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Teil 1

Fragestellungen an die herkömmlichen Theorien

Nachfolgend eine kleine Liste von Merkwürdigkeiten, welche bei mir manchmal leichte Zweifel an der Richtigkeit der gängigen physikalischen Theorien aufkommen lassen:

 1.    Laut Einsteins Relativitätstheorie sind alle physikalischen Vorgänge relativ zum Bezugssystem zu betrachten. Na ja, fast alle Vorgänge. Die einzige Ausnahme bildet die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Warum in alles auf der Welt sollte ausgerechnet die Lichtgeschwindigkeit konstant sein?

 2.1.  Vor Einstein hat man durch viele unterschiedliche Messmethoden herausgefunden, dass die Vakuumlichtgeschwindigkeit (nachfolgend vereinfacht Lichtgeschwindigkeit genannt) konstant ist. Hierbei spielte die Lage im Raum keine Rolle. Als Ergebnis dessen wurde von Einstein die Lichtgeschwindigkeit als konstant postuliert und die Relativitätstheorie darauf begründet. Dies bildet seitdem die Grundlage der theoretischen Physik.

 2.2.  Wie wurde nun diese Lichtgeschwindigkeit gemessen? Hierzu benötigt man eine Zeitmesseinrichtung und ein Längenmessgerät. Zur Zeitmessung kann man die von Einstein oft beschriebenen Lichtuhren nehmen. Diese sind folgendermaßen aufgebaut. Man nimmt eine Strecke AB und schickt einen Lichtstrahl zwischen dieser Strecke hin und her. Nun zählt man einfach, wie oft der Lichtstrahl die Strecke AB zurücklegt. Die Lichtgeschwindigkeit errechnet man, indem ein Lichtstrahl die Strecke CD durchläuft und man zählt, wie oft dabei der Lichtstrahl die Strecke AB passiert. Das hierbei zur Berechnung der Lichtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit im gleichen Bezugssystem, d.h. im gleichen Raum, hinzugezogen wurde und die daraus resultierende Geschwindigkeit zwangsläufig konstant sein muss, scheint nicht weiter zu stören. Nun kann man auch eine beliebig andere Zeitmesseinrichtung verwenden. Solange man nicht die Vorgänge aus unterschiedlichen Bezugssystemen heraus misst, solange wird die Lichtgeschwindigkeit konstant bleiben. Übrigens könnte man die selbe Messung auch mit Hilfe des Luftschalls ausführen. Hierzu baut man sich eine Schalluhr und misst die Länge der Messtrecke über die Laufzeit des Schalls. Anschließend wird ermittelt, wie lange der Schall auf dieser Messtrecke unterwegs ist. Man erhält immer eine konstante Schallgeschwindigkeit. Es ist lediglich darauf zu achten, dass sich während des Aufbaus der Messvorrichtung und der Messung nicht die atmosphärischen Bedingungen ändern. Die Randbedingungen für die Lichtgeschwindigkeitsmessungen ändern sich ja auch nicht während der Messung.

 2.3.  Am Ende des 19. Jahrhunderts ging man von einer Konstanz des Raumes aus. Wie sollte man auch anders verfahren, da ja Einstein seine Theorien noch nicht geschrieben hatte. Nun wurde aber von Einstein nachgewiesen, dass sich der Raum krümmen und verformen kann. Somit kann er sich zwangsläufig auch dehnen und stauchen. Die Lichtgeschwindigkeit wurde unter diesem Aspekte jedoch nicht mehr in Frage gestellt. Ohne Berücksichtigung der Variabilität des Raums wurde die Definition des Meters aufgestellt. So heißt es: "Das Meter ist die Länge der Strecke, die Licht im Vakuum während der Dauer von (1/299 792 458) Sekunden durchläuft." Somit ist die Entfernung über die Laufgeschwindigkeit des Lichtes definiert. Will man nun die Lichtgeschwindigkeit messen, so misst man vorher die Entfernung über eben diese Lichtgeschwindigkeit. Eine Über- oder Unterlichtgeschwindigkeit ist somit per Definition ausgeschlossen.

 2.4.  Wie das folgende Gedankenexperiment zeigt, gibt es jedoch bei der Postulierung einer konstanten Lichtgeschwindigkeit erhebliche Probleme:

Bei einem Experiment mit 2 Atomuhren am Kölner Dom wurde bestätigt, dass an der Spitze des Turms die Zeit schneller als an seinem Fußpunkt vergeht. Was ja durchaus von der Theorie vorhergesagt wurde.

