Die Wissenschaft von Stranger Things, wahr oder falsch: viele Welten, Wurmloch und Planck-Konstante

Viele Welten oder verborgene Dimension: der Unterricht von 1983

Im November 1983, beim Trauerempfang nach dem Begräbnis, fragen drei Jungen, wie man in eine andere Dimension reist. Ihr Lehrer zeichnet auf einen Pappteller ein Seil, einen Akrobaten und einen Floh. Das Kapitel heißt „Der Floh und der Akrobat“.

Es ist der Trauerempfang für Will. Mr. Clarke denkt zuerst an die vielen Welten von Hugh Everett, vorgeschlagen 1957; Bryce DeWitt nennt sie in den 1970er Jahren many-worlds, und der Begriff existiert also 1983. Lucas hat recht, diese Spur zu verwerfen. „Yeah, that's not what we're talking about.“ Everetts Zweige sprechen nicht miteinander. Keine Information geht von einem zum anderen. Es gibt weder Tür noch Reise.

Das Bild vom Floh kommt von einer anderen Idee, den verborgenen Dimensionen. Auf The Particle Adventure geht der Akrobat vor oder zurück, und der Floh läuft auch um das Seil: eine kleine geschlossene Schleife, die ihn zu seinem Ausgangspunkt zurückbringt. „He can even go… underneath the rope.“ Theodor Kaluza fügt 1921 eine Dimension hinzu. Oskar Klein rollt sie 1926 auf einen winzigen Kreis. In der Physik ist die Unterseite des Seils dieser Kreis, wo nichts lebt. Die Serie überträgt das Bild auf eine ganze Welt.

Die Jungen nennen diese Welt schon die andere Seite. Sie fanden den Namen am Vorabend des Begräbnisses, vor der Zeichnung auf dem Teller, als sie an das Spielbrett dachten, das Elfi umgedreht hatte, um zu zeigen, wo der Verschwundene war.

Die verborgenen Dimensionen haben auch ihre Fernsehfassung: In Folge 10 von „Unser Kosmos“, 1980, erklärt Carl Sagan eine vierte Raumdimension mit einem Apfel.

Um hinüberzugehen, verlangt der Unterricht eine enorme Energie und einen Riss in Zeit und Raum. Ein Tor würde die Schwerkraft stören, das Magnetfeld und die Umgebung.

Kompasse und Magnete: was der Magnetismus wirklich sagt

Im selben Jahr stellt Dustin fest, dass die Kompasse der Gruppe nicht den wahren Norden zeigen. Er schließt, ein stärkeres Feld ziehe sie zum Tor. „The needle's naturally drawn to the Earth's magnetic North Pole.“ Nahe einer stärkeren Quelle dreht sich die Nadel zu ihr.

Am Boden beträgt das Erdmagnetfeld 30 bis 60 Mikrotesla, nach einer Messung von 2019. Ein starker Kühlschrankmagnet erreicht etwa 10 000 Mikrotesla, Hunderte Male mehr. Die Überlegung stimmt.

Um den wahren Norden zu finden, verlässt er sich auf die Sonne, die im Osten aufgehen und im Westen untergehen würde. Die Sonne geht nur an den Tagundnachtgleichen fast genau im Osten auf. Von September bis März, in den gemäßigten Breiten, geht sie im Südostquadranten auf. Im November ist die Methode ungenau.

1986 driftet Dustins Nadel, während die Gruppe nach Osten geht, bis zum Felsen Skull Rock, nicht weit von Lover's Lake. Er schließt auf ein kleineres Tor. Er spricht von einem elektromagnetischen Feld: Die Nadel folgt seinem magnetischen Teil, wie dem der Spule von 1985. Das ist nicht falsch.

1985 baut der Lehrer einen Elektromagneten aus einem Transformator und einer Spule, dann senkt er den Strom. Zu sehen ist die Vorführung in „Ratten“.

Man entmagnetisiert einen Gegenstand mit einem Wechselfeld, dessen Stärke man nach und nach verringert. Röhrenfernseher hatten eine Spule dafür. Der Unterricht sagt zuerst, dieses Feld wirke auf jeden geladenen Gegenstand in der Nähe. Ein Kühlschrankmagnet ist kein geladener Gegenstand. Es sind seine Dipole, die reagieren, wie der Lehrer selbst etwas später sagt, wenn der Strom sinkt.

Um ein Haus und das Stadtzentrum zu erreichen, spricht er von Milliarden Volt. Das Feld eines Magneten nimmt mit der dritten Potenz der Entfernung ab: zehnmal weiter, tausendmal schwächer. Die Magnete der ganzen Stadt abzureißen – der Stadt, unter der die Maschine versteckt ist –, gehört in die Fiktion.

