Psi-Materie, Omicronteilchen und die Frage: Könnte es so etwas wirklich geben?
Ein Raumschiff gleitet durch einen leuchtenden Nebel. Seine Sensoren melden eine ungewöhnlich hohe Konzentration geheimnisvoller Teilchen. Die Besatzung hofft, damit ihre Energievorräte aufzufüllen.
An einem anderen Ort im Universum verdichtet sich eine fremdartige Energie zu einem Stoff, von dem bereits wenige Gramm ganze Sonnensysteme bedrohen könnten. Die Materie scheint teilweise außerhalb unseres normalen Raumes zu existieren und möglicherweise sogar auf Gedanken oder Bewusstsein zu reagieren.
Das erste Szenario stammt aus Star Trek, das zweite aus Perry Rhodan.
Star Trek nennt die gesuchten Teilchen Omicronpartikel. Im Perry-Rhodan-Universum begegnen wir der wesentlich mächtigeren Psi-Materie.
Aber was verbirgt sich hinter diesen Begriffen? Sind beide Erscheinungen miteinander vergleichbar? Und könnte irgendwo im wirklichen Universum etwas existieren, das ihnen zumindest ähnlich ist?
Was sind Omicronpartikel?
Omicronpartikel tauchen unter anderem in der Star-Trek-Serie Raumschiff Voyager auf. Im Jahr 2371 entdeckt die weit von der Erde entfernte USS Voyager in einem Nebel eine große Konzentration dieser Partikel. Die Besatzung hofft, sie sammeln und zur Ergänzung ihrer knappen Antimaterievorräte verwenden zu können.
Dabei stellt sich allerdings heraus, dass der vermeintliche Nebel keine gewöhnliche Gaswolke ist. Er gehört zu einem riesigen Lebewesen, das durch das Eindringen des Raumschiffs verletzt wird.
Star Trek erklärt nicht genau, aus welchen Bestandteilen Omicronpartikel bestehen. Sie werden als seltene subatomare Teilchen behandelt, die für die Energieversorgung eines Raumschiffs von Bedeutung sein können.
Wichtig ist jedoch:
Omicronpartikel sind nicht automatisch dasselbe wie Antimaterie.
Die Voyager möchte sie nutzen, um ihre Antimateriereserven zu ergänzen. Das bedeutet vermutlich, dass sie sich mit der Technik des 24. Jahrhunderts in Antimaterie umwandeln lassen oder bei deren Herstellung helfen. Wie das genau funktioniert, bleibt Teil der erfundenen Star-Trek-Technologie.
Omicronpartikel sind damit vor allem ein Beispiel für eine klassische Science-Fiction-Idee:
Irgendwo im Weltraum könnte es noch unbekannte Teilchen geben, die sich als besonders ergiebige Energiequelle nutzen lassen.
Was ist Psi-Materie?
Psi-Materie aus Perry Rhodan geht erheblich weiter.
In der Perry-Rhodan-Welt wird sie als verstofflichte psionische Energie beschrieben. Vereinfacht gesagt handelt es sich um eine sehr hoch entwickelte Form von Hyperenergie, die teilweise materielle Eigenschaften angenommen hat.
Sie ist also weder gewöhnliche Materie noch reine Strahlung. Sie steht gewissermaßen zwischen verschiedenen Zuständen.
Je nach Art kann Psi-Materie:
- wie ein fester oder formbarer Stoff erscheinen,
- riesige Energiemengen enthalten,
- mit dem sogenannten Hyperraum verbunden sein,
- technische Anlagen oder gewaltige Konstruktionen stabilisieren,
- katastrophale Explosionen auslösen,
- auf psionische Vorgänge oder Bewusstsein einwirken.
Im Perry-Rhodan-Universum wird einem Gramm bestimmter Psi-Materie sogar ein Energiegehalt von etwa 1,54 mal 10 hoch 37 Joule zugeschrieben. Bereits zehn Gramm einer entsprechenden Form sollen eine Explosion in der Größenordnung einer Supernova auslösen können. Das sind ausdrücklich Angaben aus der fiktiven Welt der Romanserie und keine Werte aus der wirklichen Physik.
