MitHyperraum (von griechischhyper für „über“) bezeichnet manRäume mit mehr als dreiDimensionen.[1] Ursprünglich war damit die Erweiterung voneuklidischenRäumen der Alltagsanschauung auf mehr als dreiDimensionen gemeint. Der Raum muss aber nicht unbedingt euklidisch sein und ist es in der Physik auch häufig nicht, wenn zum Beispiel Erweiterungen desMinkowski-Raumes betrachtet werden, wobei hier neben den drei Raumdimensionen auch eine Zeitdimension betrachtet wird (vier Dimensionen), der entsprechende Hyperraum hätte in diesem Fall neben der Zeitdimension mehr als drei Raumdimensionen.
Der Begriff Hyperraum wurde erstmals in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts verwendet, als in derMathematik abstrakteRaumbegriffe aufkamen, welche über den dreidimensionalen Anschauungsraum hinausgingen.[2] Der Beginn der mathematischen Auseinandersetzung mit solchen exotischen Räumen geht zurück auf den 10. Juni 1854, alsBernhard Riemann in seinerHabilitationsvorlesung an derUniversität Göttingen seineradikal neue Geometrie gekrümmter beliebig-dimensionaler Räume vorstellte.[3]In Anlehnung oder inspiriert durch seine Verwendung in der Mathematik, wo er auch einen Bruch mit den traditionellen Vorstellungen darstellte, fand der Begriff auch Eingang in viele andere Bereiche, wie zum Beispiel in dieLiteratur,Philosophie,Psychologie und diePhysik. Der MathematikerSimon Newcomb fasste die Faszination, die das Konzept weit über die Mathematik hinaus ausübte, in einer Ansprache an dieAmerican Mathematical Society im Dezember 1897 in die folgenden Worte:[4]
“The introduction of what is now very generally called hyper-space, especially space of more than three dimensions, into mathematics has proved a stumbling block to more than one able philosopher.”
„Die Einführung dessen, was nun im Allgemeinen als Hyperraum bezeichnet wird - besonders Raum mit mehr als 3 Dimensionen - in die Mathematik, hat sich als Stolperfalle für mehr als nur einen fähigen Philosophen erwiesen.“
In der Mathematik wurde der Begriff ursprünglich für höherdimensionaleeuklidische Räume mit vier oder mehr Dimensionen verwandt. Später wurde der Begriff auch auf andere höherdimensionale Räume ausgedehnt, denen ein anderer Raumbegriff als der euklidische zugrunde liegen kann.[5][6]
In einer völlig unabhängigen Begriffsbildung werden in derTopologie Hyperräume als Strukturen übertopologischen Räumen konstruiert.[7] Unter demHyperraum eines Raumes versteht man dabei einen Raum, dessen Punkte geeignete Teilmengen von sind, und in deneingebettet werden kann. Dieser Hyperraumbegriff wurde 1914 vonFelix Hausdorff in seinenGrundzügen der Mengenlehre fürmetrische Räume entwickelt, er wurde 1922 vonLeopold Vietoris auf allgemeine topologische Räume ausgedehnt.[8]
In der Physik versteht man unter einem Hyperraum einen physikalischen Raum, der mehr als drei Raum-Dimensionen besitzt (hinzu kommt gemäß der speziellen Relativitätstheorie noch eine Zeitdimension, so dass insgesamt vier Raum-Zeit-Dimensionen vorhanden sind) und somit über unsere herkömmliche dreidimensionale Raumvorstellung hinausgeht. Der Begriff wurde jedoch ursprünglich kaum in der naturwissenschaftlichen Fachliteratur zur Bezeichnung höherdimensionaler Räume verwendet, sondern zunächst in der Science-Fiction-Literatur geprägt. Gleichwohl griffen im 19. Jahrhundert einzelne Naturforscher spekulativ die Vorstellung eines höherdimensionalen Raums auf, etwa der Leipziger AstrophysikerJohann Karl Friedrich Zöllner, der inÜber die Natur der Cometen (1872/1883) und in seinerTranscendentale Physik (1878) einen vierdimensionalen Raum zur Erklärung kosmologischer Modelle und spiritistischer Phänomene heranzog.[9][10] Nachdem der Physiker Michio Kaku dann im Jahr 1994 ein populärwissenschaftliches Buch über die theoretische Physik mit dem TitelHyperspace (englisch für Hyperraum) veröffentlicht hatte, wurde der Begriff zunehmend in der populärwissenschaftlichen und seltener auch in der fachwissenschaftlichen Literatur verwandt.[11] Je nach der zugrunde gelegten physikalischen Theorie besitzt der Hyperraum eine Dimensionsanzahl zwischen 4 (Allgemeine Relativitätstheorie) und 11 (M-Theorie), wobei hier wieder eine Zeitdimensionen eingeschlossen ist.