Der Isolationstank, eine Erfindung von 1954

1983 will Dustin einen Tank für sensorische Deprivation, damit Elfi die beiden Verschwundenen findet. Er ruft den Lehrer zu Hause an. „It's ten o'clock on Saturday.“ Die Gruppe füllt ein Planschbecken mit 1 500 Pfund Salz, etwa 680 Kilo, Streusalz aus einem Lager. Das Kapitel heißt „Die Badewanne“.

John C. Lilly entwickelt diesen Tank 1954, als er am NIMH arbeitet, dem amerikanischen Institut für psychische Gesundheit. Laut der Wellcome Collection sind die ersten Versuchspersonen, er selbst eingeschlossen, ganz in Wasser von Körpertemperatur getaucht. Die Fassung, in der man liegend auf Wasser schwebt, das mit Bittersalz gesättigt ist, kommt nach seinem Weggang, Ende der 1950er Jahre. Die ersten Tanks im Handel werden 1972 verkauft. Heute beschreibt man oft 25 cm Wasser bei etwa 35 °C, mit einer Dichte von 1,25 bis 1,26. Seine Arbeit inspirierte 1980 den Film „Der Höllentrip“ (Altered States).

Die Serie ersetzt das Bittersalz durch Streusalz. Schweben bleibt richtig. Was man in diesem Schwarz findet, gehört in die Fiktion.

Die Bäder, die den Versuchspersonen des realen Programms auferlegt wurden, gehören zu einer anderen Geschichte, der von MK-Ultra.

Suzies Planck-Konstante, die Zahl der Anpassung von 2014

Planck führt diese Konstante 1900 ein. Sie verbindet die Energie eines Photons mit seiner Frequenz: Die Energie ist h mal die Frequenz.

Am 4. Juli 1985 verlangt das Öffnen des Tresors, der die Schlüssel der Maschine hütet, diese Konstante. Murray, der Alexei übersetzt, stellt sie als eine sehr bekannte Zahl vor. Der Code, den er angibt, ist falsch: sechs, sechs, zwei, dann sechs, null, acht, dann null, null, vier. Dustin bekommt den richtigen über Funk, von Suzie. „Planck's constant is 6.62607004.“

Der Preis der Antwort ist ein Duett, über Funk gesungen: NeverEnding Story.

Die rezitierte Zahl, 6,62607004 × 10⁻³⁴ J·s, ist die der CODATA-Anpassung von 2014, verbreitet 2015. Laut einem CNN-Artikel vom 11. Juli 2019 haben Wissenschaftler des NIST sie bemerkt, als sie die Staffel sahen. Im Juli 1985 war der empfohlene Wert der von 1973: 6,626176 × 10⁻³⁴ J·s. Die sogenannte Anpassung von 1986 erscheint 1987 und ersetzt die von 1973.

Seit dem 20. Mai 2019 wird h nicht mehr gemessen. Sie beträgt genau 6,62607015 × 10⁻³⁴ J·s. Die Abstimmung ist vom 16. November 2018, auf der 26. Generalkonferenz für Maß und Gewicht, ausgehend von den CODATA-Werten 2017. Die Staffel, die die Szene zeigt, kommt am 4. Juli 2019 heraus, anderthalb Monate nach dem 20. Mai. Die beiden letzten Ziffern der rezitierten Zahl, 04, sind nicht mehr die des genauen Werts, 15.

Der falsche Code, 662 608 004, weicht von der rezitierten Zahl nur um eine Ziffer ab, eine 8 an der Stelle der 7. Die richtige Zahl, vom falschen Jahr: Das ist ein Anachronismus.

Die Einstein-Rosen-Brücke, von 1916 bis 1988

Achtung: Ab hier und bis zum Ende des Artikels geht es um Staffel 5.

Im November 1987, in der dritten Folge der Staffel 5, findet der Unterricht über die Einstein-Rosen-Brücken in Ericas Klasse statt, und Erica macht ihn zu ihrer Lieblingsstunde.

Er stellt diese Brücken als Wurmlöcher vor, ganz theoretisch. Man ginge von einem Punkt zum anderen, ohne den Raum dazwischen zu durchqueren, bis zu einer anderen Galaxie oder einer anderen Zeit. Wenn es sie gäbe, würden sie beim Entstehen zerreißen.

