Wie viele Dimensionen hat unser Universum? (Videos)
Wenn von Dimensionen die Rede ist, klingt das für einige nach Science Fiction. Aber die Frage, die jüngst jemand an unsere Vortragsreihe “Fragen ans Universum” (als Teil des Wissenschaftsjahrs 2023 “Unser Universum”) stellte, wie viele Dimensionen denn nun unser Universum habe, fällt durchaus in den Bereich der Wissenschaft. Nachdem ich vor einer Weile in jener Reihe schon einige Fragen zum Kosmos als Ganzes beantwortet hatte (Ist unser Universum unendlich? Fand der Urknall an einem einzigen Punkt statt), bin ich im jüngsten Vortrag der Frage nachgegangen, von den Raumdimensionen bis zur Raumzeit und am Ende noch mit einem Abstecher zu den Extra-Dimensionen der Stringtheorie:
In der Science Fiction dienen zusätzliche Dimensionen ja nicht selten dazu, so etwas wie Paralleluniversen ins Spiel zu bringen (“Wesen aus einer anderen Dimension”). Darauf bin ich in obigem Vortrag nicht eingegangen, aber das hatte vor ein paar Wochen in derselben Reihe freundlicherweise Sven Krippendorf von der Ludwig-Maximilians-Universität München übernommen, unter dem Titel: Gibt es noch andere Universen außer unserem eigenen?
Last but not least möchte ich Ihnen noch den schönen Vortrag von Christian Theis, dem Leiter des Planetariums Mannheim ans Herz legen. Der hat sich der Frage angenommen, wie lange unser Universum sich noch ausdehnen wird:
Wenn ein Universum durch einen Urknall entsteht, entstehen erst Raum und Zeit mit all den darin gesetzmäßigen naturwissenschaftlichen Abläufen. Ohne Urknall also kein Raum, keine Zeit sondern nur ein zeitloses NICHTS was permanent (endlos) solche Urknallblasen produzieren könnte die irgendwann wieder ,wenn die Energien aufgebraucht sind, in NICHTS zerfallen.
Schon die Formulierung, dass Zeit und Raum dadurch “entstehen” würden, tut der klassischen Urknall-Singularität zuviel der Ehre an. Wir sollten die Urknall-Singularität als das benennen, was es ist: eine Grenze in den klassischen Modellen, an denen deren Beschreibungsform versagt. Dazu habe ich ja z.B. in dem hier verlinkten Video etwas mehr erzählt.
Ich habe mir das komplette Video des Vortrags vom 05.12.2023 über das Thema “Wie viele Dimensionen hat unser Universum” mit Interesse angesehen.
Für mich als ‘Realist’ hat unser Universum (und es gibt nur dieses) nur die drei uns bekannten Dimensionen. Die Zeit ist unabhängig von den drei Raumdimensionen … und nichts weiter als das Altern von Materie. Wobei sämtliche Materie im Raum, relativ gesehen, mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit altert.
In der ersten Hälfte des Videos ergibt sich die Schlussfolgerung, dass das Universum 4-dimensional ist (3 geometrische Dimensionen, 1 Zeit-Dimension).
Die Natur selbst sieht die Dinge anders: Das Universum sagt uns, wo sich etwas befindet (x,y,z), es sagt uns wann es sich dort befindet (t) und es sagt uns auch, was sich dort befindet (objekt). Das Universum beschreibt also Entitäten durch den Vektor (x, y, z, t, objekt), ist also 5-dimensional.
Es gibt nicht nur Raum und Zeit, sondern auch Materie.
Das Problem ist, dass die Materie im Video einfach als Massenmittelpunkt wegidealisiert wird, was aber bei der Frage nach der Dimensionalität nicht zulässig ist. Es geht ja nicht um eine mathematische Berechnung von Bahnkurven usw., sondern es geht um die Frage: Wie viele Dimensionen hat das Universum – also: wie viele Zahlen werden benötigt, um eine Entität im Universum vollständig zu beschreiben.
Und da sich in der realen Welt an
* verschiedenen Orten zu
* verschiedenen Zeiten
* verschiedene Dinge
befinden, ist eben die Angabe von allen drei Größen notwendig, woraus resultiert, dass das Universum 5-dimensional ist:
* 3 geometrische Dimensionen
* 1 Dimension der Zeit
* 1 Dimension des Inhaltes
Das ist keine sinnvolle Beschreibung. Richtig ist, dass es natürlich noch andere Möglichkeiten gibt, Dimensionen ins Spiel zu bringen – Phasenräume beispielsweise. Aber die sind dann deutlich höherdimensional. Eine bloße, eindimensionale “Inhaltsangabe” wie in Ihrem Vorschlag reicht dafür aber nicht aus. Was Raum und Zeit gemeinsam haben ist, dass sie nicht nur ein Vektorraum, sondern tatsächlich ein einheitliches geometrisches Gebilde sind. Das ist in den allermeisten Fällen gemeint, wenn gesagt wird, unser Universum sei vierdimensional.