Erstellungsdatum: August 2015
Letzte Änderung: April 2016
Vorwort
In unserer Welt gibt es viele Dinge, die eigentlich ein Wunder sind,
die wir aber mehr oder weniger als selbstverständlich gegeben hinnehmen,
die Materie, das Weltall, das Leben, unsere Umwelt und die Erkenntnisse,
die der Mensch der Natur abgerungen hat.
Alle diese Leistungen der vielen klugen Köpfe kann man nur mit Ehrfurcht
bewundern.
Aber es gibt auch noch viele Phänomene, die noch längst nicht geklärt
sind und nach deren Erklärung die Wissenschaftler der Welt noch suchen.
Seit Jahren kann man Publikationen zu Themen der theoretischen Physik,
wie Gravitation, Massenträgheit, Dunkle Energie und Dunkle Materie,
Elementarteilchen und Quantenphysik lesen.
Da sind viele hervorragende Artikel über neue Erkenntnisse dabei,
aber auch viele Spekulationen, die reichlich phantastisch anmuten
und eine gewisse Hilflosigkeit in der Sache aufzeigen. Einige Beispiele
dazu sind die genannte Dunkle Energie, Dunkle Materie, Higgs-Boson,
Paralleluniversen oder auch von früher das Mach'sche Prinzip, das
besagt, dass die Trägheitskräfte durch die Gesamtheit der im Universum
vorhandenen Materie verursacht würden.
Beim Lesen dieser Artikel bekommt man zunehmend das Gefühl, dass
in der Physik irgendetwas Grundsätzliches nicht stimmt und dass es
da eine viel einfachere Erklärung geben müsste, was auch die Autoren
mehr oder weniger andeuten, aber sich offensichtlich nicht recht trauen,
offen darüber zu diskutieren, vielleicht weil sie um ihre Reputation
fürchten müssen. Einige kritische Stimmen sind doch laut geworden,
wie z.B. vom Nobelpreisträger Robert B. Laughlin in seinem Buch "Abschied
von der Weltformel" oder aktuell im neuen Buch von Dr. Alexander Unzicker
„Auf dem Holzweg durchs Universum“ und "Vom Urknall zum Durchknall",
der da die Physikergemeinde kritisch hinterfragt ( zum Teil sehr kritisch,
jedoch: unbedingt lesen) oder auch in Spektrum d. Wissensch. Febr.
2012, S. 61 ff. "Die Physik - ein baufälliger Turm von Babel“ von
Tony Rothman.
Ich habe mir zu den offenen Fragen meine eigenen Gedanken gemacht,
weil mich die Dinge sehr interessieren und weil ich der Ansicht bin,
dass eine wohlüberlegte Idee am Anfang stehen sollte, die dann mit
den Mitteln der Mathematik überprüft und in eine handhabbare Form
gebracht werden muss. Das ermöglicht dann Voraussagen von weiteren
Eigenschaften durch die Theorie.
Was ist Schwerkraft oder Gravitation?
Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie (AR) von Albert Einstein
ist es eine „Raum-Zeit-Krümmung“. Die AR beschreibt mit der Differential-Geometrie
das Verhalten des Raum-Zeit-Gefüges, in dem sich Materie befindet.
Das ist eine abstrakte mathematisch-geometrische Aussage, aber sie
sagt nichts aus über das Medium, die Substanz, mit der diese Wechselwirkungen
stattfinden.
Als Vorstellung, was das eigentliche Wesen der Schwerkraft ist, befriedigt
sie nicht wirklich. Da die Schwerkraft nur durch das Vorhandensein
von Materie erzeugt wird und auch wieder auf jedes Stück Materie wirkt,
liegt der Gedanke an eine Interaktion mit einem weniger abstrakten
Medium des umgebenden Raumes nahe.
In einigen Publikationen wird dieses Medium auch vorsichtig angesprochen,
z.B. im Buch von Robert B.Laughlin im Kapitel "Das Gewebe der Raumzeit"
oder in anderen Artikeln unter dem Begriff "Quintessenz" oder als
Higgs-Feld (Gerhard Börner, Spektrum d. W. Dez. 2003, Seite 32 und
Gordon Kane, Spektrum d. W. Febr. 2006, Seite 36) oder auch als Vakuumenergie
und einige mehr.
Dabei wird der Begriff eines Weltäthers wieder aufgegriffen, obwohl
dieser Begriff nahezu ein Tabu darstellt und extrem negativ behandelt
wird. Diese Annahme ist bei Robert B. Laughlin in "Abschied von der
Weltformel" Pieper März 2009, S.184 recht gut beschrieben.
Der Ätherbegriff ist seit Aristoteles in verschiedenen Ausgestaltungen
im Gespräch und wurde einmal durch die Michelson-Morley-Experimente
und dann durch Einstein mit der AR zu den Akten gelegt.
Mit dem Versuch von Michelson-Morley wurde bewiesen, dass die Lichtgeschwindigkeit
von keinem Äther-Medium abhängig ist, er hat aber nicht bewiesen,
dass es den Äther nicht gibt.
Selbst Einstein, der ja immer noch das Maß aller Dinge ist, war sich
da nicht ganz sicher, was ja auch der nachträgliche Zusatz der Kosmologischen
Konstante zu seiner AR zeigt.
Wie man in dem Buch von Prof. Henning Genz „Nichts als das Nichts“
ab Seite 241 nachlesen kann, hat Einstein in einem Brief an H.A.Lorentz
geschrieben: „Es wäre richtiger gewesen, wenn ich in meinen früheren
Publikationen mich darauf beschränkt hätte, die Nicht-Realität der
Äthergeschwindigkeit zu betonen, statt die Nicht-Existenz des Äthers
überhaupt zu vertreten. …“
Raumenergie
Vielleicht sollte man den "neuen Äther" doch besser mit Raum-Energie
bezeichnen, weil sich ja auch die angenommenen Eigenschaften gegenüber
dem früheren Begriff unterscheiden und seit Einstein mit seinem E=mc²
der Zusammenhang zwischen Energie und Materie außer Zweifel steht.
