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Drei Figurinen eines Objektes
 Lambda

Expansion oder Kontraktion oder weder noch?
Partikelresonanz
Kurz zur Geschichte:
Einstein ging ursprünglich von einem stationären Kosmos aus und führte aus mathematisch-ästhetischen Gründen in seine Gleichung die Konstante Lambda ein. Später distanzierte er sich davon, er bezeichnete dies einmal sogar als eine seiner ´größten Eseleien.´ 
A. Friedmann bewies mathematisch, dass die Gleichungen der ART einen statischen Kosmos nicht zuließen. Die Mehrheit der Physiker akzeptierte die nun zwangsläufig dynamische Entwicklung unseres Universums: Entweder die Welt wird ewig expandieren oder der aktuelle Expansionsprozess kippt eines Tages und es kommt zu einer sich beschleunigenden Kontraktion bis in eine Singularität.

Heutige kosmologischen Modelle enthalten Lambda. Der Wert von Lambda ist aber nach wie vor Gegenstand von Diskussionen. Die Astronomen fanden z.B. vor vielen Jahren schon riesige leere Räume (VOIDS), in denen Lambda größer 0 zu sein schien. Und im Inneren der Galaxien fanden sie  Regionen, in denen die Bahnkurven von Objekten auf eine starke gravitative Anziehung hinwies, aber eine diese erzeugende Masse war nicht erkennbar. Dort müsste dann Lambda deutlich kleiner 0 sein. Und im Großen schien trotz der expandierenden Blasen und der enormen Gravitation in den Masseansammlungen die Krümmung des Raumes im Universum 0 (Lambda=0)  zu sein. Der Raum scheint - im Großen und Ganzen - eben, flach. Attraktion und Repulsion halten sich irgendwie die Waage.

 
Beobachtungsergebnisse zwangen zu einer Entscheidung:

1. Entweder der Wert von Lambda ist regional unterschiedlich, was physikalisch sehr rätselhaft erschien, oder

2.  es gibt unbekannte Energieformen, die je nach Region repulsiv oder attraktiv auf ihre Umgebung wirken, oder

3. die ART ist falsch.

Heute ist die Existenz der beiden Dunklen Energien die dominierende Meinung. Die im Raum versteckte DE und  DM erlaubt die ART und  Lambda als
für das Geschehen in großen Entfernungen zuständige Konstante zu behalten.
Natürlich stehen etliche Physiker den rätselhaften Energieformen skeptisch gegenüber. Sie suchen nach Möglichkeiten die Beobachtungen auch ohne DM und DE zu erklären.
Die modifizierte Newtonsche Dynamik MOND kann sogar einige Beobachtungen scheinbar besser erklären als die ART mit DM und DE - aber sie scheitert an anderen Beobachtungen.

Regional unterschiedliche Werte von Lambda bedeuten, dass Lambda eine Funktion f(Irgendwas?
Raumeigenschaften?) ist, wobei der physikalische Hintergrund für dieses ´Irgendwas´ genauso unerklärt ist, wie die DM und DE.

Andererseits wäre eine Funktion von Lambda  f(Raumeigenschaften) verlockend. Wenn sie für Gegenden im Inneren von Voids einen Wert größer 0 liefern würde und in der Nähe großer Massenansammlungen einen Wert kleiner 0 anbietet, könnte man auf die Dunkle Energie verzichten und im weiteren sogar auf noch mehr, wie z.B. den Urknall. Das wäre schon  verlockend! 
Die Alternative zum Urknall wäre ein ewig sich veränderndes Universum, ein wirklich unendliches, unbegrenztes und seit ewigen und für alle Zeiten existierendes Universum. Weitere Gedanken dazu findet man hier.

