Ein geometrisches (Meta-)Modell der Theorien der Physik, das auf Plancks vier Fundamentalkonstanten basiert und als vierdimensionales Polytop dargestellt wird: das Hexadekachor.
Plancks Hexadekachor — 4D-Projektion
Über das Projekt
Im Jahr 1899 identifizierte Max Planck vier Fundamentalkonstanten, die universelle Einheiten für Länge, Zeit, Masse und Temperatur definieren. Der Hypercube of Physics baut auf dieser Erkenntnis auf: Durch die Abbildung der 2⁴ = 16 Kombinationen dieser Konstanten auf die Ecken eines vierdimensionalen Hyperwürfels entspricht jede Ecke einer eigenen physikalischen Theorie.
Um diese Struktur greifbar zu machen, arbeiten wir mit dem Hexadekachor — dem vierdimensionalen dualen Polytop des Hyperwürfels. Seine sechzehn tetraedrischen Flächen repräsentieren die sechzehn Theorien: von der Newtonschen Mechanik (0, 0, 0, 0) im Zentrum bis zur bislang unentdeckten Theorie von wirklich allem (G, c⁻¹, h, kB) an seiner äußersten Schale.
Dieses Projekt entwickelt physische Modelle, Projektionen und interaktive XR-Erlebnisse, um diese Struktur für Schüler:innen, Lehrende und die Öffentlichkeit zugänglich zu machen.
Physische Modelle
01 — 3D-Druck
15 modulare 3D-gedruckte Tetraeder, die zum 16. zusammengesetzt werden — der TORE. Entwickelt für den Heimdruck, Museumsnutzung und den Einsatz im Unterricht. Dateien auf Thingiverse verfügbar.
Auf Thingiverse ansehen →02 — Lasergeschnittener Flachbausatz
Präzisionsgefertigter Flachbausatz für den Museumsshop. Eingeritzte Falzlinien, steckbare Montage — kein Kleber erforderlich. Jede Fläche ist mit der zugehörigen Theorie beschriftet.
Demnächst verfügbar →03 — Papierbastelei
Druckbares Netz zum Ausschneiden und Zusammenkleben. Entwickelt für Schulklassen und Workshops — jede Fläche mit Physiktheorie und Koordinaten der Planckschen Konstanten beschriftet.
PDF herunterladen →Die 16 Theorien
Jedes Tetraeder im Hexadekachor entspricht einer der sechzehn möglichen Kombinationen von Plancks Konstanten. Acht sind etablierte physikalische Theorien. Sechs bleiben offene Probleme. Zwei — darunter die Theorie von wirklich allem — sind spekulative Grenzbereiche.
Keine Gravitation. Keine Lichtgeschwindigkeitsgrenze. Keine Quanteneffekte. Keine Temperatur. Die Bewegung von Körpern unter Kräften — ∑ Fi = ma — wo die moderne Wissenschaft begann.
Alle anderen Teile dieses Puzzles erhalten ihren Platz aus diesem Startpunkt heraus. Für alltägliche Geschwindigkeiten und Größenordnungen funktioniert sie nach wie vor perfekt.
Bild: Das komplexe Kräftegleichgewicht eines Surfers.
Ein Gas besteht aus Billionen kollidierender Teilchen. Boltzmanns Konstante kB verbindet die mittlere Energie eines Teilchens mit der Temperatur des gesamten Gases.
Damit entstehen Wärme, Entropie und Druck aus der Statistik. Boltzmanns Grabstein in Wien trägt nur: S = kB log W.
Bild: Begriffe wie „heiß" und „kalt" hängen von der Aktivierungsenergie ab.
Jede Masse im Universum zieht jede andere an. Newtons Konstante G beschreibt fallende Äpfel und umlaufende Planeten mit derselben Gleichung.
G ist die einzige von Plancks vier Konstanten, die noch nicht mit voller Präzision gemessen wurde — Experimente dazu laufen bis heute.
Bild: Ellipsen von Merkur, Venus, Erde (mit Mond) und Mars um die Sonne.
Wenn Gravitation und Thermodynamik aufeinandertreffen, entstehen Sterne. Eine Gaswolke kollabiert, wenn die Gravitationsenergie den thermischen Druck überwiegt — die Jeans-Masse.
Keine Relativitätstheorie, keine Quantenmechanik nötig. Das Universum baut Sterne mit nur G und kB.
Bild: Sternentstehung — einfachste Astrophysik.
Nichts bewegt sich schneller als Licht. Einsteins Theorie von 1905 leitete E = mc², Zeitdilatation und die Vereinigung von Elektrizität und Magnetismus ab.
Die entscheidende Konstante ist c⁻¹ — für c → ∞ geht die spezielle Relativitätstheorie in Newtons Mechanik über. Maxwells Gleichungen leben hier ebenfalls.
Bild: Das Zwillingsparadoxon — ein klassisches Gedankenexperiment der speziellen Relativitätstheorie.
Welche Temperatur hat ein bewegter Körper? Diese Frage wird seit 1907 diskutiert und ist bis heute ungeklärt.