Ludwig Flamm findet die Lösung 1916. Albert Einstein und Nathan Rosen veröffentlichen sie 1935. Das Wort wormhole, im Sinn einer Abkürzung in der Raumzeit, erscheint 1957 in einem Artikel von Charles Misner und John Wheeler. Arthur Eddington hatte worm-holes schon 1928 geschrieben, im übertragenen Sinn, für Materieteilchen. 1962 zeigen Robert Fuller und Wheeler, dass die Brücke instabil ist. Sie schließt sich zu schnell, als dass irgendetwas sie durchqueren könnte. Für 1987 sagt der Unterricht das Richtige.

Schon 1973 zeigen Homer Ellis und, unabhängig von ihm, K. A. Bronnikov, dass ein Wurmloch durchquerbar sein kann, wenn es von einem Feld negativer Polarität gehalten wird. Ellis weigert sich, dieses Feld exotisch zu nennen. 1988 machen Michael Morris und Kip Thorne daraus das Referenzmodell, offengehalten von einer Materie, die sie exotisch nennen. Am 26. September 1988 bringen sie mit Ulvi Yurtsever vor, ein solches Wurmloch könne eine Zeitmaschine werden. Die Reise in eine andere Zeit, im Unterricht erwähnt, geht diesen Artikeln um einige Monate voraus.

Carl Sagan hatte Thorne für die Wurmlöcher seines Romans Contact befragt, erschienen im September 1985. Es ist der Sagan von „Unser Kosmos“: ein Zufall, nichts weiter.

Die exotische Materie: was ein Wurmloch offen halten würde

In der sechsten Folge der Staffel 5 sagt das Tagebuch von Brenner, was das Ganze hält. Es ist keine Magie. Dustin spricht von exotischer Materie, dem Namen der theoretischen Physiker. Etwas später zieht er sein Fazit. „It's not another world. It's a wormhole.“

In The Bridge präzisiert er vor der Gruppe, die Brücke sei sehr instabil, dennoch von dieser Materie gehalten.

Ross Duffer hat es Deadline gesagt. „We've known it was a wormhole since Season 1.“

1988, bei Morris und Thorne, wird das durchquerbare Wurmloch von einer kugelförmigen Schale aus dieser Materie gehalten. Die Serie bringt ihre in einer Kugel unter, was dem ähnelt. Es braucht eine Materie mit negativer Energie. Negative Masse bleibt spekulativ, und das nächste reale Beispiel, laut Wikipedia, ist der Casimir-Effekt. Für Sean Carroll, an der Johns Hopkins, sind Wurmlöcher ein vereinfachtes Modell, sehr interessant und nützlich für Physiker.

Bis heute ist kein Wurmloch beobachtet worden: Es sind hypothetische Objekte. 2022 wurde ein Experiment auf einem Quantenchip als holografisches Wurmloch vorgestellt. Peter Woit hielt die Vermarktung des Experiments für wissenschaftlich zweifelhaft. Carsten Welsch, in Liverpool, benutzt die Serie in seinem Unterricht.

Dustin spricht mit den Wörtern von 1988, denen von Morris und Thorne. Die Idee eines Feldes negativer Energie gab es dagegen seit 1973. Das Wort ist richtig. Das Objekt bleibt bis heute unauffindbar.

Das Urteil, Idee für Idee

Die Physik deckt drei Dinge nicht ab. Die Lampen, die flackern, wenn der Verschwundene ruft, und das Radio, das knistert, bekommen keine Erklärung: Man weiß nur, dass Strom fließt. Was Elfi tut, auch nicht. Die Stadt, eingefroren am 6. November 1983, auch nicht.

Eine Methode bleibt bis zum Ende richtig. Um Dustin zu finden, will der Lehrer einen Punkt aus drei Signalen bestimmen.

Die 1983 aufgestellte Regel gilt noch immer. „Science is neat. But I'm afraid it's not very forgiving.“ Die Namen und die Prinzipien sind richtig. Die Durchgänge in eine andere Welt sind es nicht.

1. 1983 Everett

   Richtig zitiert. Seine Welten sprechen nicht miteinander.

2. 1983 Der Floh

   Eine winzige, geschlossene Dimension, keine Welt.

3. 1983 Die Kompasse

   Richtig: Ein stärkeres Feld lenkt die Nadel ab.

4. 1983 Das Bad

   Der Tank existiert seit 1954. Das Schwarz, in dem man den Verschwundenen sucht, nicht.

5. 1985 Die Magnete

   Entmagnetisieren, ja. Eine ganze Stadt, nein.

6. 1985 Planck

   Die richtige Zahl, die der Anpassung von 2014.

7. 1987 Die Brücke

   Instabil, wie die Physik von 1962.

8. 1987 Die exotische Materie

   Das Wort von Morris und Thorne, 1988. Bis heute keine Beobachtung.

Häufige Fragen

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