„Naturwissenschaft
ist der Glaube an die Unwissenheit der Experten.“
(Richard Feynman 1966, Rede
vor der National Science
Teachers' Association)
In den früheren Kapiteln galt die Hypothese, dass gravitative und
antigravitative Teilchen symmetrisch durch Aufspaltung eines Urteilchens der
Urphase entstanden. Beide Arten lagen daher in
gleicher Anzahl vor.
Die logische Folgerung daraus lautet: Das Urteilchen als Kompositum
zeigte weder gravitative noch antigravitative Kräfte. Erst nach seinem Zerfall
entstand die erfahrbare Gravitationskraft. Elektrischer Kräfte
entstanden durch weiteren symmetrischen Zerfall der gravitierenden Teilchen in
positive und negative Teilchen. Die insgesamt 4 Partikelarten
werden bezeichnet als [(+/-)m,(+/-)e]. Doch nichts ist
gesagt, was elektrische Ladung und Masse eigentlich sind.
Nach dem Zerfall bilden in der Wachstumszone der Blase die (+m/+e)- und
(+m/-e) gravitative Teilchen , die unter Freisetzung der sehr großen
Selbstenergie weiter verdichten zu Atomen und schwereren Körpern und weiter
durch die wachsende Gravitationskraft Sterne, Kugelhaufen und bereits Schwarze
Löcher bilden, so wie es das heutige kosmologische Standardmodell beschreibt.
Heute existieren als Elementarteilchen neben Elektronen und Neutrinos praktisch
nur noch Neutronen und Protonen.
Die (-m,(+/-)e) -Teilchen (Adipole) hinter der
Reaktionsfront verbleiben im Blaseninneren und lassen die Reaktionsfront
expandieren, wobei proportional zur Volumenzunahme zunächst neue Adipole
entstehen. Erst wenn Blasen aufeinander treffen beginnt eine normale Expansion.
Die Adipole erlauben nunmehr elektromagnetische Strahlung, aber wegen der hohen
Dichte nur mit geringer Lichtgeschwindigkeiten (und wegen c*t = constant womöglich mit gedehnten Zeiten?).
Wenn in Analogie zu einem kleinsten Masseteilchen es ein kleinstes
Energiepaket gäbe, wie auch immer dieses strukturiert ist, so entstünden
erste Masseteilchen entsprechend m=E/c². Da c klein ist, wäre m
groß; das frühe Universum wäre gravitationsbestimmt. Mit abnehmender
Dipolkonzentration durch Ausdehnung der Blasen würde c größer, m also kleiner.
Anmerkung: Setzt man für die
Gegenwart Elektro- und Gravitationskraft einander gleich, so geht das nur, wenn
das Teilchengewicht etwa der Planck-Masse entspricht. Falls es wirklich ein
kleinstes Energiepaket gibt, dann war die Lichtgeschwindigkeit extrem gering,
wie es die hohe Adipoldichte verlangt.
Damit kann als frühe Randbedingung die die Urteilchen enthaltende Urphase durchaus "kalt oder unterkühlt" gewesen
sein. Eine Fluktuation oder eine Konzentrationszunahme der Teilchen bewirkte
eine lokale Instabilität wie bei einer Schmelze und damit lokale
Zerfallszentren, die sich ausweiten und zu Hubble-Blasen anwachsen. Die
gebildeten Massen wandern vor der Wachstumsfront nach außen, bis sie
aufeinander treffen und zu Galaxien verwirbeln.
Während der Wanderung wirkt die Gravitation auf der Blasenoberfläche nur
in tangentialer Richtung, denn innerhalb der Blase wirken abstoßende, außerhalb
der Blase keine Kräfte. Das Resultat sind Materieanhäufungen bis zu bereits
elliptischen Galaxien, wie sie auch für die Frühzeit des Universums gefunden
wurden.
Erst wenn sich die Blasen bis zur gegenseitigen "Berührung"
ausgedehnt haben, entstehen aus Materieansammlungen auf der Oberfläche abhängig
vom Stoßparameter der aufeinander treffenden Massen unterschiedliche
Spiralgalaxien. Das Bild impliziert ferner, dass bis zum Zusammentreffen der
Blasen nur elliptische Materieanhäufungen auf ihnen entstehen. Die Bildung von
Spiralgalaxien verlangt, ähnlich wie in der Meteorologie bei Tornados und
Zyklonen, die dritte Dimension, die aber auf den Blasenoberflächen nicht
existiert.