Der Begriff „Vakuumenergie“ kommt dem am nächsten, ist aber mit etwas
anderen Vorstellungen verbunden.
Ihr wird in der AR die Kosmologischen Konstante zugeschrieben, mit
einem Wert von 1,1x10-26 m/kg (in Wikipedia: Kosmologische
Konstante), in der Quantenfeldtheorie aber ein Wert von 10 hoch120
m/kg (in Wikipedia: Quantenfeldtheorie), mal mehr, mal weniger. Beim
Higgs-Feld wird dieser Wert nahe Null als Nullpunktsenergie angegeben.
Das sind bis heute noch nicht geklärte Widersprüche, niemand weiß
etwas genaues.
Nach dem aktuellen Stand der Publikationen ist die „Dunkle Energie“
eines der großen Rätsel. Sie soll etwa 74 % der im Weltall vorhandenen
Energie ausmachen, wurde aber ebenso wie die „Dunkle Materie“ noch
nicht entdeckt.
Die Beschaffenheit der Raum-Energie kann vorerst nur mit einer (plausiblen)
Annahme beschrieben werden. So kann man davon ausgehen, dass der tatsächliche
Wert der RE irgendwo in der Mitte liegt und als „Dunkle Energie“ gleichmäßig
im Weltall verteilt ist, als eine Art Higgs-Feld auf gehobenen Niveau,
vielleicht vergleichbar mit dem Nullpunkt von Celsius und Kelvin bei
der Temperatur.
Eine absolute Messung ist nicht unmittelbar möglich, weil das Bezugspotential
dazu fehlt.
Die Raumenergie (RE) ist ein superfluides, skalares Druckfeld und
durchdringt die Materie, also auch die Räume zwischen Elektronenschale
und Atomkern, wie es ja auch in der Definition des Higgs-Feldes beschrieben
ist.
Sie hat als nichtmaterielles Medium keine Körnung oder Quantisierung
irgend einer Art und damit keine Massenträgheit.
Sie kann nicht unmittelbar “gefühlt“ werden, weil der “Energiedruck“
von allen Seiten wirkt. Die gleichmäßige Geschwindigkeit von Materie
wird wegen der fehlenden Massenträgheit der RE nicht behindert, sie
umspült die Materie und schwimmt sozusagen mit.
Photonen bzw. elektromagnetische Wellen werden nicht beeinflusst.
Feldänderungen, also Veränderungen der Energiedichte können sich jedoch
nur mit endlicher Geschwindigkeit darin ausbreiten, maximal mit der
Vakuumlichtgeschwindigkeit “c“.
Nach der heute gängigen Theorie wurden die Materieteilchen, im wesentlichen
die Protonen, Neutronen und Elektronen während des Urknalles als Schwingungsgebilde
aus verdichteter RE erzeugt und haben damit eine viel höhere Energiedichte
als das umgebende RE-Feld.
Gravitationskraft
In der Natur wird beobachtet, dass sich immer ein Gleichgewichtszustand
einzustellen versucht. Deshalb ist es vorstellbar, dass die
höhere
Energiedichte des Teilchens zum Ausgleich eine geringere Energiedichte
des das Elementarteilchen umgebende RE-Feldes zur Folge hat,
um die mittlere Energiedichte konstant zu halten.
Dieser Ausgleich erfolgt gleichmäßig auf das das Teilchen umgebende
Raumvolumen.
Die Feldabschwächung ist der im Teilchen gebundenen Energie
proportional.
An der Grenzfläche einer z.B. gedachten Kugelschale des Elementarteilchens
ist dann die Dichte der umgebenden RE am geringsten und nimmt
mit zunehmenden Abstand von der Kugelschale wieder zu, im gleichen
Maß, wie die Oberfläche einer Kugelschale durch den Abstand
zunimmt, d.h. die Dichte der RE nimmt im Quadrat des Abstandes
wieder zu und geht in die normale Felddichte der RE des Raumes
über.
|

Bild 1: Kugelförmige Reduzierung der
Raumenergie um ein Materieteilchen
|
Jedes Elementarteilchen hat also so eine Sphäre oder Aura.
Die Reichweite des RE-Gradienten ist theoretisch unendlich,
nähert sich aber wegen der quadratischen Abhängigkeit schnell
dem lokalen Normalwert der RE.
Solange das Teilchen allein ist, ist auch die Sphäre der RE
um das Teilchen kugelförmig und das Teilchen schwimmt damit
unbeeinflusst im Meer der RE.
Kommt ein weiteres Teilchen in die Nähe des ersten, so ist
der Energiedruck auf der einander jeweils zugewandten Seite
wegen der sich überlappenden Sphären geringer als auf der jeweils
abgewandten Seite. Weil sich aber das RE-Feld kugelförmig um
das jeweilige Teilchen anordnen will, entsteht eine Zugkraft
zwischen den Teilchen, bzw. ein Druck der RE auf der jeweils
abgewandten Seite.
Das erscheint, als hätten die Teilchen eine gegenseitige Anziehungskraft,
deren Stärke von dem Energieinhalt (Masse) und dem Quadrat des
Abstandes bei der gegenseitigen Annäherung der Teilchen abhängt.
Man kann auch sagen, das zweite Teilchen bewegt sich in die
Mulde der geringeren Felddichte des ersten Teilchens hinein,
um einen möglichst niedrigen Energiezustand zu erreichen.
Dabei wird Lageenergie in Bewegungsenergie umgewandelt und
beim Zusammenstoßen wird die Bewegungsenergie in Wärme- oder
Strahlungsenergie umgewandelt.
Es ist also etwas Energie nötig, um die Teilchen wieder zu trennen.
