Dienstag, 21. August 2007
Die Expansion des Weltalls als Ursache der Zeit
dulo, 23:46h
Als ich 17 Jahre alt war, las ich das Buch „Die Evolution der Physik“ von Einstein und Infeld.
Ich hörte von der Relativitätstheorie und der Expansion des Weltalls. Schon damals vor fünfzig Jahren fragte ich mich, was die Expansion bedeutet. Wird der Raum wie ein dreidimensionales Gummituch gedehnt oder entsteht ständig neuer Raum. Wie kann neuer Raum entstehen, wo woher nichts war? Durch Dehnung oder Ausdehnung ist dabei zweitwichtig. Seit 50 Jahren denke ich darüber nach und verfolge die Entwicklung der Physik. Immer mehr gelangte ich zu der Erkenntnis, dass die Expansion das Primäre ist. Der Raum existiert nur als expandierender Raum. Raum ohne Expansion gibt es nicht. Die Zeit ist die unmittelbare Folge der Expansion. Die Zeit ist die Expansion. Am Radius des wachsenden Weltalls können wir die Zeit ablesen. 14 Milliarden Lichtjahre ist das Universum gegenwärtig groß und 14 Milliarden Jahre ist es alt. Die Expansion erfolgt mit Lichtgeschwindigkeit. Die Expansion erfolgt überall mit Lichtgeschwindigkeit, denn es gibt keinen Rand des Universums, wo erst dann die Expansion die Lichtgeschwindigkeit erreicht.
http://zeus.provinz.bz.it/blikk/galerie/view.php?id=459
Auf der Suche nach dem Äther fand Albert Einstein seine Relativitätstheorie. Bis dahin bildeten Raum und Zeit die Weltbühne, die absolut unabhängig vom gesamten Weltgeschehen existierte. Newton hatte ihren starren Rahmen definiert.
Es waren die Erfahrungswerte, die jeder einzelne von Raum und Zeit hatte und es gab keinen Grund, daran zu zweifeln. Der Raum war da und die Zeit verging. Vermutlich wäre es bei dieser Vorstellung geblieben, wenn nicht Maxwell die Struktur des Lichtes gefunden hätte. Aus seinen berühmten Gleichungen über den Elektromagnetismus schlussfolgerte er, dass es im leeren Raum elektromagnetische Wellen geben muss. Er konnte aus Materialkonstanten des elektrischen und des magnetischen Feldes auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser Wellen berechnen und kam auf einen Wert von 300 000 km/s. Aber das war doch die Geschwindigkeit des Lichtes, die Römer zuvor anhand der Bewegung der Jupitermonde bestimmt hatte. Licht ist eine elektromagnetische Welle, schoss es ihm durch den Kopf. Bald darauf wurden elektromagnetische Wellen durch Heinrich Hertz nachgewiesen.
Analog zu Wasserwellen und Schallwellen benötigt aber eine Welle ein Trägermedium zur Übertragung. Der Äther war erfunden, der Träger der elektromagnetischen Welle, der den gesamten Raum auszufüllen hatte. Eigenschaften des Äthers wurden postuliert. Eine Eigenschaft war die, dass die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne einen Ätherwind verursachen müsste. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes müsste in Bewegungsrichtung eine andere sein als entgegengesetzt zu ihr. Michelson führte entsprechende Versuche durch, aber so sehr er sich auch bemühte, die Geschwindigkeit des Lichtes blieb konstant und unabhängig von der Bewegung der Lichtquelle. Das widersprach allen Erfahrungen. Der Schaffner in einem fahrenden Zug ist bezogen auf den Bahnsteig schneller als der Zug, wenn er in Richtung Lokomotive läuft und in entgegengesetzter Richtung langsamer. Das ist doch eine Binsenwahrheit. Für den Lichtstrahl einer Taschenlampe sollte das nicht mehr gelten?
http://www.internetb.de/anzeige.php?mpb=10&kapb=0&hlp=0&mp=10&kap=13&schr=2
Alle Erklärungsversuche blieben erfolglos, bis der Gordische Knoten durch Albert Einstein und seine Spezielle Relativitätstheorie zerschlagen wurde. Die Zeit, die bis dahin unbeeinflusst von allen Dingen gleichmäßig dahinfloss, verlor ihren absoluten Charakter. Der Lauf der Zeit wurde abhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit, je schneller, umso langsamer läuft die Zeit. Warum war das bisher unbeobachtet geblieben? Der Grund lag in dem riesigen Wert der Lichtgeschwindigkeit, zu der unsere alltäglichen Geschwindigkeiten einschließlich der Geschwindigkeiten der Geschosse verschwindend gering sind.
http://www.internetb.de/anzeige.php?mpb=10&kapb=0&hlp=0&mp=10&kap=13&schr=2
Aus der Theorie von Einstein folgte nicht nur, dass bewegte Uhren langsamer laufen, sondern auch, dass sich die Masse vergrößert und dass sich in Bewegungsrichtung alle Maße verkürzen. Die Lichtgeschwindigkeit wurde als die Grenzgeschwindigkeit begriffen, die nicht überschritten werden kann und von Dingen mit Ruhemasse auch nur annähernd erreicht werden kann. Als Nebenprodukt kam die Äquivalenz von Masse und Energie heraus, die inzwischen schon volkstümliche Gleichung: E = m c². In jeder Masse steckt eine riesige Energie.