Die Phase der (-m,(+/-)e) -Teilchen in den
Blasen dehnt sich ständig weiter aus und bewirkt die
"Fluchtbewegung". Da der Druck innerhalb der Blasen nur asymptotisch
gegen Null geht, tritt eine fortdauernde Beschleunigung auf, wie sie jüngst
gefunden wurde.
Im Großmaßstab werden sich die Galaxien in den Berührungsebenen ständig
anziehen, im kleineren Maßstab, wenn also beide in der Verwirbelungsgrenze
zweier Blasen liegen, können abnehmende Entfernungen (Milchstrasse
- Andromeda), aber auch zunehmende Entfernungen zwischen Galaxien auftreten;
letzteres dann, wenn beide in verschiedenen Blasen entstanden.
Nachtrag: Der
Artikel von George Musser: Kosmisches Kälteloch,
Spektrum d. Wiss. August 2005 zeigt in einer Grafik die Bewegung von Galaxien
hin zum Virgohaufen. Das über die Darstellung
verlaufende Band der Verdichtung könnte eine solche Zone sein, wo zwei Blasen
aufeinander prallen.
Die Galaxien, nun auf den Blasenoberflächen fixiert, verdichten sich
tangential gravitationsbedingt zu großen Massenansammlungen oder
Galaxienhaufen. Eine Neubildung von Adipolen tritt nunmehr nicht mehr auf, so
dass bei weiterer Ausdehnung deren Dichte abnimmt, was (siehe oben) einer
Zunahme der Feinstrukturkonstante bedeutet.
Nach dieser Vorstellung müsste bei einem zentralen Urknall, wie erheute angenommem wird,
sämtliche Materie auf dem Rand des Universums zu finden sein. Aber die
Tatsache, dass Materie im Raum im Großmaßstab gleichverteilt ist, spricht gegen
ein wann immer stattgefundenes einzelnes zentrales Ereignis. Es ist daher
anzunehmen, dass an vielen Orten des Universums die beschriebenen Ereignisse
stattfanden, und wegen der unterschiedlichen Blasengrößen zu ganz
unterschiedlichen Zeiten. Dann kann man aber nicht von einem bestimmten
Lebensalter des Universums sprechen, und es durchaus möglich, dass permanent
neue Blasen entstehen.
In den Galaxienzentren geht die Verdichtung weiter bis zur Bildung
Schwarzer Löcher.
Muss die stetige Akkumulation das Ende des Lebenslaufes der gravitativen
(+m) - Massen bedeuten? Schwarze Löcher enthalten, abgesehen von den die Dipole
bildenden (-m) -Teilchen, alle im Abschnitt Urteilchen beschriebenen
Anfangskomponenten, die in diesem Stadium das Universum nahezu gleichmäßig
ausfüllen.
Auflösung Schwarzer Löcher
Falls, und diese Idee
ist ebenso bestechend wie hypothetisch, auf den Schwarzen Löchern, wo
die gravitierende Masse nun vollkommen anderen Bedingungen unterliegt, Rekombinationen
mit den Adipolen stattfänden, dann entstünden wiederum die Urteilchen, die,
gravitativ und elektrostatisch neutral, keiner Kraft unterworfen, in den Raum
austreten und dort die Konzentration dieser Teilchenzahl wiederum erhöhen.
Somit verlieren Schwarze Löcher dauernd an Größe und Masse und haben begrenzte
Lebensdauern. Es entsteht ein Zyklus ohne universellen Urknall. Wichtig
dabei ist, dass dann gravitative (aus dem Schwarzen Loch: SL) und
antigravitative (von Adipolen stammend) Materie in gleicher Menge
abnehmen.
Treten sehr viele dieser Teilchen aus, so muss bei deren Zerfall
außerhalb des Einflussbereiches des SL eine große Anzahl neuer Sterne auftreten
mit entsprechender Strahlung, gleichzeitig aber auch eine Unmenge neuer Adipole
entstehen, die den Konzentrationsgradienten der Adipoldichte zum SL hin
stabilisieren und ständig für Nachschub sorgen. Das wiederum ist Ursache für
neue H-Teilchen (ohne Gravitationswirkung und Elektrokraft) - und deren
stärkere Abstrahlung: Insgesamt stellt sich ein autokatalytischer Prozess ein,
der in der Konsequenz zur Auflösung des SL führen muss bei gleichzeitiger
Entstehung neuer Sterne(4)(5).
Aktive SL sind Quellen für neue Sterne. Naheliegend ist der Gedanke, dass
hiermit auch die Bildung von Kugelsternhaufen verbunden ist, nämlich dann, wenn
sich das SL vollständig aufgelöst hat.