Da die Wirkung des ersten Teilchens auf das zweite dieselbe
ist, werden sich die beiden Teilchen gegenseitig anziehen und
sich annähern, soweit andere Kräfte (z.B. bei Atomen Ausdehnung
der Elektronenschale, elektromagnetische Abstoßung, Wärmebewegung)
dies zulassen.
Beide Teilchen zusammen erzeugen durch die gegenseitige Beeinflussung
eine stärkere Verdünnung der Felddichte, d.h. die Wirkung addiert
sich.
Sammeln sich viele Teilchen auf diese Weise zusammen, im Verbund
als Atome und Moleküle, so entstehen Materiestücke und letztlich
Himmelskörper, die eine mit der Masse zunehmende gegenseitige
anziehende Kraftwirkung mit großer Reichweite ausüben, die als
Schwerkraft bzw. Gravitationskraft bekannt ist und sich nach
dem bekannten Gravitationsgesetz verhält.
|

Bild 2:Überlappung der Kugelsphären
zweier Körper erzeugt anziehende Kraft (Gravitationswirkung)

Bild 3
|
Die Gravitation ist nach dieser Überlegung eine Wirkung des statischen
Gradienten oder des Gefälles der Felddichte der RE in Richtung zur
Materie. Sie wird durch bloßes Vorhandensein von Materieteilchen (und/oder
Feldern anderer Energiekonzentration als die umgebende RE) erzeugt
und kann dadurch nur anziehende Wirkung haben. Sie nimmt wie bekannt
in ihrer Wirkung im Quadrat des Abstandes ab, ein Austauschteilchen
ist hierbei nicht erforderlich (es ist die sog. „Drucktheorie“ bekannt,
die eine ähnliche Wirkung mithilfe von „Gravitonen“ postuliert).
Druckschwankungen der RE können bei einer Sternexplosion entstehen
oder bei der Verschmelzung zweier Neutronensterne oder Schwarzer Löcher
und als Gravitationswellen messbar werden (als Longitudinalwellen
ähnlich Luftdruck bzw. Schallwellen)
Wegen der quadratischen Abhängigkeit wird sich die Wirkung einer
solchen Gravitationsdruckwelle sehr schnell abschwächen und in
größerer Entfernung nur sehr schwer messbar sein.
Im Gegensatz dazu haben Lichteruptionen, die zwar auch im Quadrat
des Abstandes schwächer werden, indem die Lichtteilchen oder
Photonen auf immer größere Flächen verteilt werden,
dabei aber das einzelne Photon ungeteilt bleibt, eine nahezu unendliche
Reichweite.
Ein deutliches Signal von Gravitationswellen konnte im September 2015
erstmals gemessen werden und wurde im Februar 2016 publiziert.
Variable Gravitationskonstante
Großräumig, d.h. in Abständen von mehreren Lichtjahren, könnte die
RE in unterschiedlicher Dichte vorkommen, weil der Druckausgleich
ja höchstens mit c stattfinden kann.
Das könnte bedeuten, dass die Gravitationskonstante eine großräumig
lokale Konstante ist. Die Gravitation ist demnach keine eigenständige
Kraft, sondern eine Reaktion von Materie auf den Feldzustand der RE,
die diese Kraftwirkung erzeugt.
Ein Wechselwirkungsteilchen oder Graviton gibt es dabei nicht.
Bezug zur Relativitätstheorie
Die Allgemeine Relativitätstheorie beschreibt mit der Differentialgeometrie
die Raum-Zeit-Krümmung, sagt dabei aber nichts über das Medium des
Raumes aus.
Falls die Überlegung mit der RE zutrifft, dann könnte der Gradient
der RE in der Nähe von Materie möglicherweise direkt mit dem gleichzusetzen
sein, was Einstein mit der Krümmung des Raumes durch Schwerkraftfelder
(Geodäten) in der Nähe von Himmelskörpern ausgedrückt hat, bzw. Krümmung
der Raumzeit, wenn man die Grenzgeschwindigkeit für die Ausbreitung
einer Änderung der Dichte der RE einbezieht. Damit sind dann eben
die „Isobaren“ der RE entsprechend der kugelsymmetrischen Dichteänderung
in Abhängigkeit des Abstandes gekrümmt und der Raum an sich stellt
nur den Platz dar, in dem das stattfindet.
Die AR wäre damit unverändert gültig.
Die bildhafte Darstellung mit dem Gummituch als Gravitationssenke
ist da gut zutreffend. Damit wäre der mathematisch-abstrakte Begriff
der Raum-Zeit-Krümmung durch den realeren Begriff der gekrümmten Felder
gleicher RE-Dichte ersetzt.
Der Begriff „Raum“ ist durch keine andere Eigenschaft bestimmt, außer
dass er eben vorhanden ist. Dass der Raum gekrümmt sein kann, ist
deshalb eine völlig irrationale Annahme. Einstein hat diese Annahme
wohl deshalb verwendet, weil ihm keine andere Möglichkeit geboten
war.
Die durch die Astronomie beobachtete (beschleunigte) Ausdehnung des
Raumes kann realer auch als Ausdehnung der RE oder RE-Blase in den
vorhandenen Raum verstanden werden. Dass Raum erst durch den Urknall
(wenn es einer war) und/oder durch das beschleunigte Auseinanderdriften
von Sternsystemen und Galaxien erzeugt wird, ist wohl eine kaum beweisbare
Annahme und eher eine philosophische Betrachtung.
Die bekannte Unvereinbarkeit zwischen Gravitationstheorie und Quantentheorie
löst sich unter dieser Überlegung wie von selbst auf, weil sich eine
Quantisierung der Gravitation aus der im Elementarteilchen gebundenen
Energiemenge ergibt. Ein Graviton ist dazu nicht nötig.
