Zusammenfassung
Im Jahre 1973 veröffentlichte der junge Physiker Edward Tryon, Professor am Hunter College in New York, einen Aufsatz, der viele seiner wissenschaftlichen Kollegen aufrüttelte (und zum Teil auch empörte). Tryon behauptete, die Summe aller im Universum vorhandenen Energieladungen sei gleich Null; vom Standpunkt der Energie aus könne man das Universum also für »leer« halten. Bei der ungeheuren Explosion des Urknalls habe — so Tryon — das Auftauchen von Wärme und Materie die Gravitationsenergie kompensiert, die in diesem Fall einen negativen Wert besitzt (und also der Expansion entgegengesetzt ist). Das Ergebnis sei demnach gleich Null. Wenn dem so sei, behauptet Tryon weiter, könne das Universum aus einer Vakuumfluktuation entstanden sein, die für unvorstellbar kurze Zeit Teilchen und Antiteilchen hat entstehen lassen, die indes dazu bestimmt waren, dem Nichts wieder anheimzufallen, eine Art »Quantendarlehen« oder auch eine »Gratisleistung«, wie der amerikanische Physiker Alan Guth den Vorgang nennt.
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Anmerkungen
Auf subatomarem Niveau verliert die uns in unserer makroskopischen Welt so vertraute Kausalität ihre Gültigkeit. Sie wird durch die »Wahrscheinlichkeit« ersetzt, an einem bestimmten Punkt seiner Bahn ein subatomares »Wesen« zu treffen, und diese Wahrscheinlichkeit wird durch die Wellenfunktion beschrieben. Allerdings wird ein gewisser Determinismus dadurch wieder eingeführt, daß man, wenn eine genügend große Zahl von Teilchen beobachtet wird, ihr Verhalten unter bekannten Voraussetzungen vorhersagen kann.
Ein durch eine Spalte geschicktes Elektron hinterläßt auf einem dahinter aufgestellten Schirm helle und dunkle Streifen, genau wie eine Lichtwelle. Das ist der experimentelle Beweis für den gespaltenen Charakter der konstitutiven Einheiten der Materie: Sie sind zugleich Teilchen und Welle, so wie es von de Broglie im Jahre 1923 vorhergesagt wurde. Die Wellenlänge des Elektrons wurde gemessen und liegt bei 1,65 Ångström.
Für die klassische Physik ist das »Erscheinen« eines Objekts — und sei es noch so klein und unendlich kurzlebig — dank einer Energie-Anleihe im Nichts undenkbar. Die Erhaltungssätze schreiben vor, daß jede Größe (Masse, Energie oder Impuls) sich verändern, teilen oder andere Formen annehmen kann, daß jedoch die Endsumme gleich der Ausgangsmenge sein muß. Das Vakuum der Quantentheorie dagegen gestattet die Entstehung virtueller Teilchen passiver Energiebilanz, so als gewährte die Leere für Sekundenbruchteile den zur Entstehung der Teilchen notwendigen Energiekredit.
Auf diesem erstaunlichen Hintergrund funktioniert auch das Mikroskop auf der Grundlage des Tunneleffekts, ein Gerät, dessen Auflösung so unglaublich ist, daß sie es erlaubt, Atome zu »photographieren«
Albert Einstein, Autobiografia scientifica, Boringhieri, Turin 1979, passim; Pensieri degli anni difficili, Boringhieri, Turin 1965, S. 127.
Werner Heisenberg, Wandlungen in den Grundlagen der Naturwissenschaft, Stuttgart, 10. Aufl. 1973, S. 51.
Francesco Melchiorri, »Il vuoto quantistico«, in: Scienza-Dossier Juli/August 1986, S. 6.
Ein Einwand gegen die Theorien, die ein Entstehen des Universums aus einer zufälligen Fluktuation postulieren, wird aus dem Zentrum der Quantenphysik selber erhoben. Die spontane Fluktuation innerhalb eines energiereichen Vakuums kann zwar ein Teilchen-Antiteilchen-Paar hervorbringen, und die Physik kann heute diesen Vorgang in den großen Teilchenbeschleunigern sogar reproduzieren; die beiden sich selbst überlassenen Einheiten zerstören sich jedoch sofort gegenseitig. Die Produktion »realer« und stabiler Teilchen mit einer aktiven Energiebilanz stellte einen Verstoß gegen die Erhaltungssätze dar. Der Energiesatz kann durch die Entstehung von Elementarteilchen nur für sehr kurze Zeit außer Kraft gesetzt werden. Wie aber kann dann ein ganzes, stabiles Universum aus einer Fluktuation im Nichts entstehen, wenn das zwei Teilchen verwehrt ist? Dazu Heinz Pagels in Die Zeit vor der Zeit, S. 380: »Wirkliche Teilchen aus dem leeren Raum treten heute nicht mehr plötzlich in die Welt, weil unser Raum sehr eben ist und für einen solchen Raum ein derartiger Vorgang nach dem Energieerhaltungssatz verboten ist. In der Frühzeit des Universums war der Raum jedoch stark gekrümmt, und deswegen war die vollständige Energieerhaltung sinnlos. Eine Quantenvakuumschwankung, die zur Entstehung wirklicher Teilchen führt, kann eintreten, wenn der Raum stark gekrümmt ist.«
Zit. nach: Heinz Pagels, Cosmic Code, Berlin 1983, S. 173 f.; Bernard d’Espagnat, Auf der Suche nach dem Wirklichen, Berlin/Heidelberg/New York 1983, S. 90 f. und 181 f.; Ortoli et al., Le Cantique des Quantiques, Paris 1984, S. 108.
George Gale, »Universo e osservatori«, in: Le Scienze — Scientific American, Nr. 162, Februar 1982.
Albert Einstein, Autobiografia scientifica, op. cit. S. 39.
Žurnal Eksperimental’noj Fisiki, September 1984.
Zit. in Paul Davies, Mehrfachwelten, Düsseldorf/Köln 1981, S. 144.
George Gale, op. cit.
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Prattico, F. (1991). Quantenkosmologie. In: Leben, eine unerhörte Begebenheit. J.B. Metzler, Stuttgart. https://doi.org/10.1007/978-3-476-03340-6_4
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