Die Adipole sind quasi Vehikel, die von der Oberfläche des Schwarzen
Loches oder dem Materiekern als H-Teilchen Schwere Masse nach außen
transportieren. Somit nimmt die Masse des Schwarzen Loches ab, und mit
ihr auch Radius und Oberfläche des Ereignishorizontes(6). Diese ist aber nach
Hawking die maßgebende Größe für die Entropie des Loches, die umgekehrt beim
Eintritt äußerer Massen zunimmt. Der Entropiegewinn
kann somit je nach Größe von Massegewinn und Austrag der H-Teilchen auch
negativ werden. Wenn später die einzelnen H-Teilchen im entfernten Außenraum
bei niedriger Temperatur zerfallen, weist die neue Materie eine geringe
Entropie auf. Adipole bewirkten einen Entropie-Kreisprozess.
Abstrahierend gesagt ersetzen die Adipole jene Teilchen, die Hawking den
aufgrund von Vakuumfluktuationen entstehenden, zunächst virtuellen Teilchen der
Hawkingstrahlung zuschrieb (3).
Unterstützend könnte die Beschreibung von P.Davies(2)
sein, wenn er darlegt, wie in das Loch einströmende negative Energie Ursache
für die Hawking-Strahlung sein soll. Dabei soll der leere Raum von kurzlebigen
virtuellen Teilchen ohne Gravitationswirkung wimmeln. Eine Analogie
zwischen den Vorstellungen ist unverkennbar.
[Um ein anderes Bild zu wählen: Wassermoleküle verdunsten im
Ozean, steigen auf, bewegen sich über die Erdoberfläche, kondensieren unter
Wärmeabgabe zu Tropfen, die letztlich wieder in den Ozean zurückkehren].
In der Nähe der Schwarzen Löcher sind die Urteilchen wiederum stabil. Im
weiteren Umfeld jedoch werden sie erneut instabil, wenn sie dem extrem großen
gravitativen Einfluss entweichen; sie zerfallen wiederum zu gravitativen Massen
und Adipolen. Dabei werden mit Elektronen wechselwirkende Atome aus zunächst
gebildeter "Dunklen Materie" entstehen, dort, wo diese heute vermutet
wird wegen der Abweichung rotierender Systeme vom Kepler'schen r-1/2-Gesetz.
Hier und in einer weiter entfernten Kugelschale rund um die Schwarzen Löcher
herum sind dann die Geburtsstätten neuer Sterne zu finden, was mit der
Beobachtung von "Starbursts" in jüngster Zeit übereinstimmt. Solche
Neubildung von Materie geschieht auf den Rändern ehemaliger Blasen, da nur dort
die Schwarzen Löcher und Galaxien vorliegen. So entstehen neue Blasen, die die
älteren auffressen. In Analogie dazu gibt es gerade in erstarrten metallischen
Festkörpern bei hohen Temperaturen die sogenannte
Sekundärkristallisation.
Die Urteilchen zerfallen in gravitative und antigravitative Teile, die,
der klassischen Physik folgend, wegen der Impulserhaltung in entgegengesetzte
Richtungen fliegen, dann in positive und negative Partikel zerfallen und in
einem Magnetfeld weiter auffächern. Ein exakt solches Bild wurde bereits von Georg
Wolschin (Spektrum d. Wissenschaft 11/2000)
gezeigt.
Materiebildung
Die Materiebildung geschieht mit Hilfe des im Kapitel über
Urteilchen dargestellten Modells schematisch in Teilschritten: Drei der
nunmehr durch Zerfall von drei Urteilchen vorliegenden (+m/+e)-(+m/-e) - oder
(+1,-1) - Paare kondensieren über Zwischenstufen zu einem u°Quark
(1,1,1,-1,-1,-1). Drei Adipole treten dabei aus,
wodurch die Reaktion irreversibel wird. Drei dieser u°-Gluonen assoziieren
numerisch zu einem Verbund, aus dem durch Ladungsumlagerung direkt ein Neutron
entstehen kann. Das Neutron reagiert, wie oben beschrieben, mit zwei
weiteren Gluonen und zerfällt in ein Proton und ein Elektron mit
Aussendung von drei Neutrinos (+1/-1), die nunmehr für weitere identische
Reaktionen zur Verfügung stehen. Angemerkt sei, dass die gleichen Vorgänge
auch zu Antimaterie führen könnten. In der Teilchentabelle würde das eine
Spiegelung an einer Ebene durch das u°-Quark bedeuten. Offensichtlich reicht
diese Vorstellung nicht, wenn die Massen der Nukleonen beachtet werden. Darüber
mehr im letzten Abschnitt.
