Quanten im Schwerefeld und Planck-Skala

Das VerhaltenPlanck-Skala von QuantenQuanten im statischen Schwerefeld lässt sich näherungsweise durch eine Kombination der Quantenmechanik mit der klassischen Gravitationstheorie beschreiben. Diese semiklassische Theorie führt zu Mindestwerten für Längen und Zeitintervalle, Höchstwerten für Teilchenenergien, Teilchenmassen, Temperaturen und Dichten (Planck-Skala) sowie den Bedingungen des frühen Universums, in denen alle Wechselwirkungen in einer Superkraft vereint sind. Der Urknall wird von einer Singularität zu einem Zustand maximaler Dichte. Dadurch entspricht der Urknall nicht mehr zwangsläufig dem Beginn der Zeit, sodass eine Ära vor dem Urknall denkbar wird. Darüber hinaus führt die semiklassische Behandlung zur Hawking-Strahlung und dem Informationsparadoxon Schwarzer Löcher. Eine stringentere Vereinigung der Schwerkraft mit der Quantenmechanik hat allerdings zur Folge, dass die Hawking-Strahlung und das Informationsparadoxon wieder verschwinden. Die Verwendung der Planck-Länge als minimale Wellenlänge für Quantenfluktuationen hat allerdings zur Folge, dass der theoretische Wert für die Dunkle Energie den aus astronomischen Beobachtungen im Rahmen des Urknallmodells ermittelten Betrag um mehr als 120 Größenordnungen übersteigt. Das ist die schlechteste Vorhersage einer Theorie in der Geschichte der Physik (Vakuumkatastrophe). Behoben werden könnte diese Diskrepanz möglicherweise unter Berücksichtigung der Fluktuationen der Raumzeit, die in konsistenter Weise nur im Rahmen einer Theorie der Quantengravitation möglich ist.