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Thomas Mc Kie am 23.02.2007, 12:18
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focus-online schrieb:Wie entstehen Gravitationskräfte? Wie wird Gravitation vermittelt, und welche Auswirkung hätte es auf die Erde, wenn die Sonne plötzlich erlöschen würde? (...) Trägheit durch Vakuumenergie Die verschiedenen Konzepte lassen erkennen, dass wir mit unserem Verständnis vom Wesen der Gravitation nicht viel weiter gediehen sind als weiland Isaac Newton. Vielleicht bringt uns ja eine neue Idee die Erleuchtung. Sie leitet sich von einer speziellen Theorie über die Massenträgheit ab. Diese Kraft, die uns zum Beispiel beim Flugzeugstart in den Sitz presst, kennt jeder. Physikalisch gesagt, leistet die Materie Widerstand gegen die Beschleunigung. Zunächst schlug der österreichische Physiker Ernst Mach eine Erklärung vor: Die Gravitationsfelder aller im All vorhandenen Massen wirken auf beschleunigte Körper, glaubte er. Eine Forschergruppe um den US-Astrophysiker Bernhard Haisch ersann jedoch eine andere, geradezu revolutionäre Theorie: Trägheit werde bewirkt durch die sogenannte Vakuumenergie. Das Vakuum des Weltalls – der leere Raum also, in dem keine Materieteilchen vorhanden sind – ist nicht wirklich leer. Infolge quantenmechanischer Gesetze springen Partikel für winzige Sekundenbruchteile in die Existenz und verschwinden sofort wieder. Sie hinterlassen aber Spuren in Form elektromagnetischer Felder, die das ganze Universum erfüllen. Teilchen, die sich gleichförmig in diesem Energiesee bewegen, bemerken von dessen Existenz nichts, so wie ein in einer Badewanne ruhender Mensch körperwarmes Wasser nicht fühlt. Erst wenn Atome beschleunigt werden, treten ihre elektrisch geladenen Bausteine, etwa die Elektronen in den Atomhüllen, in Wechselwirkung mit dem universellen elektromagnetischen Feld. Wie ein Flugzeug den Luftwiderstand fühlen sie eine Kraft, die sie zu bremsen sucht: Eben die Trägheit. Neue Konzepte für Raumschiffantriebe Somit wäre Massenträgheit nichts als ein elektromagnetisches Phänomen. Sie ist aber mit Masse verknüpft – und somit auch mit der Gravitation. Inzwischen zeigen physikalische Beobachtungen und Experimente, dass diese Überlegungen im Grundsatz stimmen. Dann aber könnte es möglich sein, Massenträgheit und Gravitation eines Tages mittels einer hoch entwickelten Elektrotechnik zu manipulieren – etwa, um Raumschiffe anzutreiben. Das Ziel wäre, die träge Masse eines Raumschiffs zu modifizieren. Wöge es statt 100 Tonnen nur noch zwei Gramm, so rechnet Haisch vor, ließe es sich leicht ins All schleudern und relativ schnell auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Noch sind derartige Ideen reine Utopie. Immerhin aber hat die US-Raumfahrtbehörde Nasa die Theorie im Rahmen ihres „Breakthrough Propulsion Physics Program“, aufgegriffen, mit dem sie nach neuen Konzepten für Raumschiffantriebe sucht. Gelänge ein Durchbruch, könnten sich kühne Raumfahrer in der Zukunft mittels einer Art künstlich erzeugter (Anti-)Gravitation aufmachen zu den Sternen. Klingt seeeehr nach fiction, deswegen die Einordnung hier. Grüße Thomas Mc Kie |
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rmendler am 26.02.2007, 13:20
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Hallo Thomas, naja, auch wenn es sich ein bißchen nach Science-Fiction anhört, werden die, die sich mit dem Thema beschäftigen und auch die astro-physikalischen Zusammenhänge verstehen so eine Theorie nicht veröffentlichen, wenn sie nicht zumindest rein rechnerisch möglich wäre, oder? Ciao René |
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Naja, ein "die werden das schon wissen" ist wie ich finde keine gute Basis. Elektromagnetische Felder existieren nicht ohne ihren Auslöser. Würde die Erde verschwinden (oder die Konvektionen im Erdinnern zum Erliegen kommen wie beim Mars), würde das Erdmagnetfeld ebenfalls verschwinden. Da virtuelle Teilchen nur ganz kurz entstehen und dann wieder "im Vakuumsee untergehen", kann so kein dauerhaftes elektromagnetisches Feld übrigbleiben. Nun gibt es allerdings noch die Möglichkeit, daß elektromagnetische Felder ihren Ursprung verlassen, losgekoppelt davon bestehen. Dies vermögen sie (nur) in Form einer elektromagnetischen Welle. Wird landläufig auch Strahlung, Licht und so genannt. Während ein ein elektromagnetisches Feld erzeugendes Objekt theoretisch keine Energie aufwenden muß, um dieses Feld dauerhaft zu erhalten (ein Magnet bleibt einfach magnetisch, ein Elektron bleibt negativ geladen), verliert ein Objekt durch Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen Energie. Bei virtuellen Teilchen ist ein solches Abstrahlen bisher nicht beobachtet worden. Müßte es aber, wenn dies die Ursache für die durchaus beobachtbare Trägheit sein soll. Ohnehin würde das "Vakuum" so nicht nur für einen kurzen Augenblick zwei virtuelle Teilchen ins Leben rufen und gleich wieder vernichten, sondern dauerhaft Energie freisetzen, was gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik verstößt. Man könnte immerhin annehmen, daß unaufhörlich im ganzen Universum virtuelle Teilchen entstehen und vergehen, sodaß deren kurzzeitige "normale" elektromagnetische Felder eine Art konstanter "Feldsumme" ergibt, die uns ständig umgibt und praktisch immer gleich groß ist. Aber auch dann müßte das Auftreten virtueller Teilchen beobachtbar sein (was jedoch nicht der Fall ist); denn in großer Nähe müßte ein einzelnes Feld groß genug sein, um einzeln gemessen werden zu können. Ist aber nicht der Fall. Also können Felder, die um virtuelle Teilchen herum auftreten, auch in großer Nähe nicht sonderlich groß sein. Mithin kann sich das nicht dermaßen hochsummieren, daß selbst sterngroße Objekte noch meßbares Trägheitsverhalten an den Tag legen. Alles in allem seh ich da nicht wirklich eine Chance, daß virtuelle Teilchen für die Trägheit verantwortlich sein können. Pertti |
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