Erst nach Durchlaufen der beschriebenen Reaktionskette können aus den
Protonen und Neutronen mit den parallel entstandenen Elektronen Atome
entstehen, die mit Photonen wechselwirken. Zuvor wirken die entstehenden
Teilchen nur durch ihre Gravitationskraft. Wegen der geringen Konzentration der
H-Teilchen verlaufen die Reaktionen nur langsam. In all dieser Zeit zählen sie
als Vorstufe neu entstehender Sterne zur Dunklen Masse.
In einem Gravitationsfeld, wie es im Umfeld Schwarzer Löcher vorliegt,
sind die Urteilchen stabil. Gleiches gilt im nahen Umfeld von Quarks innerhalb
der Nukleonen. Theoretisch könnten dann beliebig viele dieser Teilchen
zusätzlich im Nukleon vorliegen die erst dann zerfallen, wenn Energie,
etwa bei inelastischen Stößen, in das Nukleon eingetragen wird.
Dabei entweichen die entstehenden Adipole, sodass die Reaktion irreversibel
wird. Doch ähnlich wie bei Atomkernen, in die man nicht beliebig viel
zusätzliche Neutronen einbauen kann, wird auch die Zahl der Urteilchen im
Nukleon begrenzt sein. Sie sind weder gravitativ noch elektrisch wirksam,
beanspruchen aber Volumen, wodurch die bindende Kraft durch die Valenzquarks
wegen zunehmender Abstände reduziert wird.
Dichte Schwarzer Löcher.
Die aktuelle Theorie der Sternbildung beschreibt, wie bei Bildung von
Neutronensternen die Gravitationskraft den Druck des Elektronengases übersteigt
und Protonen und Elektronen zu Neutronen vereinigt, die ihrerseits dann den
kompakten Neutronenstern bilden (inverser Betazerfall). Rechnerisch liegt dann
eine Dichte von 10+18 kg/m³ vor.
Als Analogie ist denkbar, dass auch Quarks bei ausreichend großer
Gravitationskraft im Schwarzen Loch als (+m,+e)-(+m/-e) verdichtet werden und eine Struktur
analog zu kubischen NaCl - Kristallen bilden. Dann wird die folgende Rechnung
zur Plausibilitätsbetrachtung möglich:
Nach Cowan und Rhines
ist der Wirkungsquerschnitt des Neutrinos (q = 10-47
m²) bekannt. Dann ist das Elementarvolumen einer
solchen Struktur von der Größenordnung q3/2 . Mit dem oben ermittelten
Neutrinogewicht (m) folgt für die Dichte D = m/q3/2 = 3*10+31 kg/m³. Daraus folgt
für den Radius einer so kompakten Masse
R = (3/4/Pi)1/3*(M/D)1/3.
Zur Erklärung von Quasaren werden heute zentrale Massen von etlichen Milliarden
Sonnenmassen angenommen (1). Mit der oben errechneten Dichte folgt für eine
Masse von 1 Milliarden Sonnen ein Radius von 240 m, wenn ein Dichtegradient
im Körper nicht beachtet wird, eine zwar kleine Kugel, aber keine
Singularität. Der damit verbundene Schwarzschildradius dagegen beträgt
3E(+9) km.
Eine verdichtete Kugel aus 10 Sonnenmassen hätte einen Durchmesser von
rund 1 m. Für die gleiche Masse folgt gemäß Rs = 2*G*M/c² ein
Schwarzschildradius Rs = 30 km. Massen mit R<Rs bilden Schwarze Löcher
bei ausreichender Gravitation und damit Masse.
Bei klassischer Berechnung hätte ein Schwarzes Loch mit der Masse der
Erde von 6E(+24) kg einen Durchmesser von 8,9 mm, woraus eine Dichte von
2E(+30) kg/m³ folgt, zwar geringer als der oben berechnete Wert, aber
weit größer als die Dichte eines Neutronensterns.
Wenn die Urteilchen der Urphase sich in
Gegenwart starker Gravitationskräfte als stabil erweisen, dann sollte der materiefreie
Saum um Schwarze Löcher in Abhängigkeit von deren Masse verschiedene
Durchmesser haben, was wiederum mit neueren Beobachtungen übereinstimmt.
