Naturkonstanten, in ►Naturgesetzen verwendete Werte für bestimmte physikalische Größen.
Naturkonstanten gelten als ewig und fundamental. Sie sollen an jedem Ort und zu jeder Zeit des Universums dieselben Werte aufweisen und sind im Rahmen der betreffenden Theorie durch weitere Naturgesetze nicht ableitbar. Daher gilt eine naturwissenschaftliche Theorie als umso besser, je weniger Naturkonstanten sie benötigt. So war zum Beispiel der Radius des Wasserstoffatoms noch zu Beginn des 20. Jahrhunderts eine Naturkonstante, wurde aber später aus dem Planckschen Wirkungsquantum (s.u.), der ►Lichtgeschwindigkeit, der Elektronenladung, der Elektronenmasse und der Protonenmasse abgeleitet.
Es gibt Hypothesen, nach denen sich bestimmte Naturkonstanten im Laufe der Entwicklung des Universums geändert haben und somit keine Konstanten sind. Manche ►Vielwelten-Theorien postulieren unterschiedliche Naturkonstanten in verschiedenen Varianten oder Bereichen des Universums. Die in unserem Universum zurzeit bekannten Naturkonstanten haben gerade die Werte, die zur Entstehung von Leben notwendig sind. Dieser Sachverhalt findet sich im ►Anthropischen Prinzip wieder. Die wichtigsten Naturkonstanten sind:
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3 |
Anzahl der ►Dimensionen des Raums. |
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48 |
Anzahl der Elementarteilchen im Standardmodell. |
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299.792.458 m/s |
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. |
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4π ∙ 10-7 N/A2 |
Permeabilität des Vakuums: Magnetische Flussdichte in Abhängigkeit von der Stärke des Magnetfelds. |
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8,854187817 ∙ 10-12 F/m |
Permittivität des Vakuums: Elektrische Flussdichte in Abhängigkeit von der Stärke des elektrischen Felds. |
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6,67242 ∙ 10-11 m3/s2kg |
Gravitationskonstante: Anziehungskraft von Massen in Abhängigkeit von deren Entfernung. |
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1,3806505 ∙ 10-23 J/K |
Boltzmann-Konstante: Energie pro Temperaturdifferenz in idealen Gasen (s. ►Entropie). |
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1,60217653 ∙ 10-19 C |
Elektrische Ladung des Elektrons. |
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9,1093826 ∙ 10-31 kg |
Ruhemasse des Elektrons. |
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1,67262171 ∙ 10-27 kg |
Ruhemasse des Protons. |
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6,0221415 ∙ 1023 /mol |
Avogadro-Konstante: Anzahl der Atome in 12 Gramm Kohlenstoff. |
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6,6260693 ∙ 10-34 Js |
Plancksches Wirkungsquantum: Energie eines Lichtteilchens in Abhängigkeit von dessen Schwingungsfrequenz. Basis der Planck-Einheiten. |
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1/137,03599976 |
Feinstrukturkonstante: Kopplungsstärke zwischen Lichtteilchen und elektrischer Ladung*. |
*Dies ist keine fundamentale Konstante, sondern gebildet aus Lichtgeschwindigkeit c, elektrischer Flussdichte ε0, Elektronenladung e und Wirkungsquantum ħ:
