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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.