Vereint diese neue Theorie endlich Elektromagnetismus und Gravitation? ⚡

Seit langem suchen Wissenschaftler nach einer einzigen Theorie, die alle Naturkräfte verbindet. Ein neuer geometrischer Ansatz belebt diese Idee wieder.

Einstein wollte bereits Gravitation und Elektrizität in einer einzigen Theorie vereinen. Andere Forscher wie Hermann Weyl versuchten, diesem Weg zu folgen. Doch diese Versuche waren nie vollständig überzeugend.


Eine neue Theorie schlägt vor, Elektrizität als eine Eigenschaft der Raumzeit selbst zu betrachten. Nach dieser Idee wären elektrische und magnetische Felder in die Struktur der Raumzeit integriert. Diese Sichtweise stützt sich auf die Arbeiten von John Wheeler.

Die Forscher nutzten mathematische Werkzeuge, um die Maxwell-Gleichungen, die elektromagnetische Felder beschreiben, zu modifizieren. Sie erhielten eine allgemeinere Version dieser Gleichungen, die direkt mit der Geometrie der Raumzeit verbunden ist. Diese Ergebnisse wurden im Journal of Physics: Conference Series veröffentlicht.

Die hier verwendete Geometrie ist die von Weyl. Sie ist flexibler als die von Einstein. Sie ermöglicht es, die elektrische Ladung als eine lokale Verformung der Raumzeit zu interpretieren. Dies eröffnet eine neue Art, elektrische Ströme zu verstehen.

Diese Theorie hat wichtige Konsequenzen. Sie deutet an, dass Licht und elektromagnetische Wellen Schwingungen der Raumzeit sind. Sie sagt auch sehr schnelle Variationen des elektromagnetischen Feldes auf der kleinsten bekannten Skala, der Planck-Skala, voraus.

Dieser theoretische Rahmen könnte somit die verschiedenen Naturkräfte noch ein Stück näher in einer einzigen Beschreibung zusammenführen. Es wird noch viel Arbeit erfordern, diese Ideen zu testen und zu verfeinern.

Was ist die Weyl-Geometrie?

Diese Geometrie ist eine erweiterte Version der von Einstein verwendeten Geometrie. Sie ermöglicht es, dass der Begriff der Entfernung sich lokal in der Raumzeit ändert.

Dies macht sie nützlich, um elektrische und magnetische Felder in eine geometrische Beschreibung einzubeziehen. Im Gegensatz zur klassischen Geometrie erlaubt sie lokale Skalenvariationen, was wesentlich ist, um eine elektrische Ladung darzustellen.

Die Weyl-Geometrie bietet somit einen mächtigen Rahmen, um fundamentale Wechselwirkungen zu untersuchen.

Wie werden die Maxwell-Gleichungen verallgemeinert?

Klassisch sind die Maxwell-Gleichungen einfach und linear. In diesem neuen Ansatz werden sie komplexer und stehen in direktem Zusammenhang mit der Form der Raumzeit.

Diese Verallgemeinerung behält die alten Gleichungen als Spezialfall bei. Sie ermöglicht die Beschreibung reichhaltigerer und vielfältigerer Situationen.

Dies zeigt, dass man theoretisch den Elektromagnetismus allein aus der Geometrie der Raumzeit erklären kann. Genau wie Einstein es für die Gravitation getan hat.