Die verbogene Raum-Zeit

Luftmoleküle auf der Erdoberfläche ist dies wenig, verglichen mit
der mittleren Dichte der Atome im Universum jedoch sehr viel.
Würde man alle Atome der Planeten und Sterne im Weltraum
gleichmäßig verteilen, so würde man nur etwa ein Atom pro
Kubikmeter erhalten. Die Photonen sind also die im Weltraum am
häufigsten vertretenen Teilchen. Es gibt etwa zehn Milliarden mal
mehr Photonen als Atome.
Die moderne Kosmologie findet hierauf eine einfache Antwort.
Bei der Photonenstrahlung, die den Weltraum gleichmäßig ausfüllt,
handelt es sich um die Überreste des Urknalls, also jener
Explosion, bei der vor vermutlich etwa 10-15 Milliarden Jahren
das Weltall, zumindest der heute von uns beobachtete Teil des
Weltraums, entstanden ist. Kurz nach dem Urknall war die Materie
sehr heiß, und ein großer Teil der Energiedichte des Kosmos lag in
Gestalt von elektromagnetischer Strahlungsenergie, also als
Photonenstrahlung vor. Durch die fortwährende Ausdehnung des
Kosmos wurde auch die Photonenstrahlung »ausgedehnt« und
dabei abgekühlt. Heute hat sie nur noch eine Temperatur von etwa
2,7 Grad über dem absoluten Nullpunkt.
Wenn wir also ein Raumgebiet außerhalb unseres Sternensystems,
unserer Galaxie, näher untersuchen würden, müßten wir
feststellen, daß es sich strenggenommen auch nicht um ein
Vakuum handelt, sondern um einen Raum, der mit einem
Photonengas gefüllt ist. Im Prinzip zumindest ist es jedoch möglich,
die Photonen zu entfernen. Der von uns betrachtete Raum
müßte nur mit einem Metallmantel umgeben werden, der die
Photonen davon abhält, ins Innere einzudringen. Damit dort keine
Photonen mehr vorhanden sind, müßte man allerdings das Metall
noch auf den absoluten Nullpunkt abkühlen, was zwar theoretisch
denkbar, in der Praxis aber unmöglich ist. Doch damit haben wir
immer noch kein absolutes Vakuum geschaffen. Die moderne
Kosmologie sagt nämlich voraus, daß es im Weltraum im Mittel
nicht nur etwa 400 Photonen pro Kubikzentimeter gibt, sondern
auch etwa 500 Neutrinos. Das sind Teilchen, die mit dem Baustein
der Atomhülle, dem Elektron, verwandt sind, im Gegensatz zum
Elektron jedoch keine elektrische Ladung tragen, also neutral sind.
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