Auch Physik ist ´nur´Modell
Expansion oder Kontraktion oder weder noch?
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.
Trotz der Blasen und der lokalen Masseansammlungen scheint - im Großen und Ganzen - der Raum des Universums ´"flach" zu sein: Attraktion und Repulsion halten sich annähernd die Waage.
Beobachtungsergebnisse zwangen zu einer Entscheidung:
2. es gibt unbekannte Energieformen, die je nach Region repulsiv oder attraktiv auf ihre Umgebung wirken, oder
3. die ART ist falsch.
Natürlich stehen viele 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 besser erklären als die ART mit DM und DE, aber sie hat Probleme bei anderen Prognosen.
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 selbst.
Andererseits wäre eine Funktion von Lambda f(Raumeigenschaften) verlockend. Wenn diese Funktion für Gegenden im Inneren von Voids einen größeren Wert liefern würde und in der Nähe großer Massenansammlungen einen kleineren Wert ergeben würde, dann könnte man auf die Dunklen Energie verzichten und im weiteren sogar auf noch mehr, wie z.B. den Urknall.
Verlockend?
Die Alternative zum Urknall wäre ein ewig sich veränderndes Universum, ein wirklich unendliches, unbegrenztes und seit ewigen und für alle Zeiten existierendes Universum. Das aber ist ein Thema für sich (link oben).
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 sollte schon eine 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 den heute beobachteten Mittelwert liefern und das ´riecht´ nach einem Schwingungsprozess um ein Gleichgewicht.
Das Modell, mit welchem ich den physikalischen Hintergrund einer solchen Funktion veranschaulichen möchte, findet man hier.
Was ist 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/Wirks. Auf schwere Materie würden diese ITO-Ströme einen ´Druck´ erzeugen. Der Druck selbst ist das Potential, der Druckunterschied zwischen benachbarten Punkten zeigt den Gradienten des Potentials an diesem Ort an. Das ähnelt Einsteins Formulierung der ART, denn dessen lokale Auflösung dieser Tensorfelder führt rechnerisch zu einem ´Druck´. Für diesen Druck gibt es bei Einstein keine physikalische Entsprechung, denn der Raum der ART ist reine Geometrie, die von darin eingebetteten Massen deformiert wird.
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 Hintergrund-Impulse (in der SME denkt man hierzu an sterile Neutrinos)
lassen infolge ihrer WW mit schwerer Materie 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.
Die Friedmanngleichung mit Lambda
(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: Es 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 die uns
bekannte Materie, die ´stabilen Energieinseln´ - vielleicht nicht mehr so stabil sind.
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
Im Großen Maßstab scheint Lambda =1 zu sein.
Das wiederum lässt an einen Kreislauf der Impulse denken, einem wahrlich universalen Schwingungsprozess um ein Gleichgewichtszentrum. Im Rahmen der Wohlfühlbedingungen ist schwere 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 beeinflussen sich gegenseitig. Ein Bild aus unsere Alltagserfahrung wären vielleicht die blasenartigen Konvektionsströme an der Oberfläche eines mit Suppe gefüllten Kochtopfes.
Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik, der Entropiesatz, beschränkt sich auf jeweils abgeschlossene Systeme. Innerhalb des hier beschriebenen Modell des Universums kann man aber kein wirklich abgeschlossenes System finden. Was bleibt dann vom 2. Hauptsatz übrig?
Er bliebe das gesamte Universum als ´abgeschlossen´zu betrachten. Kältetod oder Kollaps - aber wohin?
Wenn wir unser Universum als nicht abgeschlossen ansehen, dann unterläge das Geschehen darin dem 2. Hauptsatz nicht mehr. Die Wahrscheinlichkeit einer lokalen Entropiezunahme wäre dann gleich der einer lokalen Entropieabnahme. Dazu mehr hier.
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 ein WW-Prinzip zurück zu führen, wäre wohl Rechtfertigung
genug. Ob man dann aus dieser dann auch die ART ableiten kann, die QM
und die QED, das bliebe zu klären.
Gleichgewichtsprozesse und Symmetrien sind uns schließlich sehr geläufig. Wir finden diese
Prinzipien praktisch überall - ausgenommen die Linkshändigkeit,
vielleicht.
Seit mehr als 100 Jahren sucht die Physik nach einem Modell, in dem
sich die ART und die anderen drei Fundamentalkräfte aus einem
allgemeineren Modell heraus abbilden lassen.
Siehe auch hier.
Es gibt noch genug Fragen, zum Beispiel woher kommt die 2,7K Strahlung, die ein starkes Argument für den Urknall ist.