Psi-Materie wurde innerhalb der Serie unter anderem genutzt, um riesige technische Anlagen und ganze Weltenverbünde zu stabilisieren. Spezielle Anlagen konnten sie aus dem sogenannten Psionischen Netz entnehmen und weiterleiten.
Die Grundidee lautet somit:
Energie aus einer höheren Wirklichkeitsebene wird so stark verdichtet, dass sie sich wie Materie verhält.
Sind Psi-Materie und Omicronpartikel dasselbe?
Nein.
Beide Erscheinungen sind zwar selten, energiereich und für fortschrittliche Technik interessant, doch ihre Eigenschaften unterscheiden sich deutlich.
Omicronpartikel
Omicronpartikel sind in erster Linie geheimnisvolle subatomare Teilchen. Sie könnten gesammelt, verarbeitet und möglicherweise zur Energiegewinnung oder zur Herstellung von Antimaterie verwendet werden.
Sie bleiben damit relativ nahe an der Vorstellung einer unbekannten Teilchenart.
Psi-Materie
Psi-Materie ist ein viel umfassenderes Konzept. Sie verbindet Materie, Energie, höhere Dimensionen, den Hyperraum und teilweise sogar Bewusstsein miteinander.
Sie ist nicht bloß ein neues Teilchen. Sie ähnelt eher einem völlig neuen Aggregatzustand der Wirklichkeit.
Man könnte es bildlich so ausdrücken:
Omicronpartikel wären besondere Sandkörner. Psi-Materie wäre dagegen Sand, Licht, Raum und Gedankenenergie gleichzeitig.
Die Gemeinsamkeit besteht hauptsächlich darin, dass beide als außergewöhnliche Energiequelle dienen können.
Die Wirklichkeit beginnt
So fantastisch diese Ideen erscheinen: Die moderne Physik kennt tatsächlich Materieformen und Teilchen, die vor wenigen Jahrhunderten wie reine Zauberei geklungen hätten.
Atome galten lange als kleinste Bausteine. Heute wissen wir, dass sie aus Elektronen und Atomkernen bestehen. Die Atomkerne enthalten Protonen und Neutronen, die wiederum aus Quarks aufgebaut sind.
Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt die heute bekannten Elementarteilchen und drei der vier bekannten Grundkräfte. Die Gravitation ist darin allerdings nicht vollständig enthalten. Außerdem erklärt das Modell weder die Dunkle Materie noch, weshalb im heutigen Universum so viel mehr Materie als Antimaterie vorhanden ist.
Unsere heutige Physik ist daher äußerst erfolgreich – aber vermutlich noch nicht vollständig.
Antimaterie: Energie aus der Vernichtung
Antimaterie ist keine Science-Fiction. Sie existiert wirklich.
Zu vielen normalen Teilchen gibt es ein entsprechendes Antiteilchen. Zum negativ geladenen Elektron gehört beispielsweise das positiv geladene Positron. Zum Proton gehört das Antiproton.
Treffen ein Teilchen und sein Antiteilchen aufeinander, können sie sich gegenseitig vernichten. Ihre Masse wird dabei in andere Teilchen und energiereiche Strahlung umgewandelt.
Genau deshalb wird Antimaterie in Star Trek als Treibstoff verwendet. In den Warpantrieben der Raumschiffe reagieren Materie und Antimaterie kontrolliert miteinander.
Am CERN werden Antiprotonen und Antiwasserstoff tatsächlich hergestellt und untersucht. Ihre Erzeugung, Kühlung und Aufbewahrung ist jedoch extrem aufwendig. Antimaterie darf keine Gefäßwand aus normaler Materie berühren und muss deshalb mithilfe elektromagnetischer Felder festgehalten werden.
Für ein wirkliches Raumschiff wäre Antimaterie theoretisch ein außerordentlich energiereicher Treibstoff. Praktisch stehen wir jedoch vor gewaltigen Problemen:
Wir können nur winzige Mengen herstellen. Die Produktion benötigt sehr viel mehr Energie, als später zurückgewonnen werden könnte. Außerdem wäre die langfristige Speicherung äußerst schwierig und gefährlich.
Antimaterie ähnelt den Omicronpartikeln deshalb nur teilweise. Sie zeigt aber, dass eine Materieform mit ungewöhnlich hohem Energiepotenzial tatsächlich existiert.
Dunkle Materie: Der unsichtbare Stoff des Kosmos
Noch geheimnisvoller ist die Dunkle Materie.