Zur Massenträgheit
Wie oben beschrieben, baut jedes Elementarteilchen und damit
auch der Verbund von Teilchen um sich eine kugelförmige Sphäre
von geringerer RE-Dichte auf, die mit zunehmenden Abstand vom
der Teilchenoberfläche in die normale Felddichte übergeht.
Dieser Gradient der RE schwimmt sozusagen mit der Materie mit,
gleich, ob es ein einzelnes Elementarteilchen, ein Stück Stein
oder ein Himmelskörper ist. Dieses Mitschwimmen kostet auch
keinen Energieaufwand, weil die RE nicht massebehaftet ist.
Wird auf ein Teilchen nun eine Kraft ausgeübt, dann wird diese
Kugelsphäre verformt, eine Stauchung in Kraftrichtung, eine
Dehnung entgegen.
Diese Änderung der Felddichte kann sich jedoch nur mit endlicher
Geschwindigkeit, maximal mit der Grenzgeschwindigkeit c wieder
angleichen, deshalb setzt das Teilchen der treibenden Kraft
einen Widerstand entgegen, die Trägheit. Je höher die Beschleunigung
und damit je größer die Verformung der Sphäre und je größer
die Masse des Körpers ist, umso größer ist die Trägheitskraft.
|

Bild 4: Äußere Kraft staucht die Kugelsphäre
und erzeugt Trägheitswirkung gegen Beschleunigung
|
Damit ist jedes Elementarteilchen über die Gravitationswirkung an
das umgebende allgegenwärtige Feld der RE gekoppelt, ohne dass dabei
ein besonderes Wechselwirkungsteilchen (Higgs-Boson) erforderlich
ist.
Die Geschwindigkeit, mit der der RE-Druck weitergeleitet wird, kann
geringer sein als c. Sie muss durch Messungen erst noch ermittelt
werden.
Die Massenträgheit entsteht also durch Verschiebung des Massemittelpunktes
gegenüber dem Gradientenfeld der Umgebung und macht sich nur bei Beschleunigungen,
also einer Kraftwirkung auf das Masseteilchen bemerkbar.
Die Geschwindigkeit des Teilchens ist einem Schwimmen in dem Raumenergiefeld
vergleichbar und erzeugt keine Verformung der Teilchensphäre und damit
keine Wirkung.
Die Massenträgheit ist der Feldabschwächung proportional, die das
jeweils betrachtete Teilchen um sich herum erzeugt, multipliziert
mit der Beschleunigung.
Zum Äquivalenzprinzip
Befindet sich ein Masseteilchen mit seiner Sphäre in einem
Gravitationsfeld, so entsteht eine Wirkung durch den Gradient
des Gravitationsfeldes in der Art, dass die Kugelsphäre in Richtung
auf das Zentrum des Gravitationsfeldes hin gezogen wird, weil
in dieser Richtung die Felddichte geringer ist. Das Masseteilchen
ist bestrebt, seine Kugelsphäre gleichmäßig um sich herum zu
verteilen, dadurch entsteht eine Kraftwirkung und damit eine
Beschleunigung des Masseteilchens selbst in Richtung auf das
Zentrum des Gravitationsfeldes.
Das Teilchen rollt sozusagen in die "Gravitationmulde", soweit
es nicht durch andere Kräfte daran gehindert wird, z.B. durch
die Oberfläche der Masse oder durch Fliehkräfte.
Insofern ist die Wirkung einer Beschleunigung auf das Teilchen
durch eine Kraft oder durch ein Gravitationsfeld dieselbe, d.h.
träge und schwere Masse ist vom selben Effekt abhängig und verhält
sich gleich, was Einstein mit seinem Äquivalenzprinzip in der
AR postuliert hat.
Das ist ein Aspekt zum “Rätsel der Masse“, siehe auch Gordon
Kane, Spektrum d.W. Februar 2006, Seite 36.
Fliehkraft ist eine ständige Beschleunigung in Richtung des
Rotationszentrums, wobei das Teilchen aus der Tangentialbewegung
in die Kreisbewegung gezwungen wird und damit ständig in Richtung
der dichteren RE. Die Fliehkraft ist die Gegenreaktion auf diesen
Kreiszwang.
Himmelskörper, auf die keine äußeren Kräfte einwirken, werden
sich auf Linien oder Flächen gleicher RE-Dichte bewegen, genauso,
wie das bei der Raumkrümmung der AR bekannt ist.
|

Bild 5: Äquivalenzprinzip

Bild 6
|
Welle-Teilchen-Dualismus, Doppelspaltversuch
Wenn Licht durch einen Spalt tritt, so erfolgt an der Austrittsstelle
eine Lichtbeugung, weil die Welle des Lichtes dort je nach Phasenlage
zum Teil nicht gerade aus dem Spalt austritt, sondern unter einem
Winkel und damit um die Spaltkante sozusagen gebogen wird.
Beim Doppelspalt führt das zu Überlagerungen der Lichtwellen mit den
bekannten Abschwächungs- und Verstärkungsbildern z.B. auf einem Schirm
hinter dem Spalt. Bei Materiestrahlen, z.B. einem Neutronenstrahl
oder nicht geladenen Atomen wird ebenfalls eine Beugung mit ähnlichen
Bildern beobachtet.
Das kann daher kommen, dass Teilchen, die nahe an der Spaltwand fliegen,
dort eine geringere RE-Dichte haben als zur Spaltmitte hin und deshalb
in Richtung Spaltwand abgelenkt werden. Das bewirkt beim Austritt
aus dem Spalt eine Ablenkung um die Spaltkante herum, also auch eine
Streuung wie bei einer Welle.
Casimir-Effekt
Beim Casimir-Effekt entsteht zwischen zwei ganz nah zusammengeführten
Metallplatten eine gegenseitig anziehende Kraftwirkung, die damit
erklärt wird, dass zwischen den Platten Wellen mit größerer Wellenlänge
nicht auftreten können, an den Außenseiten der Platten jedoch schon.
