Quantum Gravity

(überarbeitete Version) „das Seiende in der Zeit wohl west“, frei formuliert nach Martin Heidegger, wäre eine andere denkbare Überschrift für diesen Beitrag gewesen. Quantengravitation ist ein aktueller Forschungsgegenstand der Physik. Es ist tatsächlich nicht bewiesen, ob Raum und Zeit diskret („gequantelt“) oder kontinuierlich verlaufen. Ebenso ist unklar, ob Gravitation gequantelt ist. Gemäß dem Philosophen Kant ist die Spekulation in der Kosmogonie (wie auch in der Moral) zulässig.

Zu den berühmtesten Physikern der Moderne gehören sicher Einstein und Planck. Würden wir in die berühmte Einsteingleichung Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat (E=mc2), das Plancksche Wirkungsquantum einsetzen, so könnten wir nach einigem Herumrechnen auf minimal kleinste Beträge von Masse, Länge/Raum und Energie, so genannte Quantenbeiträge als diskrete Werte kommen. Innerhalb gewisser Konventionen würden wir sagen, dass wir für diese den jeweils kleinsten Betrag gefunden haben. Weiterhin stoßen wir dabei auf die interessante Tatsache, dass anscheinend die Zeit nicht kontinuierlich verläuft, sondern in Schritten dieser kleinsten Beträge. Gekörnt, wie in einer Sanduhr.

Die Planck-Zeit als Elementareinheit wurde mit 5,391 x 10 hoch minus 44 Sekunden berechnet.

Die Planck-Länge beträgt 1,616 x 10 hoch minus 35 Meter.

Diese errechneten diskreten Elementareinheiten machen nur in der Planck-Ära Sinn, also in unserem relativistischen Raumzeitkontinuum.

Genauso könnte jetzt mathematisch die kleinste Menge an Schwerkraft, ein Quantum Gravitation diskret beschrieben, gültig freilich nur in der Planck-Ära.

Dann könnten wir auch auf die Idee kommen, den kleinsten Betrag an Gravitation, ein Quantum Gravitation zu bestimmen. Analog zur Energie, zur der es auch eine Planck Energie (Energiequantum) gibt. Weiterhin existiert die Vorstellung, dass eine versuchte Stauchung z.B. eines Gravitationsquantum einen Quantum Bounce erzeugt. Bei Gravitationsquanten könnte es eine Grenze geben, ab der diese nicht mehr komprimierbar oder stauchbar sind (ähnlich einem Tennisball).

Dieser Bounce könnte verantwortlich sein, dass Schwarze Löcher („shwarz-shield blackhole“, Schwerkraftmonster im All, auch Singularität genannt) ihre Existenz beenden oder umschwingen zu einem weißen Loch, einem „kosmischen Geysir“ ohne Ereignishorizont und mit strikter Emission von Materie (Materiebrunnen). Diese Singularität, respektive deren Effekte auf die Quantengravitation, wären dann beobachtbar. Vielleicht gibt es das schon. Konventionelle Theorien besagen, Schwarze Löcher seien für die Beobachter, also uns, scheinbar fast ewig (Lebensdauer Billionen Jahre), weil durch deren ungeheure Schwerkraft eine Zeitdilatation erfolgt.

Nach bisheriger Vorstellung ist ein physikalisches schwarzes Loch unendlich schwer, erzeugt so Anziehung. Es besitzt keine messbare Ausdehnung, sondern nur einen so genannten Ereignishorizont. Unsere Gesetze der Physik gelten in so einer Singularität wohl möglich nicht, dort herrschen Verhältnisse wie vor dem Urknall, also ein absolutes Raumzeitkontinuum, welches man von unserem Betrachtungsstandpunkt aus als ewig sehen wird, wenn gleich es möglicherweise stets sofort zerfällt (Paradoxon).

Es gab etliche Medienberichte über erfolgreiche Nachweise von #Gravitationswellen. Auf jeden Fall sind Gravitationsquanten mathematisch darstellbar. Analog zu den Elementarquanten, gibt es dann ein minimal diskretes Gravitationsquantum. Diese und ähnliche Erkenntnisse können den Weg bereiten zu Quantumchips, welche als Eigenschaft Quantenemission aufweisen. Mögliche und denkbare Effekte dieser Quantenemission sind Extinktionsphänome (Auslöschung) oder die Erzeugung von „Geisterteilchen“ (Materialisation). Noch interessanter ist die Vorstellung skalierbarer kohärenter Quantenemission. Dies würde man als Quantenlaser bezeichnen. In der Vorhersage ist die Emission eines #Quantenlaser eher nicht im konventionellen Wellenspektrum angesiedelt. Bekannt ist die Ausstrahlung von Mikrowellen aus Computerprozessoren, bereits vor den Lasern wurden in den 50er Jahren des vorherigen Jahrhunderts Maser dargestellt. Ein Quantenlaser könnte man so auch als #Qaser bezeichnen.

Die Darstellung einer stehenden Welle aus Gravitation per Kohärenz oder auch nur ein Levitations- oder Teleportationsphänomen, einer „Laser-Schwerkraft-Welle“, oder auch ihr Gegenteil, wäre eine Sensation.

Mit den Bose-Einstein-Kondensaten wurde bereits in den 90er Jahren ein Atomlaser mit Materie-Aufbau realisiert. Ein Quantenlaser wäre vielleicht eine Möglichkeit mit hoher Zielgenauigkeit genau die Energiemenge an einem Ort auftreten zu lassen, wo sich Wasserstoffatome befinden, um dort Kernfusionsprozesse sequentiell aufrecht zu halten, durch Überwindung der Coulombbarriere.

Eine kontinuierliche, sich selbst erhaltene #Kernfusion, etabliert hier mit Betrieb von Generatoren ist derzeit nicht vorstellbar. Verschiedene Fusionen wurde experimentell durchgeführt. Grundsätzlich ist ein Problem die auftretende Strahlung, die den Reaktorbehälter auf Dauer mürbe machen würden, andererseits muss auch ein Kraftschluss, ein Generatorenbetrieb zum Umsetzen der thermischen Energie aus der Fusion in Bewegung oder Strom dazu entwickelt werden.

Ein perpetuum mobile wurde bis jetzt nicht gefunden. Dies scheitert nicht am Impulserhaltungssatz der Physik, sondern an Reibungsverlusten. Die politische Diskussion zur „#Energiewende“ ist wörtlich gesehen Unfug, weil sie den Hauptsätzen der #Thermodynamik widerspricht. Die Hauptsätze der Thermodynamik gehören zu den so genannten Erhaltungssätzen der Physik, „heilige Kühe“ wenn man so will. Axiome. Energiepolitik bei uns steht unter dem Vorbehalt der #Entropie.

Eine Verletzung eines Erhaltungssatzes der Physik wurde bislang nur bei K-Null Zerfall beobachtet, dies auch nur schwach in einer anderen stöchiometrischen Verteilung als erwartet. Der Erhaltungssatz, der dabei schwach verletzt wurde, ist die CP-Invarianz.

Martin Döhring 2019