Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Physik: Das kleinste der großen Rätsel

Die kosmologische Konstante gibt an, wie schnell das Weltall expandiert. Leider ist sie viel ­kleiner, als die Quantentheorie vorhersagt - für Physiker eine enorme Herausforderung.
Im Weltall gibt es zig Milliarden Galaxien, wie dieses Bild des Hubble-Weltraumteleskops zeigt.

In jedem bisschen Nichts gibt es etwas. Wenn man an einer beliebigen Stelle des Weltalls – weit abseits von Planeten, Sternen und Galaxien – in immer kleinere Skalen hineinzoomt, würde man naiverweise erwarten, auf reines Vakuum zu stoßen. Aber das stimmt nicht. Wenn man ganz genau hinsähe, stieße man auf ein wildes Durcheinander aus Teilchen, die plötzlich aus dem Nichts auftauchen und kurz darauf wieder verschwinden.

Der Grund: Die Quantenphysik, unsere Theorie des Allerkleinsten, lässt nichts einfach nicht zu. An einem Punkt in Raum und Zeit kann die Energie niemals exakt null sein; es bleibt immer etwas Spielraum. Die Folge sind »virtuelle« Teilchen, die sich die verfügbare Energie borgen. Meist ploppen sie als Paare aus Materie- und Antimaterie-Teilchen auf, die sich rasch wieder gegenseitig auslöschen.

Die virtuellen Partikel lassen das Vakuum gewissermaßen brodeln – sie drücken dabei jeden Flecken des Weltalls auseinander. Diese Aktivität gilt als die wahrscheinlichste Erklärung für das, was Kosmologen Dunkle Energie nennen. Sie umschreiben damit die Beobachtung, dass sich das Weltall immer schneller ausdehnt, und nicht, wie lange vermutet, entweder statisch ist oder mit einer gleich bleibenden Rate expandiert.

Das Problem mit der Vermutung ist, dass es nicht genug Dunkle Energie zu geben scheint …

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Riechverlust als Warnsignal

Der Geruchssinn kann dabei helfen, neurologische und psychische Erkrankungen früher zu erkennen. Warum das so ist und ob ein plötzlicher Riechverlust tatsächlich auf Alzheimer, Parkinson oder Depressionen hinweist, lesen Sie ab sofort in der »Woche«. Außerdem: Bekommt Google Konkurrenz?

Spektrum - Die Woche – Tierisch gut geträumt

Träume sind nicht uns Menschen vorbehalten, auch Tiere sind während des Schlafs zeitweise in anderen Welten unterwegs. Was passiert dabei im Gehirn, welche Funktion erfüllt das Träumen? Außerdem in dieser »Woche«: Gigantische Leerräume im All liefern wichtige Daten für die astronomischen Forschung.

Spektrum - Die Woche – Der Umbau der Chemieindustrie

Täglich entstehen in riesigen Fabriken zahllose Stoffe, die wir in unserem Alltag nutzen – allerdings nur dank fossiler Rohstoffe und eines extrem hohen Energieverbrauchs. In dieser »Woche« geht es um den Umbau der Chemieindustrie hin zur Klimaneutralität. Außerdem: Gibt es sie, die »Zuckersucht«?

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen

Carlip, S.: How to hide a cosmological constant. International Journal of Modern Physics D 28, 2019

Kaloper N., Padilla, A.: Vacuum energy sequestering and graviton loops. Physical Review Letters 118, 2017

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.