Das ganze Universum in eine Formel zu fassen, die auf ein T-Shirt passt: Das ist der große Traum der Physiker. Von jeher versuchen sie, ihre Theorien so zu vereinheitlichen, dass nur eine übrig bleibt – die »Theorie von allem«. Mittlerweile sind sie ziemlich entnervt. »Der Boden der Physik ist übersät mit Leichen von vereinheitlichten Theorien«, sagte Freeman Dyson einmal. Derzeit zanken zwei Denkschulen – die Stringtheorie und die Schleifen-Quantengravitation – um den richtigen Ansatz. Doch beiden mangelt es an Beweisen.

Eine Weltformel müsste alle Elementarteilchen erklären und die Kräfte, die zwischen ihnen wirken. Im Urknall, so die Annahme, gab es nur eine Kraft. Die habe sich dann in die heute bekannten Grundkräfte aufgespalten: den Elektromagnetismus, die schwache und die starke Wechselwirkung und die Gravitation. Die schwache Wechselwirkung wirkt zwischen Teilchen, die starke hält die Quarks in den Teilchen zusammen.

Vor vierzig Jahren wurden der Elektromagnetismus und die schwache Wechselwirkung vereint, die starke Wechselwirkung bleibt bis heute außen vor. Das aktuelle Standardmodell mit seinen 17 Teilchen enthält zwar diese drei Kräfte, vereinigen kann es sie nicht. Außerdem fehlt die Gravitation.

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Die Schwerkraft hat sich im Projekt Weltformel als besonders sperrig erwiesen. Einstein hat sie in der Relativitätstheorie beschrieben. Die gilt für Galaxien, das ganz Große also. Für das ganz Kleine, die Elementarteilchen, gilt die Quantentheorie. Beide vertragen sich nicht, weil ihre Konzepte von Raum und Zeit unterschiedlich sind. Das macht nichts, solange das Kleine klein bleibt und das Große groß. Vor dem Urknall aber war das Universum auf winzigem Raum geballt, sodass in der ersten Sekunde beide Theorien eine Rolle spielten. Das funktioniert mathematisch nicht.

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Der beste Kandidat für eine allumfassende Theorie ist derzeit die Stringtheorie, nach der die Teilchen schwingenden Saiten gleichen. Die Vorteile: Da die Strings eine Ausdehnung haben, schrumpft das Universum im Urknall nicht auf null. Das Matheproblem ist gelöst. Und aus den Formeln purzelt ein Schwerkraft-Teilchen heraus, das Graviton. Die Nachteile: Es sind elf Dimensionen nötig, damit die Theorie funktioniert. Zudem wird man sie kaum prüfen können, denn sie hat wohl unendlich viele Lösungen. Mit dem Teilchenbeschleuniger LHC am Cern wollen die Physiker zumindest nach ersten Indizien für die Stringtheorie suchen, den supersymmetrischen Teilchen.

Die Schleifen-Quanten-Gravitation dagegen geht davon aus, dass Raum und Zeit nicht kontinuierlich sind, sondern in Krümel zerfallen. Die könnten einen Lichtstrahl beeinflussen, der zehn Milliarden Jahre durchs All unterwegs war. Das Teleskop Glast soll diese Veränderungen aufspüren, mehr als ein erster Hinweis wäre das aber nicht.

Der Nobelpreisträger Robert Laughlin rät schon dazu, sich von der Weltformel zu verabschieden: Nicht alle Phänomene ließen sich auf fundamentale Gesetze zurückführen. Auf dem Weltformel-Friedhof wird es wohl noch voller.