aus welt.de, 27. 3. 2024 Die 30 Millionen Lichtjahre entfernte Spiralgalaxie NGC 1512 zu Jochen Ebmeiers Realien
Doch hier geht es um etwas anderes. Der Casimir-Effekt, wie das Phänomen später getauft wurde, basiert auf mysteriösen Eigenschaften des Vakuums. Das ist tiefste Quantenphysik. Den experimentellen Beweis, dass Casimirs Vorhersage kein Hirn-gespinst war, lieferten 1956 sowjetische Wissenschaftler.
Erklären lässt sich der
Casimir-Effekt durch sogenannte Fluktuationen des Vaku-ums. Aus den
Gesetzen der Quantenphysik lässt sich nämlich ableiten, dass das Vakuum
niemals nur ein „Nichts“ sein kann. Vielmehr ist es erfüllt von
Quanten-feldern, aus denen permanent Teilchen, auch geladene Teilchen,
geboren werden, die nach unvorstellbar kurzer Zeit aber wieder
verschwinden. Physiker sprechen deshalb auch von „virtuellen Teilchen“.
Aus den Gesetzen der Quantenphysik folgt zwingend, dass das Vakuum an
sich immer einen gewissen Energiegehalt besitzt.
Das Vakuum befindet sich nicht im Zustand der niedrigsten Energie
Das
brachte Wissenschaftler auf die spekulative Frage, ob das Vakuum neben
einem Grundzustand mit minimaler Energie nicht vielleicht auch in einem
angeregten Zu-stand mit einer höheren Energie befinden könnte.
Theoretischen Betrachtungen zeigen, dass man dies nicht ausschließen
kann. In unserem Universum könnte sich das Vakuum und damit der Raum
selbst nicht im Zustand der niedrigsten Energie, sondern in einem
höheren Energiezustand befinden. Das würde dann bedeuten, dass das
Vakuum metastabil ist und es irgendwann zu einem Übergang in den
Grundzustand kommen könnte.
Ein solcher Phasenübergang wäre das ultimative apokalyptische Szenario. Ausge-hend von einem Punkt, an dem das Vakuum zuerst zusammenbricht, würde sich eine Kugelwelle mit Lichtgeschwindigkeit im Universum ausbreiten, die dieses uns bekannte Universum mit seinen physikalischen Gesetzen und Phänomenen schlag-artig vernichten würde. So etwas würde sich nicht ankündigen und schon gar nicht hätten wir Menschen es in der Hand den Zerfall des Vakuums aufzuhalten. Schwups, wäre einfach alles von einem Moment auf den anderen weg – immerhin schmerzfrei.
Aus Berechnungen, in die unter anderem die Masse des Higgs-Bosons und des Top-Quarks eingehen, folgern Physiker, dass sich unser Universum wahrscheinlich in einem metastabilen Zustand befindet. Das mag zunächst besorgniserregend klingen. Doch andererseits existiert unser Universum bereits seit rund 14 Milliarden Jahren, ohne dass es in diesem Zeitraum zu einem Phasenübergang in den Grundzustand gekommen wäre. Offensichtlich nicht.
Und die Rechnungen der Wissenschaftler zeigen, dass unser Vakuum wohl noch mindestens weitere zehn Milliarden durchhalten wird – wahrscheinlich aber noch viel länger. Insofern muss sich an dieser Stelle niemand Sorgen machen. Es gibt eine Vielzahl realistischerer Bedrohungen für die menschliche Zivilisation – etwa ein großer Asteroid mit einem Kollisionskurs zur Erde.
Bliebe noch die Frage, ob der Übergang des Vakuums in seinen Grundzustand nicht durch irgendein Ereignis stimuliert werden könnte – etwa durch eine sehr große Energiekonzentration an einem Ort im Quantenfeld des Vakuums? Es gibt in der kosmischen Strahlung Teilchen mit einer extrem hohen Energie – mit mehr als 10 hoch 20 Elektronenvolt. Diese Energie reicht offenbar nicht aus, um das Vakuum aus seinem metastabilen Zustand zu schubsen – denn sonst wäre es längst geschehen und es würde diesen Text hier gar nicht geben.
Allerdings kann man spekulieren, dass
wir wahrscheinlich längst noch nicht alle Phänomene im Universum kennen
und dass möglicherweise – vielleicht im Kontext von Schwarzen Löchern –
hochenergetische Vorgänge möglich sind, die das Vakuum unseres
Universums zerstören könnten. Ob das Ende unseres Universums so aussehen
wird, das werden wir nie erfahren. Die Thematik des metastabilen
Vakuums wurde indes im Wissenschaftsthriller „Feuermondnacht“
(Westkreuz-Verlag) fiktional verarbeitet.
Nota. - Wie der Zufall will, habe ich vor ein paar Tagen in meiner kindlichen Un-schuld in mein Notizheft dieses eingetragen:
'Leerer Raum'. - Ein Raum, der leer wäre, wäre kein Raum. Raum ist er, weil Etwas in ihm ist. Das ist die anschauliche Auffassung. Die neuere Auffassung müsste sein: ein Raum, der ungekrümmt ist. 'Das, was' ihn krümmt, muss nicht als Punkt, als Nukleus gedacht werden, sondern als ein 'Quantum von Krümmung', nämlich eine Dosis schwacher Wechselwirkung = Gravitation. Die kann man sich als unendlich verdünnbar denken; aber vorstellen kann man auch dies nicht. Wo nichts mehr wirkt, ist nichts. Wie ist es aber mit 'so gut wie nichts'?
Löcher im Raum müssten überall auftreten, wo keinerlei Wechselwirkung geschieht. Ach - ist oder messbar ist? 14. 3. 24
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