Planck, Einstein und andere schlugen verschiedene Antworten vor — und alle könnten richtig sein, je nachdem, wie man Temperatur für ein bewegtes System definiert. Ein seltener Fall einer Theorie, die mehr Rätsel als Lösung ist.
Bild: Was ist die Temperatur eines bewegten Körpers?
Teilchen haben keine bestimmten Positionen, bis sie gemessen werden. Energie kommt in diskreten Paketen. Plancks Konstante h setzt die Skala dieser Seltsamkeit.
Die Formulierungen von Schrödinger und Heisenberg in den 1920er Jahren veränderten die Physik grundlegend. Einstein protestierte: „Gott würfelt nicht." Die Würfel widersprachen.
Bild: Verschränkung von Teilchen — ihr Zustand kann nicht mehr unabhängig beschrieben werden.
Wirklich identische Teilchen können alle denselben Zustand besetzen (Bosonen) oder sich weigern, ihn zu teilen (Fermionen). So entstehen Supraleiter und Bose-Einstein-Kondensate.
Plancks Schwarzkörpergesetz von 1900 — die erste Quantenformel — lebt ebenfalls hier.
Bild: Ein verrauschtes Qubit — die Umgebung „lässt" Information aus dem Qubit-System austreten.
Masse krümmt die Raumzeit. Objekte folgen dieser Krümmung — Gravitation ist keine Kraft, sondern Geometrie. Einsteins Feldgleichungen von 1915 sagten Schwarze Löcher und Gravitationswellen voraus.
Alles später bestätigt. Das Bild zeigt durch eine massive Masse gekrümmten Raum — keine Kraft zieht nach unten, sondern eine Form leitet die Bewegung.
Bild: Die Raumzeit-Geometrie wird durch die Masse gekrümmt.
Der Urknall war heiß. Das Universum kühlt seit 13,8 Milliarden Jahren ab. Der kosmische Mikrowellenhintergrund erreicht uns heute bei nur 2,7 K.
Die Kosmologie lebt an dieser Schnittstelle von gekrümmter Raumzeit und Thermodynamik, obwohl Quanteneffekte nie wirklich absent sind.
Bild: Kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung. Das expandierende Universum kühlt ab.
Das Standardmodell der Teilchenphysik. Jedes Teilchen ist eine Anregung eines Feldes. Die QFT sagt das magnetische Moment des Elektrons auf zwölf Dezimalstellen voraus.
Die am präzisesten getestete Theorie der Wissenschaft. Die Gravitation fehlt hartnäckig: Das Hinzufügen von G macht daraus die schwer fassbare Theorie von allem.
Bild: Feynman-Diagramme — Teilchen als Anregungen quantisierter Felder.
Plancks Schwarzkörperformel von 1900 war die erste Gleichung, die c⁻¹, h und kB verband — sie läutete die Quantenphysik ein.
Der Unruh-Effekt sagt voraus, dass ein beschleunigter Detektor im leeren Raum eine von Null verschiedene Temperatur messen wird. Heißes Vakuum: experimentell noch unbestätigt, theoretisch überzeugend.
Bild: Drei Konstanten, die erste Quantenformel und ein glühender Schwarzkörper.
1975 zeigte das COW-Experiment, dass ein Neutronenstrahl sich aufteilt und wieder vereint, wobei eine messbare Phasenverschiebung allein durch die Erdgravitation entsteht.
Quanten- und Gravitationseffekte, keine Relativitätstheorie nötig. Eine stille, aber tiefgreifende Bestätigung, dass h und G sich tatsächlich überschneiden.
Bild: Neutroneninterferometer im Erdgravitationsfeld.
Ultrakalte Neutronen springen von Oberflächen ab wie Billardkugeln und besetzen diskrete Quantenzustände in der Erdgravitation. Ihre gemessene Lebensdauer liefert je nach Methode unterschiedliche Werte.
Die ~9-Sekunden-Diskrepanz zwischen „Flasche"- und „Strahl"-Experimenten ist bis heute ein offenes Rätsel der Physik.
Bild: Quantenzustände in einer Gravitationsflasche.
Der heilige Gral: eine einzige Theorie, die Quantenfeldtheorie und allgemeine Relativitätstheorie vereint. Superstringtheorie und Schleifenquantengravitation sind die führenden Kandidaten.
Keine wurde experimentell bestätigt. Die Planck-Länge (~10⁻³⁵ m), wo Quantengravitation bedeutsam werden muss, ist 10²⁰ mal kleiner als ein Proton. Der Fortschritt ist langsam, aber die Frage ist real.
Bild: Stringtheorie — eine Vision der Theorie von allem.
Schwarze Löcher strahlen. Hawkings Entdeckung von 1974, dass Schwarze Löcher Wärmestrahlung aussenden, ist der deutlichste Hinweis, dass alle vier Konstanten sich vereinen müssen.