Was geschieht nun bei einer Messung der Lichtgeschwindigkeit am Fuß und an der Spitze des Bauwerks mittels Atomuhr? Hierzu wird (gedanklich) eine Strecke von 100m markiert, ein Lichtstrahl ausgesandt und die Laufzeit mittels Atomuhr gemessen. Das Licht braucht für 100m exakt 1Sekunde (die Zahlenwerte dienen nur zur Veranschaulichung und sind nicht realistisch). Anschließend führt man die gleiche Prozedur am Boden aus. Das Licht braucht für 100m exakt 1Sekunde.

Da ja bekanntlich ein Messergebnis kein Messergebnis ist, führt man dieses Experiment mehrmals aus. Um nicht immer die schwere Atomuhr das Bauwerk hoch und runter zu tragen, kann man an Stelle der Atomuhr auch eine andere, sehr präzise Uhr benutzen. Zum Beispiel einen Pulsar. Pulsare sind mit einer festen Hauptfrequenz pulsierende Himmelsobjekte. Ihre Laufzeit weicht über Jahre nur einen Bruchteil einer Millisekunde von der Atomzeit ab. Nun zählt man bei dem Experiment statt der Sekunden die Anzahl der Pulse des Pulsars. Hierbei kommt nun erstaunliches zu Tage. An der Spitze des Doms benötigt das Licht für die 100m 4 Pulse wogegen am Fuß 5 Pulse gezählt werden.

Dies ist ja nach der Relativitätstheorie auch ein zwingendes Ergebnis. Da die Zeit am Boden langsamer vergeht als an der Spitze des Bauwerks, zählt man standortabhängig unterschiedlich viele Pulse pro Atomsekunde. Doch wie ist dies mit einer konstanten Lichtgeschwindigkeit vereinbar? Diese sollte doch unabhängig von der verwendeten Uhr konstant sein!

Nun gibt es 2 große Fragestellungen zu diesem Thema:

1.  Man befindet sich immer im gleichen System zur Atomuhr und hat immer die gleiche relativistische Zeit. Wenn die Lichtgeschwindigkeit wirklich konstant ist, so kann man mit diesem einfachen Versuchsaufbau die Taktfrequenz eines Pulsars beeinflussen? Dies auch noch in Echtzeit. So schnell wie man im Aufzug seine Messgeräte transportieren kann, so schnell ändert sich die Taktfrequenz des Sterns.

2.  Dies geht natürlich nicht. Der Pulsar hat die gleiche Frequenz unabhängig vom Standpunkt. Dies hat zur Folge, dass der Pulsar durchaus zur Zeitmessung benutzt werden kann. Da dies nach bisherigen Modellen auch mit der Atomuhr möglich ist, erhält man (mindestens) 2 verschiedene Zeiten im selben System. Standortabhängig laufen die Uhren ja, wie bei dieser Lichtmessung gezeigt, unterschiedlich schnell. Welche Uhr geht nun richtiger und mit welcher soll man die Lichtgeschwindigkeit messen?

3.  Die Gravitationskraft wird durch die Verformung des Raums hervorgerufen. Wie schafft es die Materie, den Raum zu verformen? Wo ist die Gemeinsamkeit von Raum und Materie? Wenn Raum "Nichts" ist, warum kann Materie dieses "Nichts" verformen? "Nichts" sollte man doch eigentlich nicht verformen können.

4.  Nun wird angeführt, dass es vor dem Urknall keinen Raum gab. Es haben sich laut dieser Theorie jedoch vor dem Urknall bereits einzelne Energiepunkte herausgebildet. Wie nennt man dann das Gebiet zwischen diesen einzelnen Energiepunkten? Diese Energiepunkte besaßen bereits eine Masse und zwangsläufig auch eine Gravitation. Wenn es noch keinen Raum vor dem Urknall gab, wie soll da die Gravitation funktioniert haben? Laut Einstein ist Gravitation eine Krümmung des Raumes. Entsteht Raum erst mit der Entstehung dieser partiellen Energiepunkte und breitet er sich dann schlagartig im ganzen Weltall aus? Wenn es ohne Urknall keinen Raum gibt, was ist dort, wo unser Universum noch nicht vorgedrungen ist? Wie nennt man dieses Gebiet? Wohin laufen die Lichtstrahlen, die unser Universum verlassen, wenn es doch dort gar keinen Raum gibt, wo sie hinlaufen können? Wahrscheinlicher ist doch, dass es Raum schon immer gab und immer geben wird.

