Quantengravitation

Quantengravitation bezeichnet das noch unvollendete Theoriegebäude, das die Allgemeine Relativitätstheorie mit den Prinzipien der Quantenmechanik vereint und damit eine einheitliche Beschreibung aller Naturkräfte anstrebt.

Das zentrale Problem der modernen Physik besteht darin, dass die Allgemeine Relativitätstheorie die Gravitation als Krümmung der Raumzeit beschreibt - ein kontinuierliches, klassisches Bild - während die Quantenmechanik alle anderen Grundkräfte (elektromagnetische, schwache und starke Kraft) durch den Austausch diskreter Teilchen erklärt. Bei extrem hohen Energiedichten, wie sie im Inneren von schwarzen Löchern oder in den ersten Augenblicken nach dem Urknall herrschen, müssen beide Theorien gleichzeitig angewendet werden, was zu mathematischen Widersprüchen führt.

Zu den bekanntesten Ansätzen zählen die Schleifenquantengravitation, die Raumzeit in diskrete Einheiten aufteilt, sowie die Stringtheorie, die Teilchen als eindimensionale schwingende Fäden modelliert. Die Planck-Länge von rund 1,6 mal 10^-35 Meter und die Planck-Zeit von rund 5,4 mal 10^-44 Sekunden gelten als die kleinsten physikalisch sinnvollen Skalen, unterhalb derer klassische Raumzeitkonzepte ihre Gültigkeit verlieren. Eine experimentell bestätigte Theorie der Quantengravitation existiert bislang nicht.