Die Bekenstein-Hawking-Entropie verknüpft die Thermodynamik eines Schwarzen Lochs mit der Fläche seines Ereignishorizonts. TORE ist noch nicht gefunden, aber Schwarze Löcher zeigen bereits den Weg.
Bild: Dieses äußerste Stück enthält alle anderen. Das zusammengesetzte Puzzle ist TORE.
Geometrie — Projektionen
Das Hexadekachor und der Tesserakt können nicht direkt wahrgenommen werden. Wir machen sie durch Projektionen sichtbar — Reduktionen auf niedrigerdimensionale Darstellungen, die die wesentlichen Strukturbeziehungen zwischen den Theorien erhalten.
Der vierdimensionale Hyperwürfel, entfaltet in rotierende 3D-Projektionen. Seine 16 Eckpunkte stehen für die 16 Theorien der Physik. Jeder Eckpunkt führt zur zugehörigen Theorie.
Das duale Polytop des Tesserakts, begrenzt durch 16 Tetraeder. Verschiedene Projektionswinkel offenbaren die verschachtelte Tetraederstruktur, die Plancks Physikmodell zugrunde liegt.
Presse & Medien
Von Wissenschaftskommunikationswettbewerben bis hin zu öffentlichen Veranstaltungen — PlanckPlay war präsent, wo Physik auf Menschen trifft.
Berlin Science Week 2026 · YouTube
Ein Kurzfilm über meine Arbeit mit PlanckPlay, eingereicht beim Wettbewerb der Berlin Science Week × LNdW für Nachwuchsforschende.
Lange Nacht der Wissenschaften 2026 · Instagram
Ein kurzes Reel, das PlanckPlay bei der Langen Nacht der Wissenschaften 2026 zeigt — Physik als etwas, das man anfässen, bauen und spielen kann.
Demnächst
Zwei ergänzende Erlebnisse sind in Entwicklung: eine XR-Anwendung zur Navigation des Hexadekachors im Raum und eine Reihe interaktiver Umgebungen, in denen die sechzehn Theorien spielbar werden.
Navigieren Sie das Hexadekachor im dreidimensionalen Raum. Tauchen Sie in jede Theorie ein, verstehen Sie ihre physikalische Bedeutung und visualisieren Sie ihre Beziehung zu benachbarten Theorien.
Wird als Teil eines Lehrportfolios für den Physikunterricht an weiterführenden Schulen entwickelt.
Für Vorabzugang registrieren →Jeder Bereich erkundet eine oder mehrere der sechzehn Theorien spielerisch. Navigieren Sie durch normalerweise unsichtbare Phänomene — von der Quantensuperposition bis zur relativistischen Zeitdilatation.
Finde deinen Stern — eine Sternenkarte des Nachthimmels. Interagieren Sie mit Sternbildern, Galaxien und Planeten und verfolgen Sie die Physik, die jedes einzelne davon beherrscht.
Weitere Bereiche folgen →Forschungsumfragen
Wir erheben Daten zur Bewertung der bildungsbezogenen Wirkung von PlanckPlay und dem Hypercube of Physics. Ihr Feedback fließt direkt in die Weiterentwicklung neuer Modelle, XR-Erlebnisse und Lehrmaterialien ein. Bitte wählen Sie die Umfrage, die Ihrem Profil am besten entspricht.
● Für Erwachsene
Diese Umfrage richtet sich an Besucher:innen, Museumsgäste und alle, die ein allgemeines Interesse an Physik haben und mit dem Hexadekachor-Modell oder PlanckPlay interagiert haben. Sie dauert ca. 5–8 Minuten.
Hinweis: Diese Umfrage ist auf Englisch verfügbar. / Note: This survey is available in English only.
● Für Schüler:innen
Diese Umfrage richtet sich an Schüler:innen der Sekundarstufe und Studierende, die den Hypercube of Physics im Unterricht oder in einem Workshop kennengelernt haben. Sie dauert ca. 5–7 Minuten.
Hinweis: Diese Umfrage ist auf Englisch verfügbar. / Note: This survey is available in English only.
● Für Lehrkräfte
Diese Umfrage richtet sich an Physik- und Naturwissenschaftslehrkräfte, die PlanckPlay oder den Hypercube of Physics als Unterrichtsmittel genutzt oder bewertet haben. Ihre fachliche Perspektive ist besonders wertvoll für unsere Förderberichte. Sie dauert ca. 5–7 Minuten.
Hinweis: Diese Umfrage ist auf Englisch verfügbar. / Note: This survey is available in English only.
● Für Kinder
Eine kurze, spielerische Befragung für Kinder zwischen 6 und 12 Jahren, die das PlanckPlay-Puzzle oder den Papier-Hexadekachor ausprobiert haben. Mit Bildknöpfen und Gesichter-Skalen gestaltet — Eltern dürfen gerne helfen. Auf Deutsch und Englisch verfügbar.
Öffnet als eigenständige Seite. Funktioniert auf Tablets und Smartphones. Antworten werden lokal gespeichert und können von der Veranstaltungsleitung exportiert werden.