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Doppelspaltexperiment nur mit ... Schwerkraft?

Aktualisiert: 15. Dez. 2023

Die Welt der Physik ist voll von Rätseln und faszinierenden Theorien, und zwei der bedeutendsten sind die Allgemeine Relativitätstheorie (GR) und die Quantenfeldtheorie (QFT). Diese Theorien sind die Säulen unseres Verständnisses des Universums, aber seltsamerweise scheinen sie bei extremen Bedingungen, wie sie beispielsweise in schwarzen Löchern oder beim Urknall vorherrschen, nicht miteinander vereinbar zu sein.

Die Allgemeine Relativitätstheorie, die von Albert Einstein formuliert wurde, beschreibt die Gravitation und die Struktur von Raum und Zeit. Sie funktioniert hervorragend für große Objekte und kosmische Phänomene. Auf der anderen Seite haben wir die Quantenfeldtheorie, die sich mit der Welt der kleinsten Teilchen beschäftigt und Phänomene auf der subatomaren Ebene erklärt.

Ein klassisches Beispiel, das die seltsame Natur der Quantenwelt zeigt, ist das Doppelspaltexperiment. Hierbei werden Teilchen wie Elektronen oder Photonen durch zwei nahe beieinanderliegende Spalten geschickt. Wenn wir nicht messen, durch welchen Spalt das Teilchen geht, verhält es sich so, als würde es durch beide Spalten gleichzeitig gehen und erzeugt ein Interferenzmuster, das typisch für Wellen ist, auf einem dahinterliegenden Bildschirm. Dies zeigt, dass Teilchen in der Quantenwelt Eigenschaften von Wellen aufweisen können.


Aber wie verhält es sich mit der Gravitation in dieser Quantenwelt? Bisher dachten wir, dass das Gravitationsfeld immer deterministisch auf Quantensysteme reagiert – das heißt, es folgt vorhersehbaren Regeln. Die neue Forschung von Wissenschaftlern wie Jonathan Oppenheim schlägt jedoch vor, dass Zufälligkeit oder indeterministische Prozesse, die wir normalerweise nur bei Quantensystemen sehen, auch in der klassischen Physik eine Rolle spielen könnten.


Dies könnte weitreichende Implikationen haben, insbesondere für das Verständnis von Phänomenen wie dem Informationsparadoxon schwarzer Löcher. Schwarze Löcher emittieren Hawking-Strahlung und zerfallen im Laufe der Zeit, und es stellt sich die Frage, was mit den Informationen passiert, die in ein schwarzes Loch fallen.

Die Idee, dass die Gravitation möglicherweise nicht vollständig deterministisch ist, könnte neue Wege eröffnen, um dieses Rätsel zu lösen. Es könnte bedeuten, dass unsere bisherigen Theorien über schwarze Löcher und die Natur der Gravitation überdacht werden müssen.


Abschließend lässt sich sagen, dass die Physik ein sich ständig entwickelndes Feld ist und neue Ideen immer wieder unsere Sichtweise auf das Universum herausfordern und erweitern. Die Theorie der nicht vollständig deterministischen Gravitation ist ein spannendes Beispiel dafür.


Für eine vertiefte Betrachtung dieses Themas schaut euch auch mein Video an, das diese Konzepte weiter erläutert und visualisiert.



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