Als Einstein seine Theorie auf beschleunigte Systeme erweiterte, fand er in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie eine neue Gravitationstheorie. Hiernach verformen die Massen und die Energie des Universums das Raum-Zeit-Gefüge. Raum und Zeit werden gekrümmt. Die Krümmung des Raumes ist die Gravitationskraft. Nicht mehr die direkte Anziehung der Massen bestimmt deren Bewegung im Weltall, sondern die Massen folgen den Raumkrümmungen, die sie selbst verursachen.
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Eine Konsequenz aus seinen Gleichungen war, dass der Raum als Ganzes nicht stabil war. Das Weltall, das seit Urgedenken immer da und ohne Anfang und Ende der Zeit war, schien sich plötzlich auszudehnen oder zusammenzuziehen und zeitlich begrenzt zu sein. Das war selbst für Einstein zuviel und er korrigierte seine Gleichungen durch einen künstlichen Term, um die ewige Stabilität der Welt wieder zu erhalten. Als wenige Jahre später die Expansion des Weltalls durch die Flucht der Galaxien bewiesen wurde, sprach Einstein von der größten Eselei seines Lebens. Er hätte 12 Jahre zuvor die Expansion vorhersagen können.
Wie hätte die Relativitätstheorie ausgesehen, wenn die Expansion zuvor bekannt gewesen wäre? Heute wissen wir, dass sich dass Universum mit fast Lichtgeschwindigkeit ausdehnt, denn die entferntesten Galaxien bewegen sich mit Geschwindigkeiten von uns, die schon in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit sind. Das Weltall dehnt sich aus und wir stellen uns dabei die Flucht der Galaxien in die Weite des Weltalls vor. Aber der Raum selbst dehnt sich aus. Da entsteht ständig neuer Raum, wo vorher kein Raum war. Das Volumen des Weltalls nimmt zu. Das geht über jede Vorstellungskraft hinaus. Genauso wenig wie wir uns vorstellen können, dass die Zeit stehen bleibt, genau so wenig können wir uns vorstellen, dass neuer Raum entsteht, wo zuvor nichts war. Wir sind in Raum und Zeit hinein geboren und können uns weder eine zeitlose Zeit noch einen aus dem Nichts quellenden Raum vorstellen. Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant und unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit. Das bewiesen alle Experimente und das nahm Einstein als gegeben an und schuf darauf aufbauend seine Relativitätstheorie, die auch durch die neuesten Experimente in allen ihren Aussagen immer wieder bestätigt wird.
Wenn der Raum sich aber ausdehnt, wenn die Expansionsgeschwindigkeit des Raumes vergleichbar zur Lichtgeschwindigkeit wird oder diese Geschwindigkeit selbst hat, was ist dann die Geschwindigkeit des Lichtes bezogen auf den expandierenden Raum? Wenn die Expansion mit Lichtgeschwindigkeit erfolgt, steht dann das Licht bezogen auf diesen expandierenden Raum still? Wenn man annimmt, dass nicht die Lichtgeschwindigkeit konstant und unabhängig ist, sondern die Expansion des Raumes konstant und unabhängig ist, kommt man dann auch auf die Relativitätstheorie? Wenn wir einen Lichtstrahl aussenden, sehen wir dann gar nicht die Ausdehnung des Lichtstrahles im Raum, sondern die Ausdehnung des Weltalls, das den Lichtstrahl trägt? Ist der expandierende Raum der Träger der Lichtwelle, ist der expandierende Raum der Äther?
