Eine relativ neue Theorie, die so genannte “Schleifenquantengravitation”, könnte laut einem französischen Forscherteam zur Vereinigung von Quantenmechanik und Allgemeiner Relativitätstheorie führen. In einer in dem Fachblatt Physical Review Letters abgedruckten Arbeit zeigen die Theoretiker, dass die neue Theorie nicht unter mathematischen Unbestimmtheiten leidet. Ebenso könnten Vorhersagen der Theorie über eine Farbabhängigkeit der Geschwindigkeit des Lichts experimentell überprüfbar sein.
Das Team um Carlo Rovelli vom Zentrum für Theoretische Physik in Marseilles untersuchte die Theorie der Schleifenquantengravitation (LQG für Loop Quantum Gravity) auf mathematische Singularitäten. Derartige Singularitäten oder “Unendlichkeitsstellen” lassen eine Theorie in bestimmten Situationen keine Vorhersagen über die weitere Dynamik des untersuchten Systems liefern.
In ihrer Studie kommen die Forscher zu dem Schluss, dass entgegen der aktuellen Lehrmeinung die LQG nicht unter der “gefährlichsten” Klasse dieser Singularitäten leidet. Damit könnte diese Theorie in der Tat für eine Vereinheitlichung von Quantenmechanik und Allgemeiner Relativitätstheorie geeignet sein.
Der LQG zufolge besteht die Raumzeit aus schaumartigen Gebilden, die sich zu Blasen aufblähen und somit zur Raumzeitkrümmung der Allgemeinen Relativitätstheorie führen können. Sie versucht ebenso wie die Stringtheorie, eine Vereinigung der Gravitationstheorie Einsteins, der Allgemeinen Relativitätstheorie, und der Quantenmechanik zu Stande zu bringen.
Im Gegensatz zur Stringtheorie kommt die LQG allerdings ohne zusätzliche Raumdimensionen und zusätzliche Elementarteilchen aus. Auch würde sie nach der Analyse des französischen Forscherteams zu experimentell überprüfbaren Behauptungen über das Verhalten der Lichtgeschwindigkeit führen – ihr zu Folge sollte die Lichtgeschwindigkeit für verschiedene Farben kleinste Unterschiede aufweisen.
Die Forscher hoffen, dass ihre neue Analyse das Vertrauen in die Anwendung der Schleifen-Quantengravitation stärken und somit der Suche nach einer allumfassenden Theorie einen neuen Schub geben wird.
Stefan Maier
