Unsere Welt zu verstehen:  Quantenschaum

 

 
Wo beginnt sog. » Quantenschaum « ?

— hmsgnr0253z

 
 
Ab etwa 10^-6 sec nach dem Urknall können Einsteins Gravitationstheorie und das Standardmodell der Elementarteilchenphysik den Zustand der Raumzeit bzw. das Verhalten der Elementarteilchen recht genau beschreiben ohne einander berücksichtigen zu müssen.
 
Noch näher am Urknall aber sind Quanteneffekte so dominant, dass hier nur noch eine Theorie der Quantengravitation zuverlässige Aussagen liefern könnte.
 
Mit zunehmender Energiedichte nämlich verliert zunächst das Standardmodell seine Gültigkeit und auch die Aussagen von Einsteins Theorie werden mit höheren Temperaturen schnell ungenauer, da Quanteneffekte dann einfach nicht mehr ignorierbar sind.
 
Jörg Resag schreibt, man könne sich das so vorstellen, dass bei extrem hoher Energiedichte Quantenfluktuation derart energiereiche Teilchen erzeugen könne, dass sie mit steigender Temperatur immer häufiger zu extrem kleinen Schwarzen Löchern werden. Wie Hawking gezeigt hat, verdampfen die aber auch extrem schnell wieder, so dass sie sich dann im wie Blasen verhalten, die schnell entstehen, schnell wieder vergehen, in die man aber nicht hineinsehen kann.
 
Raum in solch "brodelndem" Zustand nennt man man Quantenschaum (wieder einer der so plastischen Begriffe, die der einfallsreiche John Archibald Wheeler geprägt hat. Seine Ideen und die seiner vielen Schüler haben die Physik zwischen 1930 und 1990 am deutlichsten voran gebracht).
 
 
Konkreter noch:
 
Bei erst 100 000 Milliarden Kelvin hätten bei der Kollision von Teilchen enstehende Schwarze Löcher einen Schwarzschildradius von nur 10^-39 fm, wären also 39 Zehnerpotenzen  k l e i n e r  als die Wellenlänge der bei dieser Temperatur noch existierenden Materieteilchen.
 
Je weiter wir aber dem Urknall kommen, desto schwerer müssen nach Einsteins Theorie die bei Kollision entstehenden Schwarzen Löcher werden. Zudem wird die Wellenlänge der Strahlung kleiner. Zwischen 10³² und 10³³ Grad schließlich werden die schwarzen Mikrolöcher ebenso groß wie die Wellenlänge der Plasmateilchen, nämlich rund 10^-20 fm — was dann etwa der Plancklänge entspricht ( 1.6 • 10^-20 fm = 1.6 • 10^-35 m ).
 
 
Das also ist die Grenze, jenseits der heute existierende physikalische Modelle einfach nichts mehr aussagen können.
 
 
Siehe hierzu auch Beitrag 0-289.
 
Der erste, der dies einsah, war Matwei Bronstein, ein sehr begabter russischer Physiker, der durch Stalins Regime 1938 sein Leben verlor.