Welche irgendwie physikalisch erfassbare Eigenschaft des Raumes könnte dieser Funktion zu Grunde liegen? Vielleicht die Raumgeometrie der ART? Der Metrische Tensor zusammen mit dem Energie-Impuls-Tensor bestimmen den Vektor zu benachbarten Orten im Raum. Diese Geometrie  bestimmt die Bahn eines dort befindlichen Objektes, dass mit seiner Anwesenheit wiederum zurück auf die Geometrie wirkt.
Es ist zwar ´attraktiv´ die ungeliebten Dark Matter- und Dark Energy- Erfindungen verschwinden zu lassen, aber es muss doch eine irgendwie plausible ´Physik´ dahinter stehen, wenn wir an Stelle der Konstanten Lambda zum Beispiel eine Funktion  f(GP + dGP +K?) einsetzen? GP steht hier für Gravitationspotential, dGP für Veränderung des Gravitationspotentials und K für Konstante. Ganz abgesehen von den mathematischen Problemen bei der Lösung einer solchen Gleichung muss natürlich die ´alte´ ART als Sonderfall erhalten bleiben so, wie Newton auch in der ART als Sonderfall ´drin´ steckt. Die Funktion sollte also Werte um diesen Sonderfall ´0´herum  liefern und das ´riecht´nach einem Gleichgewichtsprozess.

Das Modell, mit welchem ich den physikalischen Hintergrund einer solchen Funktion veranschaulichen möchte, findet man
hier.                      


Was ist darin eigentlich ein Gravitationspotential?

Bei Einstein ist es ein Parameter in der 4D-Geometrie des Raumes. Vereinfacht kann man z.B. sagen, dass dieser Parameter in einem Raumpunkt P1 der nahe schwerer Massen liegt kleiner ist, als der Parameter eines Raumpunktes P2, der fern von schweren Massen liegt.
Der Unterschied der Werte der beiden Punkte wirkt auf die Bahn eines zwischen ihnen befindlichen schweren Objektes. In unendlicher Entfernung zu schweren Massen ist das Potential definitionsgemäß >=0

Wir haben hier ein Modell des energiehaltigen Vakuums eingeführt. An jedem Punkt des Raumes herrscht ein allseitiger Strom von ITO-Objekten. Auf ein ausgedehntes Objekt darin würden diese ITO-Ströme einen ´Druck´ erzeugen. Der Druck selbst ist das Potential, der Druckunterschied zwischen benachbarten Punkten zeigt den Gradienten des Potentials zu diesem Ort an. Das ähnelt Einsteins Formulierung der ART - eine Lösung seiner Gleichungen liefert ebenso einen Druck.
Ob wir uns nun in dem jeweiligen Raumausschnitt ein dynamisch erzeugtes Feld als Ergebnis der WW zwischen schweren Teilchen und der Impulsen des Hintergrundes ´vorstellen´ und den Gradienten daraus zum Rechnen benutzen oder ob wir, wie Einstein, diese Gradienten aus einer 4D-Geometrie ableiten, die wiederum das Ergebnis der Überlagerung von Metrischem Tensor und Energie-ImpulsTensor an diesem Ort ist, ändert nichts am qualitativen Ergebnis.
Die lokale Auflösung dieser Tensorfelder führt rechnerisch zu einem ´Druck´. Für diesen Druck hat man aber bei Einstein keine physikalische Entsprechung. Der Raum der ART ist reine Geometrie, die von  darin eingebetteten Massen deformiert ist.

Wegen der Gleichgewichtsbedingung kann ´unsere´ Materie a priori nicht erkennen, ob sie sich in einer Region mit hohem Vakuumdruck oder mit niedrigerem Vakuumdruck befindet. Die aus dem Hintergrund kommenden Impulse (in der SME denkt man hierzu an  sterile Neutrinos) und deren WW mit der schweren Materie lassen schließlich erst das entstehen, was wir Gravitation nennen.
Diese Wechselwirkung führt zur wahrgenommenen ´Anziehung´ zwischen den Galaxien, Sternen und Planeten, die aber ´von Außen´gesehen eine wechselseitige Abschirmung vor dem Welthintergrund ist, wobei dieser Hintergrund mit den Fernen Massen identisch zu sein scheint. Ernst Mach wäre das wohl recht. Karl Popper dagegen gefiele der virtuelle, prinzipiell für uns unerkennbare Rauminhalt natürlich weniger.

Gravitation naiv


Die Friedmanngleichung mit Lambda

Friedmanngleichung

(aus https://physik.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Friedmann-Gleichung) - hier kann man gut nachlesen!

Sofern f(GP+dGP+K) =0 ist, wird die Entwicklung des Kosmos von anderen Termen bestimmt.

Wird (GP+dGP+K) >0 , dann bedeutet das überlagerte Expansion, dass Universum bläht sich auf.

Wird (GP+dGP+K) <0, dann bedeutet das Implosion – das Universum fällt zusammen.

Ich nenne im Diagramm die Veränderung des Potentials zwischen benachbarten Punkten des Tensorfeldes dT (Gradient).

An Stelle von Lambda wird nun die Funktion f(Lambda) oder f(GP+dGP+K), gesetzt.

Wir erinnern: Die mit modernen Mitteln beobachtete Repulsion in den VOIDS zwang die Physik die DE (Dark Energy) zu erfinden.

Etwas früher schon beobachtete man extreme Bahnkurven an Objekten in der Nähe großer Massenanhäufungen. Diese  zwangen die Physik die DM (Dark Matter) zu erfinden.

Die beiden Energieformen DM und DE können wir nicht sehen. Wir wissen rein gar nichts über sie, außer ihrer Wirkung auf die Umgebung.

Mit der f(Lambda)-Funktion wie im Diagramm rechts, käme man der Möglichkeit auf die Kategorien DM und DE zu verzichten zumindest näher.

Das Diagramm suggeriert aber meines Erachtens noch etwas anderes: Sie zeigt einen Bereich von dT (den gelben Gürtel), in dem die Funktion gültig ist und zwei Bereiche außerhalb des Gürtels, in dem dT nicht mehr gültig sein muss.
Wir bezeichnen nun einfach den gelben Gürtel als den Wohlfühlbereich der Materie. Außerhalb des Gürtels liegen Bereiche, in denen es die uns bekannte Materie, die ´stabilen Energieinseln´ - vielleicht nicht mehr so gibt, wie wir sie kennen.


Wohlfühlbedingungen - und ihren Grenzen

In unserem Modell ist das Vakuum von Impuls tragenden Objekten durchströmt. Die Materie ´existiert´, indem sie eine Resonanzfigur zwischen den Objekten des Impulsraums (sterile Neutrinos der SME?) und der eigenen, lokalen ´Anomalie´ bildet. Sie existiert indem sie schwingt. (Siehe auch Leseprobe 1)

Wir nahmen weiterhin an, dass es Umgebungsbedingungen (dT) gibt, in denen diese Materieresonanzen stabil sind, in denen sie sich ´wohl fühlen´. Am Rande dieser ´Wohlfühlbedingungen´ wird es unserer Materie dann ´unwohl´ . Sie könnte zum Beispiel  instabil werden und sogar zerfallen.

Das Diagramm zeigt zwei Grenzen an denen diese Wohlfühlbedingungen enden: 

                   Expandierende VOIDS

Sollte dT gegen 0 gehen, dann ist der Raum zwar sehr ´glatt´- aber f(Lambda) wird offenbar groß.
Was heißt das?
Oben haben wir gesehen: Wenn Lambda größer 0 ist, dann wird der Raum der ART expandieren. In unserem Modell muss aber die Expansion einer Region auf eine verstärkte innere Repulsion zurück gehen. Diese kann wiederum nur auf im Inneren neu entstandenen Impuls beruhen.
Bei uns ist Gravitation schließlich keine mono- oder unipolare Eigenschaft, sondern bei uns ist Gravitation nur eine Seite einer Einheit zwischen Repulsion und Attraktion - ist bipolar.
Woher sollte dieser neue Impuls, diese zusätzlich im Raum entstehende Repulsion kommen, wenn nicht vom Zerfall der wegen ´schlechter Umweltbedingungen´ instabil gewordenen und nun in ITO zerfallender Materie (Fermionen und Barionen).

Die These ist also: In den Voids zerfällt Materie in Impuls (oder in Vakuumenergie - wie  man möchte). Für die beobachtete Expansion der VOIDS ist dann keine DE mehr nötig.


                 Gravitierende Zentren

Sollte dT dagegen groß werden, dann ist der Raum sehr ´verbogen´ -  aber f(Lambda) wird stark negativ. Oben haben wir gesehen: Wenn Lambda kleiner 0 ist, dann wird der Raum der ART kontrahieren. In unserem Modell würde eine Kontraktion des Raumes auf eine verminderte interne Repulsion zurück gehen. Der Grund dafür kann die dort vorhandene schweren Materie sein. Wenn es diese aber dort nicht gibt, dann muss der ´verschwundene Impuls´ in irgend eine andere Energieform transformiert worden sein. Könnte es sein, dass dieser verschwundene Impuls, dieser Verlust an Vakuumenergie, von frisch kondensierter neuer Materie akkumuliert wurde??
Die These wäre: In den großen Massezentren oder in der Nähe Schwarzer Löcher (der Singularitäten), den Gegenden mit großem dT ->  entsteht Materie. Sie entsteht aus Impuls (oder aus Vakuumenergie - wie  man möchte), indem sie einen Teil diese Energie in sich bindet und damit die von der Lokalität ausgehenden Impulsbilanz schwächt. Für die beobachtete Gravitation in den Massezentren ist dann keine DM mehr nötig.
In diesen Regionen führt die Genese von Materie (e=mc²) aus der Energie des Tensorfeldes zu starker Gravitation und damit zu den beobachteten extremen Bahnkurven.



Quellen sind Nichtgleichgewichtsprozesse - Senken sind Nichtgleichgewichtsprozesse
  beide zusammen ergeben ein schwingendes Raum-Gleichgewicht

Wie in Einsteins ART formt die Materie die Geometrie des Raumes und dieser wiederum sagt der Materie, welche Bahnen sie nehmen muss. Der Unterschied in diesem Modell besteht zum Wesentlichen in der Annahme, dass der Gravitation ein dynamischer WW-Prozess zu Grunde liegt und Gravitation nur die eine Seite eines bipolaren Wechselwirkungsprozesses ist.

Das wiederum lässt an einen Kreislauf der Impulse  denken, einem wahrlich universalen Schwingungsprozess um ein Gleichgewichtszentrum ( Lambda=1). Im Rahmen der Wohlfühlbedingungen ist Materie stabil, an den beiden Ufern des Bedingungsspektrums finden wir die entgegengesetzt verlaufenden Prozesse: Zerfall und Genese.

Obwohl räumlich
voneinander weit entfernt bedingen beide Prozesse einander und schwingen miteinander. Ein Bild aus unsere Alltagserfahrung wären vielleicht die blasenartigen Konvektionsströme an der Oberfläche eines gefüllten Kochtopfes. 
Nun ist der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik, der Entropiesatz, nur in abgeschlossenen Systemen gültig. Bei dem hier beschriebenen Universumsmodell wird es schwierig ein wirklich abgeschlossenes System zu finden. Was bleibt dann vom 2. Hauptsatz übrig, wenn es prinzipiell kein abgeschlossenes System im Universum geben kann?
Er bliebe nur für das gesamte Universum gültig. Alles Geschehen innerhalb des Universums unterläge diesem Hauptsatz dann nicht mehr. Die Wahrscheinlichkeit einer Entropiezunahme könnte gleich der einer Entropieabnahme sein...  Dazu mehr hier.      



 zum Thema Schönheit mathematischer Gleichungen

sie ist ein wünschenswertes, aber kein zwingendes Kriterium. An Stelle von Lambda ein  f(Lambda) oder F(GP+dGP+K) zu setzen, um Gravitation und Repulsion auf eine beiden gemeinsame Grundlage zurück zu führen, könnte Rechtfertigung genug für die komplexer gewordene Gleichung sein. Ob man dann aus dieser heraus nicht nur die ART ´bekommt´, sondern sie auch mit QM und QED zusammen führen kann, bleibt zu klären.
Ansonsten sind uns Gleichgewichtsprozesse und Symmetrien in unserer Umwelt bestens bekannt. Wir finden diese Prinzipien praktisch überall - ausgenommen die Linkshändigkeit, vielleicht. Schön wäre, wenn die drei der insgesamt von uns kategorisierten Vier WW sich aus einem allgemeineren Modell heraus abbilden lassen würden.

Es gibt noch genug Fragen...


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