Der Unterschied des Strahlungsdruckes erzeugt eine die Platten anziehende
Kraftwirkung.
Es kann jedoch auch sein, dass die geringere RE-Dichte zwischen den
Platten und die höhere Dichte außerhalb diese Kraftwirkung erzeugt.
Das ist dann eine der Gravitation entsprechende Wirkung und sollte
auch mit Platten aus Isoliermaterial auftreten.
Gravitationslinsen
Nach der AR wird Licht durch die Raumzeitkrümmung im Schwerefeld
um einen Himmelkörper abgelenkt.
Nimmt man anstelle der Raumzeitkrümmung das Gradientenfeld der RE-Dichte
wie oben, so tritt das Licht von der dichteren RE in ein verdünntes
RE-Gradientenfeld um den Stern ein. Es ist denkbar, dass dadurch eine
Lichtbrechung stattfindet, wie aus der Optik bekannt, wo das Licht
ebenfalls entsprechend dem Brechungsindex abgelenkt wird.
Unterschiedliche Rotation in Galaxien
Wird ein Körper in Rotation versetzt, z.B. eine Kugel an einer Schnur,
dann wird der Körper laufend auf seiner Kreisbahn aus seiner RE-Sphäre
herausgezogen bzw. in dichtere RE hineingezogen.
Seine Reaktion dagegen ist aufgrund der oben beschriebenen Massenträgheit
die Fliehkraft. Im Kernbereich einer Galaxis ist wegen der Sternanhäufung,
schwarzes Loch usw. nach der obigen Überlegung eine verdünnte RE,
weil sich die Gravitationssphären der Sterne überlagern. Es ist nun
vorstellbar, dass deshalb dort eine kleinere Rotationsgeschwindigkeit
für eine Masse genügt, um sie auf einer bestimmten Kreisbahn zu halten,
weil in der dünneren RE eine geringere Fliehkraft als in dichterer
RE auftritt, oder anders herum, dass die Massen im Zentrum langsamer
rotieren als es normalerweise der Fall sein müsste und sich deshalb
Kernbereich und Peripherie mit der nahezu gleichen Drehzahl drehen.
Das bedeutet, dass die Gravitationskonstante eine großräumig lokale
Konstante ist, abhängig von der lokalen Dichte der RE.
Quantenphysik, Kernbausteine
Es ist vielleicht etwas spekulativ, aber trotzdem interessant, Materieteilchen
nach der oben beschriebenen Überlegung zu betrachten.
Die Kernbausteine (Protonen, Neutronen, Elektronen) wurden als Schwingungsgebilde
aus Energie beim Urknall erzeugt, bestehen demnach aus verdichteter
RE und haben damit eine viel höhere Energiedichte als das umgebende
RE-Feld.
Ein Proton besteht nach den Vorstellungen der Quantenphysik aus drei
Quarks (uud) mit Gluonen als Bindemittel. Ähnlich verhält es sich
beim Neutron (udd-Quarks).
Das ist eine Modellvorstellung, Quarks und Gluonen sind als Teilchen
wohl nicht beobachtbar.
Es ist aber auch vorstellbar, dass durch die Konzentration der Energie
eine Art stehender Welle entstand, die in sich geschlossen ist und
dabei eine Art Schwingungstorus bildet. Vielleicht ist hier der wahre
Ort der Raumzeitkrümmung zu suchen.
Sind mehrere dieser lokal geschlossenen Schwingungsgebilde in einem
Proton oder Neutron vereint, dann könnten sich diese verketten und
so verschränken, dass sie auch nicht so ohne weiteres trennbar sind
(starke Kernkraft).
Protonen sind alle absolut gleichartig, was den Schluss nahelegt,
dass für die darin vorhandenen Schwingungsgebilde ganz bestimmte Stabilitätskriterien
gelten, kleinere oder größere Energiebeträge sind nicht stabil und
zerfallen wieder. Dasselbe gilt für Neutronen und Elektronen mit spezifischen
eigenen Regeln, wobei Protonen und Neutronen zusammengesetzte Gebilde
und Elektronen wohl eher native Gebilde aus RE sind. Es ist sehr wahrscheinlich,
dass das Planck´sche Wirkumsquantum h dabei eine wesentliche Rolle
spielt, ähnlich den Photonen.
Im Standardmodell ist eine Menge von Teilchen postuliert, die aber
meist nicht stabil sind und nach mehr oder weniger kurzer Zeit wieder
zerfallen. Diese Teilchen entstehen bei Interaktionen von Materie
untereinander und sind dort von Bedeutung, als Basisteilchen eher
nicht, vielleicht mit Ausnahme der Neutrinos und der Positronen. Auch
die Gluonen und (Eich-)Bosonen als Vermittler von Kräften sind wohl
eher hypothetische Annahmen, um die Wirkungen der Teilchen untereinander
berechenbar zu machen. Eine Ausnahme bilden die Photonen als Energieträger
und Vermittler des Energieaustausches zwischen den Elektronen der
Atomhüllen.
Bei Photonen als Vermittler der magnetischen Kräfte, z.B. bei Dauermagneten,
kommen schon Zweifel auf, weil Licht beim Durchgang durch ein Magnetfeld
praktisch nicht beeinflusst wird und die Kräfte zwischen Magneten
kaum von Photonen vermittelt werden können, da die relevanten Feldlinien
um einen Magneten bogenförmig verlaufen und damit mit der elektromagnetischen
Welle des Lichtes wenig gemeinsam haben, ganz abgesehen von der Kräftevermittlung.
Da muss ein anderes Funktionsprinzip zugrunde liegen (Maxwell).
Magnetfeld und elektrische Ladung
Ein Proton wird nach der obigen Betrachtung durch Wellenpakete gebildet,
die in Bewegung sind. Dadurch entsteht auch der beobachtete Spin.
