Abhay Ashtekar (Physics Department, Penn State, US  and Perimeter Institute, Canada)

Unsere Vorstellungen von Raum und Zeit erlebten vor etwas mehr als 100 Jahren einen radikalen Wandel. Durch die allgemeine Relativitätstheorie hörte die Schwerkraft auf, eine Kraft zu sein, und wurde zu einer Manifestation der Raum-Zeit-Geometrie. Dieser Paradigmenwechsel eröffnete ungeahnte Perspektiven für unser Verständnis des physikalischen Universums: die Möglichkeit von Wellen in Raum-Zeit-Geometrien, die sich als Gravitationswellen manifestieren; von Schwarzen Löchern, die Geometrien repräsentieren, die nicht nur Materie, sondern auch Licht einfangen; und des Urknalls, der Ur-Explosion, die die Geburt des Raum-Zeit-Kontinuums selbst markiert. Durch Schwarze Löcher und den Urknall lernten wir jedoch auch, dass Einsteins Gleichungen das Vorhandensein von Raum-Zeit-Singularitäten vorhersagen: raue Ränder, an denen das Raum-Zeit-Kontinuum zerreißt und die gesamte klassische Physik abrupt zum Stillstand kommt. Diese Singularitäten sind die Tore zur Physik jenseits Einsteins – d.h. zur Vereinigung der allgemeinen Relativitätstheorie mit der Quantenphysik. Die Konstruktion dieser gewünschten Theorie der Quantengravitation ist eine wahrhaft herausfordernde Aufgabe, da sie eine völlig neue Syntax erfordert, um Konzepte zu formulieren, die ausreichend geeignet sind, das extreme Universum zu beschreiben. Wir benötigen jetzt das Quantenanalogon der Riemannschen Geometrie, die als Syntax für die allgemeine Relativitätstheorie dient. Nach einer kurzen Diskussion darüber, warum mehrere unterschiedliche Ansätze verfolgt werden, werde ich mich auf die Schleifenquantengravitation konzentrieren, die auf einer spezifischen Theorie der Riemannschen Quanten-Geometrie basiert. Ich werde erklären, wie sie zu Quanten-Raum-Zeiten führt, die Einsteins klassisches Kontinuum über seine Singularitäten hinaus erweitern. Obwohl dieses konzeptionelle Rahmenwerk eher abstrakt ist und neuartige Mathematik beinhaltet, führt es auch zu Vorhersagen, die beobachtbar getestet werden können.

Vortragssprache: English

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