 5.    Bei der derzeitigen Urknalltheorie wird davon ausgegangen, dass sich im Urraum einzelne Energiepunkte ausgebildet hatten. Hierbei hatten sich immer soviel Materiepunkte gebildet, wie sich auch Antimateriepunkte bildeten. D.h., die Energiebilanz war immer ausgeglichen. Aus irgendeinem geheimnisvollen Grund gab es plötzlich ein Ungleichgewicht und es hat sich mehr Materie als Antimaterie herauskristallisiert und es kam zum Urknall. Das hierbei die Energiebilanz mit Füßen getreten wird, stört nur wenige. Das Problem wird von der etablierten Wissenschaft einfach ausgeklammert und ignoriert.

 6.    Schwarze Löcher ziehen Materie an. Je größer sie werden, umso größer wird ihr Einflussbereich. Nach den bisherigen Theorien wird dieser Vorgang nicht unterbrochen oder umgekehrt. Dies bedeutet, dass riesige Mengen an Materie, sprich Energie, für immer aus dem System verschwindet. Was passiert mit dieser Materie? Löst sie sich wieder in nichts auf? Sie ist ja schließlich auch aus dem Nichts entstanden. Dies würde jedoch bedeuten, dass die Schwarzen Löcher an Einfluss verlieren, da sie sich ja selber auflösen. Aber wenigstens wäre die Gesamtenergiebilanz seit dem Urknall wiederhergestellt.

7.    Seit Einstein wissen wir, dass jegliche Masse den umgebenden Raum krümmt. Diese Tatsache kann auch sehr gut bei Sonnenfinsternissen bewiesen werden. Wieso lässt sich der Raum jedoch so etwas gefallen? Wo ist die zugehörige Gegenkraft? Wie sieht es mit der Energiebilanz aus, wenn plötzlich riesige Mengen an Strahlungsenergie beim passieren der Sterne ihre Richtungen ändern?  

8.    Im ersten Viertel des vorigen Jahrhunderts beobachtete Hubble, dass das Licht der Galaxien in Abhängigkeit von ihren Entfernungen in Richtung des Rotbereichs verschoben ist. Je weiter sie weg sind, um so rötlicher erscheinen sie uns. Dies erklärte man damit, dass die Photonen auf ihren Weg zu uns gedehnt werden und sich dadurch ihre Frequenz verlängert. Die Dehnung wiederum führte man auf eine allgemeine Raumdehnung zurück. Da man diesen Gedanken konsequent weiterverfolgte, kam man zu dem Schluss, dass sich sämtliche Materie des Universums irgendwann an einem einzigen Punkt getroffen haben muss. Die Idee des Urknalls war geboren.

  Nur gibt es da ein kleines Problem. Wie Planck und Einstein damals schon nachgewiesen hatten, wird die Energie des Lichtes in Energiepaketen abgestrahlt. Die Energie dieser Lichtpakete, also der Photonen, ist direkt von ihrer Frequenz abhängig. Ein blaues Photon hat also immer exakt die gleiche Energie. Da ein rotes Photon nur rund die halbe Frequenz eines blauen Photons aufweist, so hat ein rotes Photon auch nur die halbe Energie seines blauen Bruders. Wenn nun auf einem fernen Stern vor zig Mrd. Jahren ein blaues Photon ausgesandt wurde und wir es nun im Teleskop als rotes Photon detektiert, so hat es jetzt nur noch die Hälfte seiner ursprünglichen Energie. Wo ist diese Energie geblieben? Auch hier stimmt die Energiebilanz nicht. Wäre es zur Erklärung der Rotverschiebung nicht sinnvoller, an Stelle von einer Raumdehnung von einer Verdunstung oder Ermüdung der Photonen auszugehen? Man hätte zwar keinen Urknall mehr, aber die Materieentstehung kann man mittlerweile auch anders erklären. Auf die bei einer Verdunstungstheorie einhergehenden Probleme mit den Helligkeitskurven von Supernovaen des Typs Ia wird in einem späteren Abschnitt noch eingegangen.

9.    An Hand der experimentell bestätigten Vakuumteilchen wird gezeigt, dass im leeren Raum ganz spontan und gänzlich ohne Urknall Materie entstehen kann. Welches Weltbild hätten wir heute, wenn erst die Vakuumteilchen und danach die Rotverschiebung des Universums entdeckt worden wäre? Wahrscheinlich würden nur Außenseiter an eine Urknalltheorie glauben. Wenn Materie im Vakuum entstehen kann, warum sollte man da auf so unwahrscheinliche Singularität, wie es der Urknall nun mal ist, zurückgreifen? Und, wenn der Urknall doch nicht so unwahrscheinlich sein sollte, warum gab es bisher nur einen Urknall? Es könnte doch theoretisch jederzeit und an jedem Ort, also auch mitten auf meinem Schreibtisch, zu einem Urknall kommen.

