Weltformel
Weltformel (auch Theory of Everything, TOE, dt. Theorie von Allem) bezeichnet eine (bislang hypothetische) Theorie, in der die vier elementaren Grundkräfte (Gravitation, elektromagnetische, schwache und starke Wechselwirkung) vereint beschrieben werden.
Die Vereinheitlichung der drei Theorien ohne die Gravitation wird als große vereinheitlichte Theorie bezeichnet. Diese Vereinheitlichung wird aufgrund der Ähnlichkeit in der mathematischen Struktur der drei Theorien angenommen.
Die Einbeziehung der Gravitation wird erwartet, weil eine Extrapolation der Wechselwirkungsstärke der einzelnen Grundkräfte zu hohen Energien darauf hinweist, dass bei etwa 1019 GeV alle Wechselwirkungen vergleichbar stark sind. Viele Physiker sind weiterhin überzeugt, dass alle physikalischen Vorgänge auf ein Grundprinzip zurückzuführen sind (Monismus).
Eine derartige Theorie muss aus heutiger Sicht verschiedene Phänomene enthalten:
- Sie muss supersymmetrisch sein, also Elementarteilchenübergänge zwischen Fermionen und Bosonen enthalten.
- Sie muss die Frage der dunklen Materie sowie ungeklärte Vorgänge im frühen Universum erklären.
Bislang gibt es außerhalb kosmologischer Beobachtungen keinerlei Möglichkeiten, eine derartige Theorie zu überprüfen.
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Weltformeln in der Geschichte
Eine frühe Theorie, die die elektromagnetische Wechselwirkung und die Gravitation vereinheitlicht beschrieb, war die Kaluza-Klein-Theorie. Sie entstand allerdings, bevor die schwache und starke Wechselwirkung bekannt waren, und war daher unvollständig.
In den 1950er Jahren versuchte Werner Heisenberg eine Weltformel aufzustellen. Auch Albert Einstein versuchte dies bis zum Lebensende, blieb aber erfolglos.
Zwei potentielle Zugänge zur einheitlichen Beschreibung der vier Grundkräfte sind die Stringtheorie und die Loop-Quantengravitation, wobei Vertreter beider Theorien betonen, dass die bestehenden Theorien unvollständig sind, und dass zur Formulierung einer endgültigen Theorie noch wesentliche Probleme gelöst werden müssen.
Außenseiter
Daneben finden sich eine Vielzahl von Vorschlägen außerhalb der etablierten Forschung, weitgehend von Idealisten und Einzelgängern formuliert. Ein solches Beispiel ist die von Burkhard Heim entwickelte vereinheitlichte Feldtheorie, die im wesentlichen eine Theorie der verborgenen Variablen ist, und aus diesem Grund in der etablierten Forschung abgelehnt wird.
Begriff
Der Begriff Theory of Everything (dt. Theorie von Allem) bezieht sich trotz der Namenswahl ausschließlich auf (prinzipiell) messbare Größen der Physik. Aspekte außerhalb der Physik, wie etwa der Psychologie oder der Kunst können mit ihr abgedeckt werden, da sie lediglich makroskopische Phänomene darstellen, die auf mikroskopische Phänomene rückführbar sind, diese jedoch nicht ersetzen, sondern die bestehende makroskopische Welt erweitern. Hierzu auch Feynman, Wahrscheinlichkeitstheorie und Blumenberg.
Weblinks
- De theorie van alles Sendung zum Thema (u.a. mit Edward Witten, Michio Kaku) des Wissenschaftprogramms Noorderlicht der VPRO. Video (Breitband) Video