Sie sendet kein Licht aus und scheint Licht weder zu reflektieren noch auf gewöhnliche Weise zu absorbieren. Direkt sehen können wir sie daher nicht. Dennoch lässt sich ihre Schwerkraftwirkung beobachten.
Ohne zusätzliche unsichtbare Masse würden sich viele Galaxien anders bewegen, als wir es tatsächlich messen. Auch die Bewegung von Galaxienhaufen und die Ablenkung von Licht durch große Massen sprechen für die Existenz Dunkler Materie.
Nach heutigen kosmologischen Modellen macht gewöhnliche Materie nur ungefähr fünf Prozent des Universums aus. Rund 27 Prozent werden der Dunklen Materie und etwa 68 Prozent der Dunklen Energie zugerechnet. Was Dunkle Materie genau ist, wissen wir bislang nicht.
Vielleicht besteht sie aus einer bislang unbekannten Teilchenart. Mögliche Kandidaten werden in verschiedenen Erweiterungen der heutigen Physik beschrieben. Bislang wurde jedoch kein Dunkle-Materie-Teilchen eindeutig nachgewiesen. Das Standardmodell enthält keinen geeigneten Kandidaten für die gesamte beobachtete Dunkle Materie.
Damit kommt Dunkle Materie der Idee der Omicronpartikel ein wenig näher:
Es könnte tatsächlich unbekannte Teilchen geben, die den Kosmos durchdringen und mit normaler Materie nur sehr schwach reagieren.
Eine praktische Energiequelle ist Dunkle Materie nach heutigem Wissen jedoch nicht. Wir wissen weder, wie man sie sammelt, noch ob man aus ihr überhaupt sinnvoll Energie gewinnen könnte.
Können Energie und Materie ineinander übergehen?
Ja.
Albert Einsteins berühmte Gleichung
E = mc²
zeigt, dass Masse und Energie miteinander verbunden sind. Masse kann unter geeigneten Bedingungen in Energie umgewandelt werden. Umgekehrt kann aus ausreichend konzentrierter Energie auch neue Materie entstehen.
In Teilchenbeschleunigern geschieht genau das. Schnell bewegte Teilchen prallen mit hoher Energie aufeinander. Aus der Energie der Kollision können neue Teilchen entstehen, sofern die Naturgesetze und Erhaltungssätze dies erlauben.
Das bedeutet jedoch nicht, dass jede beliebige Energie einfach zu einem festen Gegenstand zusammengedrückt werden kann.
Licht besteht beispielsweise aus Photonen. Zwei energiereiche Photonen können unter passenden Bedingungen Teilchen und Antiteilchen erzeugen. Das Ergebnis ist dann aber normale, messbare Materie oder Antimaterie – keine Psi-Materie.
Trotzdem steckt in der Perry-Rhodan-Idee ein wahrer physikalischer Kern:
Materie und Energie sind keine vollständig getrennten Dinge.
Die Science-Fiction führt diesen wirklichen Zusammenhang nur sehr viel weiter.
Könnte es unbekannte Materiezustände geben?
Das ist durchaus möglich.
Wir kennen bereits heute sehr unterschiedliche Zustände der Materie:
Feststoffe, Flüssigkeiten, Gase und Plasma sind nur die bekanntesten Beispiele. Unter extremen Bedingungen können weitere Zustände entstehen, beispielsweise in sehr kalten Quantensystemen oder im Inneren von Neutronensternen.
Auch das frühe Universum befand sich in Zuständen, die auf der Erde nur für winzige Sekundenbruchteile künstlich nachgebildet werden können.
Daraus folgt eine vernünftige Möglichkeit:
Im Universum könnten Materieformen existieren, die wir noch nicht kennen oder bisher nicht herstellen können.
Solche Materie könnte ungewöhnlich dicht, extrem stabil oder nur unter gewaltigem Druck lebensfähig sein. Sie könnte auf Kräfte reagieren, die wir bislang nicht entdeckt haben.
Das wäre noch keine Psi-Materie. Es würde aber zeigen, dass unser vertrauter Alltag nur einen kleinen Ausschnitt der möglichen Naturzustände darstellt.
Was ist mit höheren Dimensionen?
