Dimensionen der Raumzeit

Die M-Theorie, eine umfassende Erweiterung der Stringtheorie, beschreibt weitere sieben Raumdimensionen zu den uns bisher bekannten drei Raumdimensionen sowie einer Zeitdimension, der sogenannten Raumzeit. Nur diese Dimensionen haben sich nach dem Urknall ausgedehnt, alle anderen Dimensionen sind noch in sich zusammengerollt. Nach der Stringtheorie sind alle weiteren Dimensionen der Raumzeit so klein, dass wir sie nicht wahrnehmen können.

Direkt nach dem Urknall waren alle Dimensionen im Anfangszustand Ihrer Existenz von der Größe einer Plank-Länge. Sie ist die kleinste mögliche Längeneinheit in unserem Universum.

Jede Dimension ist zu einem komplexen Calabi-Yau-Raum aufgewickelt, der die geometrische Form und die physikalischen Eigenschaften der Dimension beschreibt. Ein Calabi-Yau-Raum kann sich durch Risse in der Dimension verändern. Wenn ein Riss entsteht beginnt sich der Raum auszudehnen und zu verformen. Ein auftretender Riss wird allerdings sofort von einem Stringband umwunden und dadurch wieder verschlossen.

Nur wenn ein String und sein Antistring-Partner, der eine umgekehrte Windung besitzt, einander berühren, wird ein nicht gewundener String erzeugt. Dieser kann die Dimension nicht mehr umwinden und so keinen aufgetretenen Riss verschliessen. Nun kann die Dimension ungehindert expanieren.

In den extrem heissen Augenblicken nach dem Urknall, war der Bewegungsdrang in allen Dimensionen enorm groß. Die Dimensionen waren bestrebt sich auszudehnen. Die Calabi-Yau-Räume begannen immer aufs Neue zu reißen und sich anschließend wieder, mit Hilfe der gewundenen Strings, selbst zu reparieren. So durchliefen sie eine lange Folge von Metamorphosen, wobei sie sich von einem Calabi-Yau-Raum in einen anderen verwandelten.

Als das Universum sich abkühlte, schafften es nur die uns bekannten Dimensionen sich auszudehnen, die anderen Dimensionen behielten ihre Größe im Bereich der Plank-Länge bei. Die Calabi-Yau-Verwandlung verlangsamte sich, bis sie schliesslich in Form unseres Universums zur Ruhe kam.