Nur eine bei extrem kleinen Raumzeitintervallen körnige Raumzeit kann die hohe Intensität von in die Erdatmosphäre eintretenden Gammastrahlen und Elementarteilchen aus dem All erklären. Mit dieser in dem Fachmagazin Astrophysical Journal Letters erschienenen Arbeit glaubt ein amerikanisches Wissenschaftlerteam die seit längerem diskutierte These einer quantisierten Raumzeit untermauern zu können. Die hohen Geschwindigkeiten und Energien der kosmischen Strahlen blähen die Korngröße der Raumzeit auf und verhindern so eine Auslöschung der Strahlen auf ihrem Weg zur Erde.
Das von Richard Lieu von der Universität von Alabama in Huntsville angeführte Team untersucht in seiner Arbeit die Auswirkungen einer quantisierten Raumzeit auf sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegende subatomare Teilchen und Photonen (Lichtquanten). Mittels der speziellen Relativitätstheorie Einsteins konnten die Forscher durch so genannte Lorentztransformationen zeigen, dass selbst eine extrem feine Körnigkeit der Raumzeit bei hohen Geschwindigkeiten zu großen Unsicherheiten in der Energie der Teilchen führen kann. Dies würde die Auslöschung der hochenergetischen kosmischen Strahlen und der Gammastrahlen aus dem All mit Photonen der kosmischen Hintergrundstrahlung verhindern.
Astronomen rätseln seit langem, wieso so große Mengen an Gammastrahlung und kosmischer Partikel die Erde erreichen ? sollten diese sich doch bei ihrer Reise durchs All gegenseitig auslöschen. Die Arbeit Lieus könnte die seit langem gesuchte Lösung dieses Rätsels darstellen und gleichzeitig die These einer Quantisierung der Raumzeit und damit die Existenz der so genannten “Planck-Skala” untermauern.
Dieser These zu Folge sind Raum und Zeit nicht stetig ? die Bewegung eines Objektes von einem Punkt der Raumzeit zu einem anderen kann nicht gleichförmig, sondern nur in Sprüngen vor sich gehen. Die Sprungeinheiten ? so genannte Quanten ? sind allerdings extrem klein ? nicht größer als ein Billionstel der Größe eines Atoms und einer Zeitspanne von einem Bruchteil von 44 Zehnerpotenzen einer Sekunde und konnten somit in Experimenten bisher nicht wahrgenommen werden.
Stefan Maier