Seit der Einführung von nicht-euklidischen Geometrien in die Mathematik durch Riemann fanden Beschreibungen von „höheren Dimensionen“ auch vielfach Eingang in Kunst und Literatur. Insbesondere das Interesse an einer zusätzlichen räumlichen „vierten Dimension“ erreichte zwischen 1870 und 1920 einen Höhepunkt, Hyperräume und höhere Dimensionen wurden zurMetapher für das Fremde und Undurchschaubare.[12] Ein literarischer Klassiker, der die vierte Dimension alsAllegorie für die Begrenztheit der menschlichen Vorstellungskraft nutzt, ist die KurzgeschichteFlächenland aus dem Jahre 1884 vonEdwin Abbott Abbott. Aber auch bei anderen Autoren wieOscar Wilde,Marcel Proust,Fjodor Dostojewski undH. G. Wells taucht der Begriff auf. Außerdem inspirierten Vorstellungen von höheren Dimensionen Werke von Musikern wieAlexander Scriabin,Edgar Varèse undGeorge Antheil sowie Maler wiePablo Picasso undMarcel Duchamp und beeinflussten die Entwicklung desKubismus undExpressionismus.
Im Gegensatz zur sonstigen Literatur, in der nach dem Höhepunkt des Interesses um 1900 die Verwendung stark zurückging, hat sich in derScience-Fiction der Begriff Hyperraum fest etabliert. Er bezeichnet dort ein Medium, durch das Raumschiffe „Abkürzungen“ nehmen können, um dierelativistisch begründete Unmöglichkeit vonÜberlichtgeschwindigkeiten zu umgehen. Eingeführt wurde der BegriffHyperspace (englisch für Hyperraum) in der Science-Fiction im Jahr 1931 vonJohn W. Campbell in der amerikanischen Magazin-Version seines RomansIsland of Space (in der Übersetzung:Kosmische Kreuzfahrt).[13]
Der Hyperraum wird in der Literatur zumeist alsParallelwelt mit speziellen Eigenschaften beschrieben, um ihn alsPlot-Device nutzen zu können. In diesem Hyperraum gelten die realen physikalischenNaturgesetze zumeist nicht oder nur teilweise.
Diesem Bild trägt auch der alternativ verwendete BegriffWarp Space Rechnung. Einige Autoren beschreiben ein künstlich erzeugtes, begrenztes Phänomen, wofür sie dann oft den BegriffSpace Warp benutzen, der ebenfalls bei Campbell erstmals auftauchte. Auch das Bild eines fadenförmig strukturierten Hyperraumes wird gelegentlich verwendet – dann zumeistSlipstream genannt –, etwa bei der FernsehserieAndromeda, wobei sich die Autoren dabei durch Begriffe aus derStringtheorie haben inspirieren lassen.[14] Der ursprüngliche Begriff Hyperraum ist jedoch bei weitem am gebräuchlichsten.[13] Obwohl das in der Science-Fiction verwendete Hyperraum-Konzept keine rationalePlausibilität besitzt[15], ist es spätestens seit den 1950er Jahren zu einem allgemein üblichen Kunstgriff geworden, um die Einschränkungen der realen Physik zu umgehen.[12] Darstellungen von höheren Dimensionen, die diese selbst in das Zentrum der Handlung stellen und nicht lediglich als Hilfsmittel verwenden, sind hingegen verhältnismäßig selten.[16] Ein Beispiel dafür ist die Verwendung in der SerieBabylon 5, wo der Hyperraum ein zentrales Handlungselement der Serie ist und als farbige, wolkenähnliche Umgebung verbildlicht wird.[17]
Versuche in der Science-Fiction-Literatur, den Hyperraum selbst zu veranschaulichen, beschreiben oft eine chaotische, die Sinne verwirrende Umgebung. Beispiele für solche Darstellungen sind die RomaneThe Mapmakers (1955) vonFrederik Pohl,Hyperspace (1959) vonR. Lionel Fanthorpe,All the Traps of Earth (1960) vonClifford D. Simak,Timepiece (1968) vonBrian N. Ball undA Different Light (1978) vonElizabeth A. Lynn. Gelegentlich wurde der Hyperraum auch als von exotischen Wesen bevölkert beschrieben, wie etwa in Christopher Grimms RomanSomeone to Watch Over Me vom Jahr 1959. Die weithin bekannteste Visualisierung eines fiktiven Hyperraums entstammt der FilmreiheStar Wars, die ab 1977 in die Kinos kam: Obgleich der Begriff dort lediglich als von früheren Science-Fiction-Werken übernommener Kunstgriff für die Handlung fungiert, ging das Hyperraum-Konzept durch die spektakulären Effekte, die den Sprung der Raumschiffe in den Hyperraum illustrieren, endgültig in diePopkultur ein.[18]
Neben der bildlichen Darstellung als optisch sichtbarer Parallelraum gibt es aber auch das entgegengesetzte Konzept, den Hyperraum als abstrakten, nicht sichtbaren Ort zu beschreiben. Diese Darstellung wird beispielsweise in den Werken vonLarry Niven (Ringwelt) oderMichael McCollum (Gibraltar Stars Trilogie) genutzt.[19] Dies ist auch in den Fernsehserien und Kinofilmen desStar-Trek-Franchise der Fall, wo der BegriffSubraum für den Hyperraum gebraucht wird.[11] Der Subraum wird erst in späteren Serien wieVoyager visualisiert. Noch weiter gehen modernere Science-Fiction-Universen wieWarhammer 40.000, wo der Hyperraum als eine höllische Paralleldimension gedeutet wird, in der Dämonen und andere nicht-körperliche Wesen nach den Seelen der Menschen gieren.
Allgemein
Hyperraummodelle verschiedener bekannter Science-Fiction-Werke
Mathematik
Populärwissenschaft
Belletristik