Durch die Schwingung der Wellenpakete könnte im Kern eine Art Umwälzwirkung
zur RE entstehen, die sich als alles durchdringendes Medium auch in
geringer RE-verdichteter Form im Inneren des Protons befindet, d.h.
die Wellenpakete wären dann kleine Umwälzpumpen für die RE, ohne dass
dafür Energieaufwand erforderlich ist.
Das könnte dann quer zu einer Schwingungsebene (+Pol) austretend eine
Strömung von RE bewirken, ähnlich dem Jet bei Neutronensternen, die
sich als Magnetfeld bemerkbar macht, bzw. als magnetischer Fluß, der
sich wie beim Magnet beobachtet, über äußere Feldlinien (hier Strömung
der RE) zum gegenüberliegenden -Pol zurückgeführt wird.
Eine Änderung der RE-Felddichte entsteht durch die Strömung nicht,
also auch keine Gravitationswirkung.
Durch diese polare RE-Strömung würde dann um diesen Baustein ein
äußeres elektrisches Feld induziert, das äquatorial rotiert, z.B.
rechtsdrehend, und dessen Wirkung sich in bekannter Weise mit den
Quadrat des Abstandes abschwächt (positiv geladen, Proton).
Weil der Baustein sich in der umgebenden RE in einer reibungsfreien
Umgebung befindet, kann das rotierende E-Feld bewirken, dass der Baustein
selbst in eine entgegengesetzte Rotation versetzt wird (Spin), bis
sich hierzu ein irgendwie gearteter Gleichgewichtszustand einstellt.
Kommen nun zwei dieser Protonen so nebeneinander zu liegen, dass beide
+Pole in die gleiche Richtung zeigen, dann stoßen sich die beiden
aufgrund der Verdrängung der gleichgerichteten Feldlinien der RE-Strömung
(Magnetlinien) ab, aber die rotierenden E-Felder treffen zwischen
den Teilchen entgegengesetzt aufeinander und ziehen sich deshalb an,
indem sie sich zu einem gemeinsamen E-Feld vereinigen (siehe Skizze
1).
Liegen die +Pole antiparallel, ziehen sich die Teilchen über die Magnetlinien
an, stoßen sich aber wegen der gleichgerichtet rotierenden E-Felder
zwischen den Teilchen ab (siehe Skizze 2). Möglicherweise ist das
kein stabiler Zustand, wenn das E-Feld überwiegt, deshalb gibt es
keinen Atomkern mit zwei oder mehr Protonen, ohne dass auch Neutronen
dabei sind.
Beim Neutron kompensiert sich das E-Feld, indem ein Elektron zugefügt
ist und es tritt kein äußeres E-Feld (und H-Feld) auf.
An ein Proton im Atomkern können sich ein (Deuterium) oder zwei Neutronen
(Tritium) binden, bei mehreren Protonen sind auch mehrere Neutronen
gebunden, damit der Kern einen stabilen Zustand erreicht (bei leichteren
Elementen etwa 1,4 mal mehr N als P, steigend bis ca. 1,6x). Mit der
Betrachtung ist auch verbunden, dass es sog. Monopole bei Magneten
nicht gibt, weil der Ursprung des magnetischen Feldes in den Kernbausteinen
liegt.
Das Elektron könnte ein elementares und stabiles Schwingungsgebilde
mit geringerer gebundener Energie als die Wellenpakete im Proton/Neutron
sein, das sich unabhängig von der starken Kernkraft auch frei bewegen
kann. Seine negative Ladung könnte dadurch entstehen, dass es im Gegensatz
zum Proton bei gleicher Polrichtung ein linksdrehendes E-Feld besitzt.
Damit würde sich zwischen Proton und Elektron das antiparallel gerichtete
Magnetfeld anziehen und die dabei entgegengesetzt gerichteten E-Felder
ziehen sich ebenfalls an.
Dass sich ein Elektron aber dem Proton nähern kann, ist zusätzliche
Energie nötig, was ja auch bei der Vereinigung zu einem Neutron stattfindet.
Sehr interessant ist dazu der oben genannte Artikel von Timothy Paul
Smith "Reise ins Innere des Neutrons" in Spektrum der Wissenschaft,
März 2011, S.40 bis 49).
Die vier Grundkräfte
So betrachtet stellt die Gravitation einen statischen Gradienten
der RE dar, die magnetische Kraft einen dynamischen Strömungsvorgang
der RE.
Die starke Kernkraft ist beschränkt auf die inneren Vorgänge im Atomkern
bzw. in den Nukleonen.
Die schwache Kernkraft ist eine Art von Anomalie der Stabilitätsbedingungen,
die zum radioaktiven Zerfall führen kann und die vielleicht auch die
Lebensdauer eines freien Neutrons begrenzt.
Möglicherweise könnten damit die vier Naturkräfte auf eine Ursache
zusammengeführt werden, nämlich auf verschiedene Zustände der RE.
Antimaterie
Nach der oben beschriebenen Vorstellung unterscheidet sich ein Antiproton
von einem Proton nur dadurch, dass das elektrische Feld nicht rechtsdrehend
ist (was lediglich eine Festlegung per Definition sein soll), sondern
dazu entgegengesetzt linksdrehend ist. Damit hat das Antiproton eine
negative Ladung, das Antielektron eine positive (Positron).
Das Verhalten der Anti-Kernbausteine untereinander ist dann analog
der oben beschriebenen Vorstellung, ebenso verhält sich Antimaterie
in Bezug auf die Schwerkraftwirkung völlig gleich wie die normale
Materie.
Kommt ein Antiproton mit einem Proton zusammen, dann ist die parallele
Ausrichtung des Magnetflusses wie oben abstoßend, das elektrische
Feld ebenfalls, was einen labilen Zustand bedeutet. Bei antiparalleler
Ausrichtung ist das Magnetfeld anziehend, das elektrische Feld ebenfalls
und damit kann sich kein Gleichgewichtszustand einstellen. Die beiden
Bausteine zerstören sich selbst und setzen dabei die gebundene RE
durch Zerstrahlung frei.
