Was ist Quantenfluktuation/Vakuumflukuation?
Ich beschäftige mich in letzter Zeit viel mit Physik und so, weil ich verstehen möchte, wie das Universum funktioniert. Gerade bin ich beim Urknall und der Entstehung des Universums und eine Theorie ist ja Quantenfluktuation, die im Vakuum passieren, was für mich keinen Sinn ergibt, weil im Vakuum doch nichts ist (?).
Wie entstehen diese Fluktuationen?
Ein anderer Punkt, der mich verwirrt ist, dass doch mit dem Urknall erst die Zeit entstanden ist, also wie kann es sein, dass "vorher" schon etwas passiert ist, obwohl es keine Zeit gab?
Ich weiß, dass es ein echt kompliziertes Thema ist, aber vielleicht kennt sich jemand von euch damit aus oder versteht es wenigstens besser.
2 Antworten
"vakuumfluktuationen" ist ein wort das in der physik eine bedeutung hat (wenn der erwartungswert eines operators im grundzustand 0 ist, die varianz aber >0 ist), ansonsten allerdings in populärwissenschaftlicher literatur für alles mögliche herhalten muss, wobei es sich meistens um bloße analogien oder "geschichten" handelt die man auf keinen fall zu wörtlich nehmen darf. das ist ja prinzipiell auch ok, aber leider wird das meist nicht klar genug gemacht dass man das nicht zu ernst nehmen darf.
so ist zB der vakuumzustand in der quantenfeldtheorie zeitunabhängig, da hüpfen also keine teilchenpaare irgendwo raus wie man oft liest. ebenso gilt in der quantenfeldtheorie das Noether-theorem welches dir garantiert dass die energie überall und zu jedem zeitpunkt exakt erhalten ist, da gibt es also keine kruzfristigen verletzungen wie man oft liest.
also wenn du den begriff "vakuumfluktuation" nicht in einer wissenschaftlichen publikation gelesen hast, dann ist die wahrscheinlichkeit dass der begriff in dem kontext eigentlich gar nicht wirklich eine sinnvolle bedeutung hat leider recht groß.
Das Vakuum ist eben nicht einfach nichts, sondern besitzt eine sogenannte „Nullpunktsenergie“, die zwar klein, aber eben nicht gleich 0 ist.
Aufgrund der Heisenbergschen Unschärferelation kann sich das Vakuum aus dem Nichts für eine kurze Zeit Energie „leihen“, ohne das Prinzip der Energieerhaltung zu verletzen - das sind dann die sogenannten Vakuumfluktuationen.
Das Vakuum ist eben nicht einfach nichts, sondern besitzt eine sogenannte „Nullpunktsenergie“, die zwar klein, aber eben nicht gleich 0 ist.
Nicht ganz. Es ist ein Betrachtungsunterschied.
Die Energie ist quantenmechanisch betrachtet 0 und klassisch betrachtet auch 0.
Erst wenn man den klassischen Energiebegriff auf das QM Modell anwendet kommt es zu dieser Diskrepanz.
aus dem Nichts für eine kurze Zeit Energie „leihen“,
Jein es leit sich von nichts Energie. Du hast virtuelle Teilchenpaare welche aber keine Energie übertragen können, daher gibt es hier keinen Energieaustausch.
Erst wenn Energie im System ist kann aus den virtuellen Teilchen echte Teilchen werden die dann auch Energie übertragen und überhaupt Wechselwirken können.