10.   Eine Konsequenz der Urknalltheorie ist es, dass sich das Universum scheinbar immer schneller ausdehnt. Wenn man nun von einem einzigen Urknallereignis ausgeht, so wurde die Materie nur anfänglich beschleunigt. Seitdem müsste die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Universums durch die Gravitation gebremst werden. Die Erwartung der Wissenschaftsgemeinde war daher auch, dass sich die Ausdehnung verlangsamt und eventuell wieder umkehrt. 1998 haben dann 2 Teams von Wissenschaftlern unabhängig voneinander ermittelt, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt. Diese Erkenntnis beruht auf der Auswertung von Fluchtbewegungen von Galaxien. Da eine zunehmende Expansion des Universums mit den bisherigen Modellen nicht möglich war, führte man eine neue Komponente in die Theorie ein, die Dunkle Energie. Diese soll angeblich sämtliche Materie seit dem Urknall auseinander drücken. Auch hier ist die Energiebilanz völlig unklar. Woher kommt diese Dunkle Energie, die ja scheinbar ständig neu gebildet wird und aus allen Punkten des Universums hervorquillt? Was ist ihr energetisches Gegenstück? Und wieso dehnt sie nur die Photonen, andere Elementarteilchen hingegen nicht?

   Dann gibt es noch eine weitere Schwierigkeit mit der Dunklen Energie. Diese soll ja die Materie des Universums auseinander drücken. Der Bereich, in dem Materie im Universum existiert, ist endlich. Im Gegenzug hierzu ist der äußere Bereich, also dort, wo der Urknall noch keine Materie verteilen konnte, unendlich. Wenn die Dunkle Energie also überall entsteht, so entsteht im äußeren Bereich mehr Dunkle Energie als in dem mit Materie angefüllten Bereich. Demzufolge müsste die Dunkle Energie doch die Materie des Universum zusammendrücken. Es wird aber eine Dehnung gemessen. Es ist nicht leicht, an den Urknall zu glauben. An dieser Theorie muss etwas grundlegend falsch sein.

 11.   Um all diese Unzulänglichkeiten aus dem Weg zu räumen, wird intensiv an einer sogenannten Weltformel gearbeitet. Diese soll alle Energieformen in einer einzigen Theorie zusammenfassen. Als Favorit gilt derzeit die Stringtheorie. Um die Natur im aller ersten Ansatz näherungsweise zu beschreiben, wurde im Rahmen dieser Theorie ein mathematisches System mit 23 Dimensionen zusammengebastelt. Da sich das niemand vorstellen kann, kommt die Erklärung, dass dies nur Genies mit jahrelanger wissenschaftlicher Ausbildung und Tätigkeit begreifen können. Hierbei wird jedoch vergessen, dass am Anfang immer das Einfache steht. Die Natur geht immer vom Niederen zum Höheren. Das heißt, am Anfang standen nicht die Wissenschaftler sondern die Algen und Bakterien. Wenn die allereinfachste Beschreibung unserer Welt schon mindestens 23 Dimensionen hat, wie viel Dimensionen sind dann erforderlich, um das große Ganze zu beschreiben? Unseren Sinnen sind im Gegensatz hierzu jedoch nur die 3 Raumdimensionen und eine Zeitdimension zugänglich. Wenn man es schaffen würde, die Welt nur mit diesen 4 Dimensionen zu beschreiben, müsste man doch eigentlich dieser Beschreibung den Vorrang vor der Stringtheorie geben.

Aus meiner Sicht ist die ganzheitliche Lösung aller oben beschriebenen Probleme im Rahmen einer einzigen Theorien bisher nicht möglich. Es gibt zwar auf verschiedenen Gebieten bemerkenswerte Erfolge, jedoch konnten die oben aufgeführten Punkte nicht zufriedenstellend integriert bzw. in eine einheitliche Theorie zusammengefasst werden.

 In der nachfolgenden Abhandlung wird die ganzheitliche Lösung aller aufgeführten Problemfälle versucht. Hierbei war die Integration von fundierten Erkenntnissen der bisherigen Theorien oberster Grundsatz. D.h., die Ergebnisse dieser Theorien müssen mit den Ergebnissen der nachfolgenden Abhandlung weitestgehend übereinstimmen. Jedoch ist der von mir beschriebene Weg zu diesen Ergebnissen teilweise sehr unterschiedlich zu den mir bisher bekannten Theorien.  

Es sei noch bemerkt, dass ich zwar eine teilweise naturwissenschaftliche Ausbildung absolviert habe, jedoch nicht in der Forschung tätig bin. Von daher ist die Ausarbeitung auch nur als Lösungsansatz und nicht als abgeschlossene Theorie zu betrachten.

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