Denkt man sich das Schwarze Loch rotierend, so bleiben die
kugelsymmetrisch radial austretenden Urteilchen mit zunehmender Entfernung
hinter ihrem Entstehungsort zurück. Erst in großer Entfernung zerfallen sie und
bilden gravitierende Massen, die sich weiter verdichten und entsprechend ihrer
Entfernung vom Zentrum zu Spiralarmen führen. Es entsteht eine Art von
Materie-Halo. Damit sind aber die von der Zentralmasse abhängigen Umlaufgeschwindigkeiten
der Sterne nicht mehr umgekehrt proportional zu r-1/2 mit r als
Entfernung vom Galaxienmittelpunkt. Äußere Sterne erfahren wegen der
Integration über die Masse des Halos eine stärkere Zentralkraft und rotieren
schneller, als die Kepler-Gesetze voraussagen.
Die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Adipolen und dem Schwarzen Loch
verläuft proportional zur Oberflächengröße (r²), die Masse dagegen ist
proportional zu r³. Daraus wird erkennbar, dass kleine Löcher sich ungleich
schneller auflösen.
Die Hintergrundstrahlung soll belegen, dass die Blasen nahezu zum
gleichen Zeitpunkt entstanden. Doch können frühe Zeitintervalle stark
gedehnt gewesen sein. Damit können die Startpunkte des Blasenbeginns trotz der
heute nur geringen Abweichung von der mittleren Frequenz der
Hintergrundstrahlung durchaus verschieden sein. Als Funktion der Zeit haben
sich die Dipolkonzentrationen asymptotisch einem Endwert
angeglichen, der das heutige Spektrum bestimmt, ähnlich wie nach einer
Explosion ein schneller Druckausgleich erfolgt. Die Gleichmäßigkeit der
Strahlung könnte andererseits auch lediglich Folge der Tatsache sein, dass die
Konzentration der Adipole in unserem Teil des Universums gleichmäßig ist.
Prinzipiell kann die Urphase unendlich
ausgedehnt sein. Damit ist auch Raum für Multiversen,
die ebenfalls in diese Phase eingebettet sind. Ein Lichtsignal von dort ist
nicht möglich, wenn in den Zwischenräumen die lichtführenden Dipole fehlen.
Damit ist aber dann für jedes der Universen eine optische Grenze (Problem von
Olbers) gegeben.
In der aktuellen Physik beinhalten viele Differentialgleichungen die Zeit
als gleichmäßig fließend. Wenn aber Zeitintervalle selbst vom Alter des
Universums abhängen, so wird die Beschreibung von Vergangenheit und Zukunft des
Universums bedenklich. Es ist zwar anzunehmen, dass der Formalismus der
Theorien identisch, viele Naturkonstanten aber variabel sind. So bestimmt die
Konzentration der Dipole die Influenzkonstante, diese die Lichtgeschwindigkeit,
diese viele andere Konstanten. Jedoch sind die heutigen Theorien für die
Jetztzeit ohne diese Einschränkung gültig. Lediglich zeitliche Extrapolationen
in der gewohnten Form sind zweifelhaft.
Zusammen mit der gedehnten Zeit im frühen Universum, die "bei
weiterer Extrapolation den Weg in die Ewigkeit" weist, sollten damit Raum
und Zeit von unendlicher Dimension sein.
Sicher sind die letzten Bemerkungen ebenso wie das Gesamtmodell gewagt.
Doch hier sind der Vorstellung Grenzen gesetzt, denn ein endliches Universum
ist ebenso wie ein unendliches nicht vorstellbar. Es sei aber daran erinnert,
dass Mathematiker wie Hilbert und Russel die Cantor'sche
Behandlung unendlicher Mengen von Aleph0 bis Omega als die größte mathematische
Leistung des 19.Jahrhunderts bewunderten, obwohl diese Lehre zwar die
Unendlichkeit behandelbar machte, aber keineswegs zu deren Anschaulichkeit
beitrug.
Was aber bleibt als Beweis für den zentralen Urknall, wenn die
Hubble - Flucht die Summation über viele Einzelblasen, die Hintergrundstrahlung
die Eigenschwingung der Adipole ist?
Letzte Korrektur:8-8-2011
(1) Das junge Universum / SuW-Special 1/2003
Kosmologie S.44 M.Bart
(2)Paus Davies: in JIM AL-KHALILI Quantum, Moderne Physik zum Staunen
Spektrum Akademischer Verlag ISBN3-8274-1574-8 Seite 210
(3)Penrose, R., Computerdenken, Spektrum d.W. 1991
(4) Spektrum d.W. Dossier,3/2005 Amy J. Barger S.78
(5) Spektrum d.W. Dossier,3/2005 Hassinger G. u. Gilli R. /Alles Licht
der Welt S.38 ff.
(6) (http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch#Entropie_und_Temperatur)
NEXT: Beugung von Elektronen am
Doppelspalt
bernhard(dot)reddemann(at)gmail(dot)com