http://www.weltderphysik.de/de/4328.php
Die Geschwindigkeit des Lichtes ist in Bezug auf die Expansion des Weltalls Null. Licht hat die Ruhemasse Null und die Geschwindigkeit Null. Nicht das Licht bewegt sich, sondern der mit Lichtgeschwindigkeit expandierende Raum. Das Licht wird gleichsam vom expandierenden Raum getragen. Die Expansion ist das Primäre, die Lichtgeschwindigkeit eine Folge davon. Der Raum expandiert von jedem Punkt aus mit Lichtgeschwindigkeit. Das Weltall als Ganzes erweitert sich auch mit Lichtgeschwindigkeit. Die Expansion erfolgt synchron für alle Raumpunkte. Das Weltall ist isotrop und homogen. Das Weltall verhält sich wie ein starrer Körper. Wenn man einen Kreis mit einem Radius von einem Meter um sich zieht, dann hat der Kreis einen Umfang von 6,28 m. Wenn man um den ganzen Erdball in einem Meter Höhe ein Seil spannt, dann ist dieses auch nur 6,28 m länger als der Erdumfang. Dasgleiche gilt für das Weltall als Ganzes. Die Expansion um einen Meter um einen Punkt erzeugt denselben Umfang wie der Zuwachs des Umfanges des Weltalls, wenn dessen Radius um einen Meter anwächst. Ist der Raum vielleicht nur eindimensional und die zwei weiteren Dimensionen sind eine Illusion?
Wenn Licht durch die Expansion getragen wird, ist sofort einleuchtend, dass es eine Grenzgeschwindigkeit geben muss, die bekannte Lichtgeschwindigkeit. Das Licht kann den Raum nicht überholen, denn wo noch kein Raum ist, kann sich kein Licht ausbreiten. Im Modell kann man sich das an der Peripherie des Weltalls gut vorstellen. Der Raum wächst mit Lichtgeschwindigkeit und schafft Raum für die Ausbreitung des Lichtes, welches der Raumausdehnung, der Expansion synchron folgt. Das gilt nicht nur an der Peripherie des Weltalls, die es als gedachte Begrenzung so nicht gibt, sondern das gilt für jeden Punkt des Raumes. Der Raum selbst ist nicht stationär, er existiert nur als expandierender Raum. Ohne Expansion würde der Raum verschwinden. Einstein erklärte seine Relativitätstheorie mit der vereinfachten Darstellung: „ Früher dachte man, dass Raum und Zeit übrig bleiben, wenn man alle Dinge aus dem Weltall entfernen könnte. Heute wissen wir, dass dann auch Raum und Zeit verschwinden.“
Vielleicht ist es noch richtiger, dass Raum und Zeit und alle Dinge verschwinden, wenn wir die Expansion entfernen. Ein ruhender Raum existiert nicht. Der Raum selbst ist etwas sehr Dynamisches Die Zeit ist die Veränderung des Raumes. Der gestrige Raum existiert nicht mehr genauso wenig wie die gestrige Zeit existiert. Der Raum bildet sich ständig neu. Da wird nicht am Rande des Weltalls eine neue Schicht Raum aufgetragen, da entsteht nicht in jedem Punkt des Raumes neuer Raum zusätzlich zu dem alten, nein, da entsteht in jedem Punkt des Raumes nur neuer Raum. Der Raum fließt genau so wie die Zeit. Das alte Rätsel, warum der Raum scheinbar unverändert ruht und die Zeit nur vergehen kann, löst sich in der Raum-Zeit-Union auf, dass beide nur als dynamische Größen existieren.
Wie sind die Dinge mit Ruhemasse, also alles, was zusätzlich zu dem Licht im Weltall existiert, in dieses Bild einzufügen? Aus der Relativitätstheorie wissen wir, dass jede Masse unendlich groß wir, wenn wir diese auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Damit verstehen wir auch, warum Massen nicht auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden können, da dazu eine unendlich große Kraft erforderlich wäre. Wir wissen auch, dass die Zeit bei Erreichen der Lichtgeschwindigkeit stehen bleibt. Die Verlangsamung des Zeitflusses tritt auf, sobald ein Gegenstand bewegt wird. Eine Verlangsamung des Zeitflusses tritt aber auch infolge eines gravitativen Einflusses auf. Auf Meereshöhe ist der Zeitfluss langsamer als auf Bergeshöhe. Extrem verlangsamt ist der Zeitfluss auf der Oberfläche eines Neutronensterns und auf der Oberfläche eines schwarzen Loches bleibt die Zeit stehen. Ausbreiten mit Lichtgeschwindigkeit und extreme gavitative Kraft bewirken dasselbe, die Zeit bleibt stehen. Zwei absolut unterschiedliche Vorgänge mit der gleichen Wirkung.
Aus der Sicht der Expansion lässt sich eine Lösung mit einer einzigen Ursache finden. Was sind die Dinge mit Ruhemasse? Woher kommt die Ruhemasse? Ein Modell könnte so aussehen, dass Dinge mit Ruhemasse Raumbereiche mit verminderter Expansion sind. Der Raum, der überall mit Lichtgeschwindigkeit quillt, ist bei Teilchen mit Ruhemasse verlangsamt. Teilchen mit Ruhemasse sind eingefrorene Raumzeit, die Expansionsrate ist vermindert. