In einem entlegenen Winkel der theoretischen Physik gibt es seit Jahrzehnten eine ketzerische Idee: die Existenz von Teilchen, die in der Lage sind, das heilige Gesetz der Kausalität zu verletzen und sich schneller als Licht zu bewegen. Sind die Tachyonen, Entitäten wurden nie beobachtet, aber nicht vollständig aufgegeben, was nun eine neue Studie (Ich verlinke es hier) rückt es mit Nachdruck wieder ins Rampenlicht.
Forschern zufolge könnte ein von Tachyonen dominiertes Universum überraschenderweise die größten Rätsel der Kosmologie erklären, von der Materie bis zur dunklen Energie. Eine kühne Hypothese, die noch überprüft werden muss, die aber völlig neue Perspektiven auf die Natur des Kosmos eröffnen könnte. Science-Fiction oder Physik der Zukunft?
Tachyonen, „ketzerische“ Teilchen
Tachyonen sind hypothetische Teilchen, die sich immer schneller als Licht bewegen und eine der Säulen der modernen Physik in Frage stellen: Einsteins Relativitätstheorie. Du weißt, was er sagt, oder? Nichts kann im Vakuum die Lichtgeschwindigkeit überschreiten, die etwa 300.000 km pro Sekunde beträgt. Dies wäre ein Verstoß il Prinzip der Kausalitätoder die Regel, nach der jede Wirkung ihrer Ursache folgen muss.
Dennoch sind Tachyonen eine mathematisch gültige Lösung der Relativitätsgleichungen, auch wenn ihre Existenz Paradoxien implizieren würde. Aus diesem Grund halten die meisten Physiker Tachyonen für eine einfache theoretische Kuriosität, eine intellektuelle Übung ohne Realität.
Ein „Tachyonen“-Modell des Universums?
Die Studie, die sich in der Vorabfassung befindet (und daher noch keinem Peer-Review unterzogen wurde), wirft ein neues Licht auf Tachyonen, platziert in einem kosmologischen Modell, in dem sie etwa 85 % der Masse des Universums und nicht dunkle Materie ausmachen.
Den Berechnungen der Forscher zufolge könnte ein expandierendes, mit Tachyonen gefülltes Universum seine Expansion zunächst verlangsamen und dann wieder beschleunigen. Ein Verhalten, das überraschenderweise mit Beobachtungen unseres Universums übereinstimmt, von dem wir wissen, dass es sich derzeit in einer Phase beschleunigter Expansion befindet, die von einem Phänomen angetrieben wird bekannt als dunkle Energie.
Mit anderen Worten: Das „Tachyonen“-Modell könnte möglicherweise sowohl Dunkle Materie als auch Dunkle Energie, die beiden größten Geheimnisse der modernen Kosmologie, mit einem einzigen, kühnen Handtuchstreich erklären. Eine Hypothese, die revolutionär oder vielmehr ketzerisch ist.
Ja, aber was ist mit den Beweisen?
Dieses Mal erwarte ich einige Kommentatoren, die theoretische Physik wirklich nicht mögen. Und ich mache es, um das Offensichtliche zu wiederholen: Eine Theorie, so faszinierend sie auch sein mag, ist nur dann gültig, wenn sie den Vergleich mit experimentellen Daten besteht. Um ihre Idee zu testen, wandten die Physiker sie auf Beobachtungen von Supernovae vom Typ Ia an, Sternexplosionen, die es ihnen ermöglichen, den Zusammenhang zwischen Entfernung und Ausdehnung des Universums zu rekonstruieren. Gerade durch die Untersuchung dieser Supernovae entdeckten Astronomen in den 90er Jahren die beschleunigte Expansion des Kosmos.
Nun, das Tachyonenmodell hat sich bei der Erklärung von Supernova-Daten als genauso effektiv erwiesen wie das Standardmodell (das dunkle Materie und dunkle Energie umfasst). Ein überraschendes Ergebnis angesichts der unorthodoxen Natur der Hypothese.
Aber das ist erst der Anfang. Heute haben wir Zugriff auf eine Vielzahl von Daten über das großräumige Universum, von der kosmischen Hintergrundstrahlung (dem Echo des Urknalls) bis zur Verteilung der Galaxien. Der nächste Schritt wird darin bestehen, das Tachyonenmodell mit diesen immer präziseren und detaillierteren Beobachtungen zu vergleichen. Wird es halten? Ich bezweifle es, aber darum geht es nicht.
Tachyonen, eine schöne und gute Provokation
Angesichts der Unplausibilität der Tachyonen selbst ist es unwahrscheinlich, dass das Tachyonenmodell diese strengeren Tests besteht. Aber neue, auch unorthodoxe Richtungen einzuschlagen, ist in der Kosmologie von grundlegender Bedeutung: Man weiß nie, wann ein Wendepunkt eintreten könnte. Kosmologen versuchen seit 50 Jahren, die Dunkle Materie zu verstehen und erforschen die Dunkle Energie seit 25 Jahren, ohne schlüssige Ergebnisse. Die Lösungen für diese Rätsel werden wahrscheinlich aus unerwarteten Richtungen kommen.
In diesem Sinne ist das Tachyonenmodell eine fruchtbare Provokation, die uns dazu zwingt, einige unserer tiefsten Gewissheiten in Frage zu stellen, wie etwa die unüberwindbare Grenze der Lichtgeschwindigkeit und das Kausalitätsprinzip. Selbst wenn es sich als falsch herausstellt, hat es uns in unerforschte Gebiete der theoretischen Physik geführt, wo die Antworten, nach denen wir suchen, liegen könnten.
Fernsehen, Lächeln und Tachyonen
Die Geschichte der Wissenschaft ist übersät mit „ketzerischen“ Ideen, die den Weg für konzeptionelle Revolutionen geebnet haben. Wollen wir über die Relativität selbst sprechen, die im letzten Jahrhundert wie eine bizarre mathematische Fantasie erschien und stattdessen unsere Vision von Raum, Zeit und Schwerkraft neu definierte?
Tachyonen, die heute nur noch am Rande der theoretischen Physik zu finden sind, könnten sich eines Tages als Schlüssel zu einem neuen, tieferen Verständnis des Universums erweisen. Oder vielleicht bleiben sie für immer eine faszinierende Spekulation, ein Gedankenexperiment, das uns daran erinnert, wie viel seltsamer und überraschender die Realität sein kann, als wir es uns vorzustellen wagen.
Auf jeden Fall bleibt die Kühnheit, Dogmen in Frage zu stellen und das Unmögliche zu erforschen, der Motor wissenschaftlicher Entdeckungen. Denn nur wenn wir unsere Gewissheiten in Frage stellen, können wir hoffen, neue Fenster zum Kosmos zu öffnen. Hinter einem dieser Fenster befindet sich ein überlichtschnelles Universum, in dem Vergangenheit und Zukunft verschwimmen und die Gesetze der Physik, wie wir sie kennen, nicht mehr gelten.
