch weit mehr als eine Weltformel ab.
Eine verheißungsvolle Wette
Und zwar ließ sich der Londoner Professor auf eine Wette ein – und das noch bevor er seine Theorie zur Weltformel zusammengefasst hatte. Bereits 2021 besiegelte er mit zwei Kollegen die Wetteinsätze. Seine Kumpanen Geoff Penington und Carlo Rovelli wetteten dabei um 5.000 zu 1, dass Oppenheim richtig mit seiner Idee zur Schwerkraft und damit seiner Weltformel liegt.
Sollte sich die Gravitation wirklich klassisch verhalten, darf der Physiker zwischen Kartoffelchips, Olivenöl oder Bällen für ein Bällebad entscheiden. Doch er sollte sich seinem Sieg nicht zu sicher sein.
„Oppenheims Vorschlag ist in gewisser Weise sehr radikal: Er steht im Widerspruch zu 70 Jahren anerkannter Weisheit der Grundlagenphysik.“
Thomas Galley, Physiker in einem Artikel für die American Physical Society
In seiner Theorie bringt er eine Komponente in die Quantenmechanik ein, die es dort so nicht geben kann: Den Zufall – beziehungsweise mathematische Wahrscheinlichkeiten. Während in unserer Welt auf die Frage „Kopf oder Zahl?“ ein Ergebnis mit einer jeweiligen Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent als Antwort zutrifft, so gibt es solche Wahrscheinlichkeiten auf Qantenebene nicht.
Allerdings könnte es sie laut Oppenheimer geben. Ein wichtiges Experiment zum Widerlegen (oder indirekten Beweisen) der radikalen Theorie stehen noch aus. Für diesen Versuchsaufbau gibt es schon die passende Ideen, doch es fehlt noch an der Präzision unserer Mess- und Durchführungsintrumente. Allerdings könnte es in den nächsten 20 Jahren so weit sein. Oppenheimer gibt sich derweil siegessicher: „Ich will meine 5000 Bälle“, erklärte er entsprechend gewitzt im Gespräch mit dem Quanta Magazine.
Quellen: „A Postquantum Theory of Classical Gravity?“ (Department of Physics and Astronomy, University College London, Dezember 2023), Spektrum, „Might There Be No Quantum Gravity After All?“ (American Physical Society, Dezember 2023), Quanta Magazine
Seit dem 24. Februar 2022 herrscht Krieg in der Ukraine. Hier kannst du den Betroffenen helfen.