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2025-09-21T13:57:44Z

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Die '''Kaluza-Klein-Theorie''' war einer der ersten Versuche zur [[Weltformel|Vereinheitlichung der fundamentalen Wechselwirkungen]] von [[Gravitation]] und [[Elektromagnetismus]].

1921 erweiterte [[Theodor Kaluza (Physiker)|Theodor Kaluza]] die vierdimensionale [[Raumzeit]] der [[Allgemeine Relativitätstheorie|Allgemeinen Relativitätstheorie]] (eine [[Zeit#Relativitätstheorie|Zeitdimension]] und drei [[Raumartig|raumartige]] Dimensionen) durch Hinzufügen einer weiteren, vierten raumartigen Dimension auf insgesamt fünf Dimensionen. Interessanterweise können die sich ergebenden [[Kaluza-Klein-Einstein-Feldgleichungen]] [[Separationsansatz|separiert]] werden in die [[Einsteinsche Feldgleichungen|Einsteinschen Feldgleichungen]] und die [[Maxwell-Gleichungen]]. So lassen sich [[Minkowski-Raum]] und die maxwellschen Gleichungen im Vakuum in einen 5-dimensionalen [[Kaluza-Klein-Riemann-Krümmungstensor]] einbetten. Von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, in der ein [[Energie-Impuls-Tensor]] die [[Quelle und Senke|Quelle]] darstellt, unterscheiden sich Kaluzas Gleichungen außerdem dadurch, dass sie quellen''los'' sind.

Später erweiterte [[Oskar Klein]] die Theorie von Kaluza und argumentierte, dass die vierte Raumdimension [[Kompaktifizierung|''aufgerollt'']] ist und deshalb nicht beobachtet wird. [[Stephen Hawking]] veranschaulicht das so: „Das erinnert an einen Strohhalm. Dessen Oberfläche ist zweidimensional, doch eine Dimension ist zu einem kleinen Kreis zusammengerollt, sodass der Strohhalm aus der Entfernung wie eine eindimensionale Linie aussieht.“<ref> {{Literatur |Autor=Stephen W. Hawking |Titel=Kurze Antworten auf große Fragen |Auflage=19 |Verlag=Klett-Cotta |Ort=Stuttgart |Datum=2019 |ISBN=978-3-608-96376-2 |Umfang=252 |Seiten=83}} </ref> Mit dieser Kompaktifizierung konnte Klein auch eine [[Quantisierung (Physik)|Quantisierung]] der [[Elektrische Ladung|Ladung]] erklären.

Allgemein konnte die Kaluza-Klein-Theorie (bisher) jedoch nicht quantisiert werden, weshalb mit zunehmendem Erfolg der [[Quantenmechanik]] das Interesse an der Kaluza-Klein-Theorie schwand. Die Idee, kompaktifizierte Zusatzdimensionen zur Vereinheitlichung der Grundkräfte zu verwenden, wurde jedoch später in der [[Stringtheorie]] fortentwickelt und wird dort als [[Kaluza-Klein-Kompaktifizierung]] bezeichnet.

== Siehe auch ==
* [[Kaluza-Klein-Teilchen]]
* [[Kaluza-Klein-Metrik]]
* [[Kaluza-Klein-Christoffel-Symbol]]

== Literatur ==
* Thomas Appelquist: ''Modern Kaluza-Klein theories.'' Addison-Wesley, Redwood City 1987, ISBN 0-201-09829-6
* Robert Coquereaux, Arkadiusz Jadcyzk: ''Riemannian geometry, fiber bundles, Kaluza-Klein theories and all that ...'' World Scientific, Singapore 1988, ISBN 9971-5-0426-X
* Paul S. Wesson: ''Five-dimensional physics – classical and quantum consequences of Kaluza-Klein cosmology.'' World Scientific, Singapore 2006, ISBN 978-981-256-661-4
* Walter Thirring: ''Introduction to Kaluza-Klein Theory.'' in ''Selected papers of Walter E. Thirring''. American Mathematical Soc., Providence 1998, ISBN 0-8218-0812-5, S. 633–663

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* ''Kaluza-Klein Theory in Perspective''. (englisch) {{arXiv|hep-th/9410046}}
* [https://link.springer.com/article/10.12942/lrr-2004-2 On the History of Unified Field Theories] (englisch)
* Kaluza, Theodor (1921). "Zum Unitätsproblem in der Physik". Sitzungsber. Preuss. Akad. Wiss. Berlin. (Math. Phys.): 966–972, [https://www.biodiversitylibrary.org/item/92690#page/446/mode/1up ''www.biodiversitylibrary.org''.]

{{Normdaten|TYP=s|GND=4224276-9|LCCN=sh86006241}}

[[Kategorie:Allgemeine Relativitätstheorie]]
[[Kategorie:Elektrodynamik]]

Kaluza-Klein-Theorie - Versionsgeschichte

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