Licht, Photonen
Beim Licht besteht ein Unterschied, je nachdem, wie die Wirkung eines
Photons gemessen wird, der als Dualismus Korpuskel – Welle bekannt
ist. Licht wird eigentlich nur durch Elektronen erzeugt, die auf ihrem
Orbit um einen Atomkern ein Energiequant abgeben (oder aufnehmen),
das mit dem Planck´schen Wirkungsquantum h und der Frequenz v definiert
ist und sich im Vakuum (in der RE) mit der Lichtgeschwindigkeit c
vorwärtsbewegt.
Nun könnte man sich vorstellen, dass sich ein Energiequant h aus dem
Orbit um ein Elektron, das als rotierendes Wellenpaket (Spin) gelten
kann, ablöst und tangential unter Mitnahme der Rotationsbewegung (Spin
des Photons) als Photon mit c davonbewegt.
Das Energiequant des Photons kann man sich vorstellen wie das Ventil
eines Fahrradreifens, das in der Rotationsebene um den Nabenmittelpunkt
kreist und dabei in der Vorwärtsbewegung eine sinusähnliche Kurve
beschreibt. Je höher die Drehzahl, desto höher die Energie.
Dass ein Lichtstrahl als ein Wellenzug von 1-2m erscheint, das kann
möglicherweise wegen der Bewegung mit der Lichtgeschwindigkeit mit
einer relativistischen Zeitdehnung erklärt werden. Da stellt sich
nun die Frage, ob die Grenzgeschwindigkeit nicht einen Tick höher
ist als die Lichtgeschwindigkeit, weil vielleicht sonst der Wellenzug
gegen Unendlich gehen müsste?
Ein Dualismus-Widerspruch stellt sich unter dieser Vorstellung nicht,
weil das Photon dabei sowohl seinen Teilchencharakter als auch seinen
Wellencharakter z.B. bei der Polarisation (als Rotationsscheibchen
in einer Ebene, auch bei Zirkularpolarisation mit Spinachse in Bewegungsrichtung)
behält.
Die Frage ist: wie sieht ein Photon aus, dessen Frequenz so klein
ist, dass sie gegen Null geht (falls ein solches Photon überhaupt
entstehen kann) und das Photon-Partikel dann eine Linie statt einer
Welle beschreiben würde? Wird dann daraus so etwas wie ein Neutrino
oder löst sich das Quant einfach im Meer der RE auf, weil es ja eigentlich
nahezu Null Energie hat?
Lichtgeschwindigkeit
Auch der Gedanke an die Lichtgeschwindigkeit regt zum Nachdenken
an.
Licht, also elektromagnetische Wellen werden von der RE nicht (?)
beeinflusst. Sie werden auch von Magnetfeldern nicht abgelenkt, was
für eine elektromagnetische Welle eigenartig erscheint. Eine Lichtwelle
ist ein Quantum Energie, das sich im Vakuum geradlinig mit „c“ fortbewegt.
Warum hat die Lichtgeschwindigkeit aber gerade den Wert von ca. 300000km/s
und nicht 200000 oder 400000km/s?
Möglicherweise ist die Grenzgeschwindigkeit c eine “Materialkonstante“
der RE-Dichte und damit großräumig, d.h. über mehrere Millionen von
Lichtjahren, von der lokalen RE- Dichte abhängig. Die Ablenkung im
Schwerefeld deutet darauf hin.
Nach den bisherigen Erkenntnissen breiten sich auch Gravitationswellen
mit Lichtgeschwindigkeit aus, was auf einen engen Zusammenhang zwischen
zwei so unterschiedlichen Dingen wie Licht und Gravitation hinweist.
Beide haben offensichtlich ein gemeinsames Medium (RE), das als Energiefeld
ohne Massenträgheit und mit hoher Steifigkeit die
hohe Geschwindigkeit c ermöglicht.
Die Lichtgeschwindigkeit in einem Medium (Gas, Flüssigkeit,
Festkörper wie Glas) ist geringer als im Vakuum und wird mit
dem Brechungsindex n definiert. Entsteht nun diese geringere Geschwindigkeit
durch Weiterreichen der durchgehenden Lichtwelle über die Aufnahme
und Abgabe über die Elektronenschalen der Elemente?
Da wäre aber zu erwarten, dass eine höhere Streuung der
Lichtwellen beim Durchgang z.B. durch Glas stattfindet, weil es unwahrscheinlich
erscheint, dass der Austrittswinkel aus der Elektronenschale immer
exakt dem Eintrittswinkel entspricht. Beobachtet wird aber nur die
Lichtbrechung an der Eintritts- und Austrittsfläche eines Glaskörpers,
keine Streuung. Es ist eher zu erwarten, dass die Lichtwelle sich
ziemlich ungehindert durch den Raum zwischen Atomkern und Elektronenhülle
hindurchbewegt, in dem die RE-Dichte zwischen den mehr oder weniger
dicht gepackten Atomen reduziert ist und das Licht sich deshalb langsamer
bewegt?
Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c wird als Grund-Konstante
angenommen und dient als Bezugsgröße für die anderen
Maßkonstanten. Nach der obigen Überlegung ändert sich
aber auch die Konstante c, wenn sich die Dichte der RE
ändert. Wir würden das aber nicht bemerken, weil es kein
wirklich absolutes Bezugsmaß verfügbar ist. Eine Änderung
würde sich da auch bei den anderen Größen herausrechnen.
Eine ausführliche Beschreibung hierzu ist in dem neuen Buch Einsteins
verlorener Schlüssel von Alexander Unzicker zu lesen.
Ein Druckausgleich der RE könnte im Weltall höchstens mit Lichtgeschwindigkeit
erfolgen und würde auch zwischen Galaxien dabei entsprechend Millionen
von Jahren brauchen. Da sich das in dem von uns überschaubaren Distanzen
wohl schon längst stabilisiert hat, würden wir eine Änderung der Lichtgeschwindigkeit
kaum bemerken.
