Teil 1: Elektrizität und Plasma

Kapitel 6: Die Skalierbarkeit von Plasma


Abbildung 8: Künstlerische Darstellung der Sonnensystem-Atom Analogie
Die Skalierbarkeit ist eine sehr interessante Eigenschaft von Plasma. Das bedeutet, dass Plasma, egal wie groß oder klein das Phänomen auftritt, sich ähnlich verhält: Es verhält sich im kleinen Laborexperiment also genauso (bzw. sehr ähnlich) wie im großen Maßstab im Kosmos.Tatsächlich tritt Plasma in einem sehr breiten Größenspektrum jenseits des atomaren Maßstabs auf (das heißt, ein Elektron, das von seinem Kern getrennt ist). Diese Spannweite reicht von 10-10 Metern im Durchmesser bis zum galaktischen Maßstab, was im Fall unserer Milchstraße etwa 1020 Meter im Durchmesser ist.

Also überspannt Plasma in Bezug auf den Maßstab das Ausmaß von 30 Größenordnungen (1030, oder die Ziffer 10 gefolgt von 30 Nullen). Plasma weist auf dieser gesamten Bandbreite ähnliche Eigenschaften auf. Die Abbildung oben illustriert die Analogie zwischen mikroskopischem Plasma (atomarer Maßstab) und makroskopischem Plasma (Maßstab des Sonnensystems). Wegen dieses breiten Spektrums der Skalierbarkeit von Plasma sind Plasma-Kosmologen in der Lage, auf der Basis von reproduzierbaren/testbaren Experimenten im Labor (das heißt im kleinen Maßstab), fundierte Beobachtungen und Hypothesen aufzustellen und durch ‘Ähnlichkeitstransformationen’ diese Ergebnisse auf Plasmen im größeren Maßstab anzuwenden (zum Beispiel kosmische Phänomene). Aus dieser Perspektive sind Plasma Experimente im Labor, die auf kosmologische Ereignisse hochgerechnet werden können, ähnlich wie das anfängliche Testen von kleineren Flugzeugmodellen im Windtunnel, durch das Studium von natürlich verwirbelnden Strömungen der Luft, bevor die Resultate auf das echte (große) Flugzeug hochgerechnet und übertragen werden. Diese Testbarkeit von Plasma erlaubt es den Wissenschaftlern, fundierte Theorien und Vorhersagen anhand verschiedener konkreter Experimente aufzustellen, was eigentlich ein essentieller Aspekt der wissenschaftliche Methode sein sollte, wie es der Wissenschaftstheoretiker Karl Popper ausdrückte:
Das Kriterium um feststellen zu können, ob eine Theorie wissenschaftlich ist, ist es herauszufinden, ob die Theorie falsifizierbar, widerlegbar oder testbar ist.