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Umgebung |
Anzahl der Atome pro cm³ |
mittlerer Weg |
Gold |
60.000.000.000.000.000.000.000 |
|
Luft bei Normaldruck |
30.000.000.000.000.000.000 |
0,000.066 mm |
Luft auf dem Mt.Everest |
9.000.000.000.000.000.000 |
0,000.2 mm |
Thermoskanne |
5.000.000.000.000 |
3.360 mm |
Bildröhre |
13.000.000.000 |
134 m |
Atmosphäre, Höhe Raumstation Mir |
1.000.000.000 |
1.680 m |
Raum zwischen den Sternen |
3 |
670.000.000.000 m |
Raum zwischen Galaxien |
0,000 000.000.000.001 |
180.000 LJ |
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Die obige Tabelle gibt an, wie viele Atome sich jeweils in einem Würfel von 1cm Kantenlänge befinden. Gold ist einer der am dichtesten gepackten Stoffe und im Raum zwischen den Galaxien ist nur noch in einem Abstand von je 10m ein nächstes Atom zu erwarten. Die Spalte 'mittlerer Weg' gibt an, wie gross die Strecke ist, die ein Teilchen durcheilen muss, bis es mit einem anderen Teilchen zusammenstösst. |
Bis hierher scheint alles
begreiflich und klar. Es gibt da die Materie, die wir mit unseren
Sinnen erfassen und das 'Nichts', den leeren Raum, in dem sich
nichts mehr befindet. Doch ... denkt man sich das letzte Molekül
des intergalaktischen Raumes auch noch weg, ist dann wirklich
nichts mehr in diesem Raum?
Die Antwort muss 'NEIN'
lauten. Angenommen, es wäre dort nichts mehr, wie könnten
wir dann all die Galaxien um uns her sehen? Irgendetwas, was wir
Energie nennen erfüllt diesen Raum. So die Photonen, welche
die Lichtinformationen der Sterne zu unseren Augen tragen, die
Wärmestrahlung, die uns von der Sonne abgestrahlt, im Sommer
braten lässt, die Gravitationskräfte, die
allgegenwärtig, die Masseklumpen zu den bekannten Strukturen
am Himmel formen und diese zusammenhalten.
Seit dem Beginn des
20.Jahrhunderts werden die Atomphysiker durch ihre Erkenntnisse
zunehmend gezwungen, von dem Bild ..
Materie ist alles und das Vakuum ist 'NICHTS'.., Abschied zu
nehmen. Immer heftiger drängt sich der Verdacht auf, .. das
Vakuum enthält 'ALLES' und die Welt der Materie ist ein
Sonderzustand von ihm.
Seither bildet sich eine
physikalische Theorie heraus, die unsere materielle Welt aus
materielosen Energiefeldern entstehen sieht. Feldern, die sich
unserer Wahrnehmung entziehen und sich nur durch ihre Wirkung und
durch mathematische Berechnungen erschließen, sowie über
Metaphern beschreibbar sind.
Aus dieser Richtung gesehen,
sind die realen Gegenstände nur in besonderer Weise
angeregte Formen von Quantenfeldern und den daraus folgenden
Elementarteilchen wie Elektronen, Photonen, Quarks usw. Schlüsse
aus Heisenbergs Unschärfe-Relation weisen darauf hin, dass
derartige Bausteine aus dem 'Nichts' entstehen können, um
sich abhängig von ihrer aufgenommenen Energie wieder in
'Nichts' aufzulösen. So mag es im Vakuum brodeln, ohne dass
die Zeitspannen der Existenz solcher Teilchen genügend lang
wären, so dass Menschen sie mit ihren heutigen Mittel
wahrnehmen könnten. Theoretische Berechnungen sagen
beispielsweise vorher, dass in einem leeren Raum mit der
Anwesenheit eines sehr starken elektrischen Feldes, Elektronen
und Positronen aus dem 'Nichts' entstehen müssten.
Ein Beispiel ist der
Casimir-Effekt, der 1997 durch einen amerikanischen Forscher
sogar messbar nachgewiesen werden konnte. Casimir berechnete
1948, dass zwei Metallplatten, die im Vakuum dicht
zusammengebracht würden, ohne äusseren Grund aneinander
gepresst werden müssten. Der Grund wäre, dass sich in
dem dünnen Spalt zwischen den Platten nicht mehr beliebige
„Quantenteilchen“ bilden könnten, sondern nur noch
solche, deren Wellenlänge in den Abstand passt. So entstünde
innerhalb des Spalts eine geringere Anzahl von Teilchen, als im
umgebenden Raum, worauf, wie bei einer Vakuumverpackung, die
Platte von außen durch den Luftdruck zusammengedrückt
werden müssten.
Die theoretische Physik ist
voller weiterer Beispiele. Im Moment sucht sie nach dem
Higgs-Feld, das nach dem britischen Physiker Peter Higgs benannt
wurde, der es berechnete. Dieses Feld ist der Schlüssel für
die Eigenschaft, die wir als Masse bezeichnen. Die Wechselwirkung
mit diesem Feld würde erklären, warum ein Elektron
Masse besitzt und warum diese so viel geringer ist, als bei einem
Proton. Man hofft dieses Feld im 21. Jahrtausend nachweisen zu
können, wenn der neue CERN-Beschleuniger 'Large Hadron
Kollider' fertiggestellt wurde.
Sollten diese und andere
Annahmen der theoretischen Physik bestätigt werden, so wäre
das Vakuum die Basis, aus der die materielle Welt hervorgekommen
ist. So wie dann in ihm ein Photon oder ein Elektron entstehen
könnte, wären die Sterne und Galaxien nur eine
Vergrösserung dieses Phänomens.
Die grundsätzliche Frage
des 'Woher kommt das alles?' wäre nicht gelöst sondern
nur verschoben, aber ein weiterer Schritt des Verstehens wäre
gegangen. Die Theorie des 'Big Bang' des Urknalls würde zu
der Theorie der 'Big Bubble' der großen Vakuumblase werden.
Sie könnte eine Reihe von Beobachtungen besser erklären
als es der Big Bang zur Zeit tut, ohne jedoch dessen Kernaussagen
zu wiedersprechen.
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