Ein wichtiger Bestandteil der Psi-Materie ist ihre Verbindung zum Hyperraum. Auch Star Trek arbeitet mit Subraumfeldern und höheren Raumebenen.
In der theoretischen Physik werden zusätzliche Dimensionen tatsächlich diskutiert. Manche Modelle versuchen damit, bestimmte Eigenschaften von Teilchen oder Kräften zu erklären. Experimentell bestätigt wurden solche zusätzlichen Raumdimensionen bislang nicht. Das Standardmodell und die Allgemeine Relativitätstheorie lassen sich außerdem bis heute nicht zu einer vollständigen gemeinsamen Theorie verbinden.
Sollten zusätzliche Dimensionen wirklich existieren, wären sie vermutlich nicht einfach ein zweiter Weltraum, in den ein Raumschiff hineinfliegen könnte. Sie könnten auf winzigsten Größenskalen verborgen oder nur indirekt durch Teilchen und Kräfte erkennbar sein.
Aber nehmen wir an, eine künftige Zivilisation könnte Energie in einer zusätzlichen Dimension speichern und kontrolliert in unseren Raum zurückführen. Dann würde diese Technik für uns tatsächlich ein wenig wie Psi-Materie wirken.
Das ist eine logische Möglichkeit innerhalb spekulativer Physik – aber kein Hinweis darauf, dass eine solche Technik wirklich funktionieren kann.
Kann Materie Bewusstsein speichern?
Hier verlässt Psi-Materie den Bereich der heutigen Physik besonders deutlich.
Gedanken, Erinnerungen und Persönlichkeit beruhen nach allem, was wir beobachten können, auf den komplexen Vorgängen im Gehirn. Dabei werden elektrische und chemische Signale verarbeitet. Das Standardmodell kennt kein besonderes Psi-Teilchen, das Gedanken überträgt oder Bewusstsein unabhängig von einem Träger speichert.
Ein zukünftiger Computer könnte möglicherweise die Struktur und Aktivität eines Gehirns sehr genau erfassen. Vielleicht ließen sich Erinnerungen oder Teile einer Persönlichkeit technisch nachbilden. Das wäre jedoch Informationsverarbeitung und keine übernatürliche Gedankenenergie.
Für echte Psi-Materie müsste die Wissenschaft etwas vollkommen Neues entdecken:
- ein bisher unbekanntes Feld, das mit Nervensystemen wechselwirkt,
- eine Möglichkeit, Bewusstseinsinformationen aus einem Gehirn auszulesen,
- einen stabilen materiellen oder energetischen Speicher dafür,
- einen Mechanismus, der die gespeicherte Information wieder in ein Bewusstsein verwandelt.
Keine dieser Voraussetzungen ist heute erfüllt.
Ein mögliches Zukunftsszenario
Stellen wir uns eine Forschungsexpedition im 23. Jahrhundert vor.
Ein automatisches Teleskop entdeckt in der Nähe eines Schwarzen Loches eine Wolke, deren Schwerkraft nicht zu ihrer sichtbaren Masse passt. Raumsonden stellen fest, dass sie aus unbekannten, elektrisch neutralen Teilchen besteht.
Diese Teilchen reagieren normalerweise fast gar nicht mit gewöhnlicher Materie. In einem extrem starken Magnet- und Gravitationsfeld verändern sie jedoch ihren Zustand. Dabei geben sie Energie ab und lassen sich für kurze Zeit speichern.
Wären das Omicronpartikel?
Nicht im wörtlichen Sinne, denn dieser Name gehört zu Star Trek. Aber die Entdeckung wäre vergleichbar: Eine bisher unbekannte Teilchenart würde zu einer neuen Energiequelle.
Nun stellen die Forscher zusätzlich fest, dass das Teilchenfeld winzige Veränderungen der Raumzeit hervorruft. Es könnte verwendet werden, um Entfernungen im Raum geringfügig zu verkürzen.
Dann käme die Entdeckung bereits der Idee von Hyperenergie oder Psi-Materie näher.
Erst wenn der Stoff auch Gedanken speichern, Bewusstsein beeinflussen oder teilweise in einer höheren Dimension existieren würde, hätten wir etwas gefunden, das der Perry-Rhodan-Vorstellung wirklich ähnelt.
