Leere, Licht und Materie

Eine weitere Bereicherung der konventionellen Physik bestand darin, dass bereits zur Mitte des 20. Jahrhunderts eine neuartige Kraft entdeckt wurde, die es vermag, zwei sich abstossende, elektrische Leiter gegenseitig anzuziehen. Diese Kraft – heute bekannt als «Casimir-Effekt» – war der Anfangspunkt für die Erforschung des Quantenvakuums. Schon seit der Heisenbergschen Unschärferelation wissen wir, dass es in der Welt der Quanten eine bestimmte Unschärfe gibt, wenn wir versuchen, die Quanten ganz genau zu beobachten. Es ist so, als ob unsere Sinne nicht für derartige Vollkommenheit geschaffen sind und uns nur noch verzerrte Bilder von der Realität liefern – so wie ein Taucher unter Wasser ohne Taucherbrille auch nur Verzerrungen zu sehen vermag. Und wenn man die Unschärferelation auf die absolute Leere des Raumes überträgt, kommt man zum Schluss, dass der Raum gar nicht leer sein kann, denn das würde gegen das Prinzip der Unschärfe verstossen, da kein Wert exakt Null sein kann, denn dann würde der Wert ja nicht der natürlichen Unschärfe nach schwanken.

Das hat einige Physiker dazu verleitet, die Energie zu berechnen, die demnach in der absoluten Leere des Raumes existiert, und sie haben dabei einen unglaublich hohen Wert von ca. 10¹¹⁵ Jm^-3s^-1 gefunden, legt man die Plancksche Schwingungsfrequenz zugrunde. Das bedeutet, dass das absolute Vakuum Aberbillionen mal mehr Energie enthält als solide Materie!

Auch hier sind sich die Fachleute uneins. Während einige Physiker sich bereits anstrengen, diese Energie für uns nutzbar zu machen, gibt es andere, die behaupten, die Heisenbergsche Unschärfe dürfe man nicht wortwörtlich nehmen. Sie wäre nicht etwa das Resultat von den vermuteten Nullpunktfeldschwankungen, sondern lediglich ein mathematisches Artefakt – genauso wie ein Logarithmus oder die Zahl «Unendlich». Dessen ungeachtet, bleibt jedoch der Casimir-Effekt eine Kraft, die nachweislich direkt aus dem Quantenvakuum entspringt - ein unendlich grosser, unsichtbarer Raum - hier mitten unter uns!

Auch die hartnäckige und aller menschlichen Logik sich entziehende Behauptung Einsteins, die Geschwindigkeit des Lichts könne nicht übertroffen werden, gerät immer mehr unter Beschuss: Einerseits gibt es den Tunnel-Effekt, der es Teilchen erlaubt, durch sogenannte «verbotene Wege der Raumzeit» und ohne Zeitverluste, von einem Ort zu einem anderen zu «tunneln». Andererseits gibt es auch Experimente, die beweisen, dass zwei untereinander gekoppelte Photonen offenbar ohne Zeitverluste Informationen austauschen, so dass beide exakt dieselben Bewegungen in einem Schaltkreis durchführen, egal wie weit entfernt sie voneinander sind.

Zwar verteidigen sich die orthodoxen Anhänger der Speziellen Relativitätstheorie, indem sie sagen, dass die experimentellen Bedingungen nicht den Einsteinschen Aussagen widersprechen, da es sich bei der Überlichtgeschwindigkeit lediglich um eine «Gruppengeschwindigkeit» und nicht um die tatsächliche Geschwindigkeit des Teilchens als Ganzes handelt; das Teilchen als Ganzes übersteige niemals die Lichtgeschwindigkeit, sondern nur gewisse Wellenfronten. Andererseits würde es aber ja auch genügen, nur einen Teil eines Photons in einem Augenblick nach Andromeda zu schicken, um dort mit eventuellen Wesen zu kommunizieren. Es gibt daher also einen Weg, den Weltraum ohne Zeitverluste zu durchqueren - zumindest für Quanten.

Letztendlich gelang 1995 das schier Unglaubliche: Zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit wurde eine Temperatur von einem Milliardstel Grad über dem Absoluten Nullpunkt erreicht. Unter diesen Bedingungen konnte man die Vorhersage von Bose und Einstein bestätigen, nach der sich Atome in Materiewellen verwandeln als wären sie Licht. Das bestätigte wiederum die Auffassung, Materie wäre nichts weiter als konsolidierte Wellen im Raumgefüge.

Mit Helium kann man bereits bei 2-3ºK eine Kondensation als sogenanntes «Superfluid» erreichen; das ist eine Flüssigkeit, in der – genauso wie beim obigen «Bose-Einstein-Kondensat» – sich Atome in Quanten verwandeln und daher der gewöhnlichen Materie Quanteneigenschaften verleihen. Ein Superfluid ist unter anderem in der seltsamen Lage, aus eigener Kraft aus einem Behälter zu schlüpfen, also die Wände des Behälters emporzusteigen, um sich dann wiederum aus eigener Kraft vom Behälter zu entfernen. Superfluide sind zudem so labil, dass selbst Licht imstande ist, das Medium aus einem Behälter zu verdrängen - etwas bisher absolut Einzigartiges in der Natur! Das alles macht uns klar, dass wir die wahre Natur der Dinge bei Weiten noch nicht verstanden haben.