Eine weitere Frage stellt sich noch, ob sich vielleicht die Blase
des Urknalls in einen unendlich großen absolut leeren Raum hinein
ausdehnt und die Raumenergie an den beobachtbaren Grenzen vor mehr
als 13 Milliarden Jahren in verdünnter Form vorlag und sich noch
weiter ausdehnt.
In diesem Fall müsste dann die mit der Rotverschiebung beobachtete,
sogar beschleunigte Ausdehnung des Weltalls nochmals überdacht werden.
Nun aber zurück zu meinem anfänglichen Ausgangspunkt:
Was ist Gravitation und wie könnte man sie kontrollieren?
Mit materiellen Substanzen sicher nicht, weil die Ur-Energie bzw.
RE alles durchströmen kann, einschließlich der Zwischenräume zwischen
Elektronenhülle und Atomkern.
Schwerkraft einzufangen oder abzuschirmen ist da mit dem Versuch vergleichbar,
Druckluft in Flaschen aus Fliegengitter einzusperren.
Nachdem irgendein Material ausscheidet, bleiben eigentlich nur noch
starke lokale Magnetfelder, evtl. sogar noch schnell bewegt, um so
etwas wie eine Sperrschicht für die Schwerkraft zu erzeugen.
Vielleicht ist eine gewisse Abschirmung der Gravitation mit schnell
rotierenden Platten aus supraleitendem Material mit starken lokalen
Magnetfeldern zu bewirken?
Der russische Physiker Podklednov hat da mal von sich reden gemacht,
es kam in der Nachtsendung des Bay. Fernsehens. Aber es war wohl nur
eine Ente, jedenfalls wurde er in seinem Job abgesägt und nun hört
man nichts mehr davon.
In neuerer Zeit hat der österreichische Physiker Dr. Martin Tajmar
vom Forschungszentrum Seibersdorf bei Wien einen Versuch publiziert,
bei dem eine tiefgekühlte Niobscheibe einen noch nicht erklärbaren
Effekt erzeugt hat. Auch da ist es still geworden.
So sicher, dass es keine Lösung gibt, ist man nicht. Boeing hat in
die Nachstellung des Versuches von Podklednov fast eine Mio. Dollar
investiert und auch das Projekt von Dr. Tajmar wurde gefördert (www.zeit.de/2007/21/T-Antigravitation)
und weitere, aber bisher alle ohne Erfolge.
Auch in früherer Zeit wurden viele Überlegungen zur Gravitation angestellt.
Eine davon ist die Druck-Theorie (in Wikipedia: Le-Sage-Gravitation),
die aber von ganz anderen Vorraussetzungen ausgeht, z.B. von Teilchen
und Strahlung, und damit keinen Erfolg erzielen konnte.
Interesse an diesem Thema ist also nach wie vor vielfältig vorhanden.
Es kann sein, dass diese Überlegungen in der einen oder anderen Weise
korrigiert werden müssen. Aber einige Rätsel scheinen sich mit diesen
Gedanken im Hinterkopf ganz zwanglos aufzulösen. Je mehr man damit
über die Dinge nachdenkt, umso besser gefällt sie einem.
Und da in vielen Publikationen zum Ausdruck kommt, dass die etablierten
Theorien den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr zu sehen scheinen und
mit der Dominanz der Mathematik zwar vieles berechenbar ist, aber
dabei vielleicht auch die Sicht auf das Wesentliche, Essenzielle etwas
verstellt wird, ist der hier beschriebene Gedankengang vielleicht
eine gute Hilfe, neue Wege aus der Lage zu finden.
Es ist öfters der Ruf nach einer neuen Theorie zu lesen, die das Standardmodell
mit den teils willkürlichen Annahmen und komplizierten Regeln ersetzen
könnte.
Ich habe mit meinen Überlegungen versucht, einen Weg mit möglichst
wenigen Annahmen (im Wesentlichen die genannte Raumenergie RE) unabhängig
vom bestehenden, aber unbefriedigenden Wissensstand zu finden.
Ich bin ein alter praxisorientierter Entwicklungsingenieur und komme
mit der Alltagsphysik ganz gut zurecht. Aber ich verfüge nicht über
die hohen mathematischen Kenntnisse, die für die Ausarbeitung einer
Theorie auf der Basis dieser Gedankengänge nötig sind und ich werde
sie mir auch nicht mehr aneignen können.
Vielleicht findet ja Jemand mit dem erforderlichen mathematischen
Wissen, der die hier angeführten Gedanken interessant findet und sie
theoretisch ausarbeiten und überprüfen kann.
Ich habe einige Versuchsaufbauten angefertigt, die aber zu keinen
gewünschten Ergebnissen geführt haben, entweder weil die Effekte mit
den einfachen Versuchen zu klein waren, um für mich messbar zu sein
oder weil die Überlegungen eben vielleicht doch nicht zutreffen.
Das Gefühl sagt mir, dass das Universum auf einer ganz einfachen
Basis aufgebaut ist, aber die Wechselwirkungen von Materie, Raum und
Zeit die Vielfalt und Komplexität der Erscheinungen und physikalischen
Gesetze und letztlich das Leben ergeben.
Einstein hat wohl einmal gesagt, dass Schwerkraftfeld und magnetisches
Feld zwei Erscheinungsformen einer eigentlich einheitlichen kosmischen
Ganzheit sein könnten (Spektrum d.W. Juni 2003, Seite 63).
Wer weiß, vielleicht hat er auch hier recht und die vier Grundkräfte
können eines Tages auf eine einzige Essenz zurückgeführt werden (z.B.
die RE, siehe oben).
Es bleibt jedenfalls spannend.
Paul Bauer.

Spin-Achsen parallel

Spin-Achsen antiparallel