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Es liegt daher nahe, als Vakuum allgemein den Zustand ei-
nes Raumgebietes zu bezeichnen, aus dem alles entfernt ist,
was sich mit Methoden der Experimentalphysik entfernen
läßt. In der Quantenfeldtheorie bezeichnet das Quantenvaku-
um den tiefstmöglichen Energiezustand eines Quantenfeldes.
Als Grundzustand der Energie ist das Quantenvakuum zwar
ein Zustand ohne reelle Teilchen, der jedoch keineswegs
strukturlos ist. Es gelten nämlich nach wie vor die Gesetze der
Quantenmechanik, insbesondere die Energie-Zeit-Unschärfe.
Danach kann der Energieerhaltungssatz für kurze Zeit um ei-
nen Energiebetrag durchbrochen werden: Je kürzer die Zeit,
um so größer kann der Energiebetrag sein. Diese Durchbre-
chung des Energiesatzes erlaubt im Quantenvakuum für kurze
Zeit ein ständiges Auftauchen und wieder Verschwinden von
Teilchen, die nicht die Lebensdauer reeller Teilchen haben.
Man nennt sie daher auch virtuelle Teilchen. Das Quantenva-
kuum ist also nicht ,leer', sondern von den Quantenfluktua-
tionen virtueller Teilchen erfüllt.
Der Begriff des Quantenvakuums ist nun für die kosmische
Evolution grundlegend. Wenn die Welt noch keine 10
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Se-
kunden alt ist, dann ist die Materie so heiß, daß starke,
schwache und elektromagnetische Kräfte noch nicht unter-
schieden werden können. Die Quantenfeldtheorie sagt ein
Quantenvakuum mit negativem konstantem Druck voraus.
Durch ihn wird nach Einsteins Feldgleichungen eine absto-
ßende Gravitationskraft bewirkt, die Massenpunkte be-
schleunigt auseinandertreibt. Durch Abkühlung der Materie,
die an der vereinigten starken, schwachen und elektromagne-
tischen Wechselwirkung beteiligt ist, kommt es nach 10
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Se-
kunden zur erwähnten Symmetriebrechung, in der sich starke
und elektroschwache Kräfte trennen. Während dieses Phasen-
übergangs überwiegt der negative Druck des Quantenvaku-
ums und treibt als Antigravitation das Universum in kürzester
Zeit um einen gewaltigen Faktor von 10
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auseinander. Wäh-
rend dieser extremen („inflationären“) Expansion zerfällt der
anfängliche Vakuumszustand und wandelt seine gespeicherte
Energie in viele reelle Teilchen um. Nach dieser Materieer-