Jede dieser zusätzlichen Eigenschaften wäre jedoch ein gewaltiger Sprung über die heute bekannte Physik hinaus.
Was ist nun wahrscheinlicher?
Eine Entdeckung, die Omicronpartikeln ähnelt, ist wesentlich wahrscheinlicher als echte Psi-Materie.
Warum?
Unbekannte Elementarteilchen sind mit unserem heutigen Weltbild vereinbar. Wir wissen bereits, dass das Standardmodell wichtige Fragen offenlässt. Auch die Dunkle Materie könnte aus noch unentdeckten Teilchen bestehen.
Deshalb ist es durchaus denkbar, dass die Menschheit eines Tages eine neue Teilchenart findet, die besondere technische Möglichkeiten eröffnet.
Psi-Materie verlangt dagegen mehrere unbewiesene Voraussetzungen gleichzeitig:
- eine zusätzliche Form von Energie,
- höhere Raumdimensionen oder einen Hyperraum,
- eine kontrollierte Umwandlung dieser Energie in Materie,
- eine enorme und dennoch stabile Energiedichte,
- möglicherweise eine Verbindung zwischen Materie und Bewusstsein.
Keine einzelne dieser Ideen ist logisch völlig ausgeschlossen. Zusammen bilden sie jedoch ein äußerst spekulatives Konzept.
Der große Faktencheck
Gibt es Omicronpartikel wirklich?
Nein. Omicronpartikel sind eine Erfindung aus Star Trek. Ein anerkanntes Elementarteilchen dieses Namens gibt es im Standardmodell nicht.
Gibt es Psi-Materie wirklich?
Nein. Die Psi-Materie gehört zum Perry-Rhodan-Universum. Es gibt keine nachgewiesene psionische Hyperenergie, aus der ein solcher Stoff entstehen könnte.
Gibt es unbekannte Teilchen?
Sehr wahrscheinlich ist unsere Beschreibung der Natur noch nicht vollständig. Ob und welche neuen Teilchen existieren, muss aber durch Experimente geklärt werden.
Kann Energie zu Materie werden?
Ja. Das geschieht bei energiereichen Teilchenkollisionen. Dabei entstehen allerdings Teilchen nach den bekannten beziehungsweise experimentell überprüfbaren Naturgesetzen.
Gibt es höhere Dimensionen?
Sie werden in theoretischen Modellen diskutiert, sind bislang jedoch nicht experimentell bestätigt.
Könnte unbekannte Materie neue Energiequellen ermöglichen?
Grundsätzlich ja. Dazu müsste die neue Materie jedoch erzeugt oder gesammelt, sicher gespeichert und kontrolliert in nutzbare Energie umgewandelt werden können.
Können Gedanken als Psi-Energie gespeichert werden?
Dafür gibt es in der etablierten Physik keinen nachgewiesenen Mechanismus.
Fazit: Fantasie mit einem wahren Kern
Omicronpartikel und Psi-Materie sind nicht dasselbe.
Omicronpartikel ähneln einer noch unbekannten, energiereichen Teilchenart. Eine solche Entdeckung wäre überraschend, würde aber grundsätzlich in die Welt der modernen Teilchenphysik passen.
Psi-Materie ist wesentlich fantastischer. Sie wäre eine Brücke zwischen Energie, Materie, Raumzeit, höheren Dimensionen und möglicherweise Bewusstsein.
Die wirkliche Wissenschaft kennt bislang weder Omicronpartikel noch Psi-Materie. Sie kennt jedoch Antimaterie, Quantenfelder, ungewöhnliche Materiezustände und die unsichtbare Wirkung Dunkler Materie. Außerdem wissen wir, dass unser gegenwärtiges Modell der Natur noch offene Fragen enthält.
Vielleicht wird die Menschheit eines Tages ein Teilchen entdecken, das heute noch in keinem Lehrbuch steht. Vielleicht wird es Energie speichern, durch gewöhnliche Materie hindurchfliegen oder auf unbekannte Weise mit der Raumzeit wechselwirken.
Dann würden Forscher ihm vermutlich einen nüchternen wissenschaftlichen Namen geben.
Aber die ersten Menschen, die davon hören, würden wahrscheinlich etwas ganz anderes denken:
Die Science-Fiction war der Wahrheit wieder einmal ein kleines Stück voraus.
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