Quintessenz (Physik)

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In der Physik wird als Quintessenz eine hypothetische Form dunkler Energie postuliert, die für eine zunehmende Expansion des Universums verantwortlich gemacht wird. Es gibt bislang keinen Nachweis für Quintessenz, und es gibt eine Vielzahl unter diesem Begriff gefasster Theorien mit einigen Gemeinsamkeiten.

Quintessenz ist nach theoretischen Vorstellungen ein skalares Feld, dessen Zustandsgleichung einen Wert w besitzt, der kleiner als -1/3 ist. Dieses w ist das Verhältnis von Druck p zu Dichte ρ: w = p / ρ. Im Gegensatz zur kosmologischen Konstante, die w = -1 hat, verändert sich die Quintessenz im Laufe der Zeit.

Viele Modelle, die Quintessenz enthalten, weisen ein Folge-Schema auf, wodurch das Problem der kosmologischen Konstanten teilweise gelöst wird. In diesen Modellen hat das Quintessenz-Feld eine Dichte, die der Strahlungsdichte folgt (aber etwas geringer bleibt) bis das Gleichgewicht zwischen Strahlung und Materie eintritt. Von diesem Zeitpunkt an wirkt Quintessenz als dunkle Energie, die auf Sicht die Entwicklung des Universums bestimmt.

Einige Sonderfälle von Quintessenz sind „Phantom-Energie“ mit w < −1 und K-Essenz (Kinetische Essenz) mit einer Nicht-Standard-Form der kinetischen Energie.

Der Begriff Quintessenz stammt von den Pythagoräern, nach denen die klassischen vier Elemente aus einem fünften, eben der Quintessenz (von lat. quinta essentia „fünftes Seiendes“), auch Äther genannt, hervorgegangen seien. In diesem Sinn kann man auch das Higgs-Feld des gegenwärtigen Standardmodells der Elementarteilchenphysik als Quintessenz ansprechen, denn es ist im ganzen Universum gleichmäßig vorhanden und verleiht vielen Elementarteilchen (außer z.B. dem Higgs-Teilchen selbst) ihre Masse.

Literatur[Bearbeiten]

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