Naturkonstanten

28 verschiedene Naturkonstanten kennt die Physik derzeit, darunter die Feinstrukturkonstante und die Konstante der Gravitation

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Wenn »Alpha« nur einen geringfügig anderen Wert hätte, gäbe es uns nicht. Dann hätte sich nie Leben entwickelt. »Alpha« heißt in der Physik die sogenannte Feinstrukturkonstante. Sie beschreibt die Stärke der elektromagnetischen Kraft – und gehört zu jenen mysteriösen Werten, die sich seit Anbeginn des Universums niemals verändert haben. Das haben die Physiker zumindest bislang geglaubt.

28 verschiedene Naturkonstanten kennt die Physik derzeit, darunter die Feinstrukturkonstante und die Konstante der Gravitation. Sie halten gleichsam unser Universum zusammen – und geben uns zugleich Rätsel auf: Warum haben die Naturkonstanten genau jenen Wert, der die Entstehung von Leben ermöglicht? Und weshalb ändern sie sich nicht in der Zeit? Warum haben sie überall im Universum den gleichen Wert?

Die Zahlen sind charakteristischer Bestandteil des sogenannten Standardmodells, einer Art Weltformel, die Teilchenforscher im 20. Jahrhundert aufgestellt haben, um den gesamten Mikrokosmos zu beschreiben. Sie erfasst vor allem die Wechselwirkungen zwischen Materieteilchen, genauer: zwischen den Elektronen und den Grundbausteinen der Atomkerne, den Quarks. Sollte sich das Standardmodell als die endgültige Wahrheit erweisen, hätten die Physiker in den Elektronen und Quarks tatsächlich die elementaren Bestandteile unserer Welt gefunden. Doch noch ist diese Frage strittig. Viele Physiker nehmen inzwischen an, dass das Standardmodell nur eine erste, wenngleich sehr gut funktionierende Näherung an eine umfassendere Theorie ist.

Schuld an dieser Einschätzung sind nicht zuletzt die vielen ungelösten Rätsel, die mit den Naturkonstanten verbunden sind. Offen ist beispielsweise, wie die Zahlen zustande kommen. Weshalb nehmen sie gerade diese mitunter extrem krummen Werte an und nicht andere? Sind sie überall im Weltraum gleich? Hängen sie miteinander zusammen? Albert Einstein glaubte, dass die Naturkonstanten durch die vorgegebenen Wechselwirkungen eindeutig fixiert seien. Das Standardmodell zeigt uns aber nicht, nach welchen Regeln das geschehen soll. Und zeitliche oder räumliche Schwankungen in den Werten der Konstanten sieht das Modell überhaupt nicht vor.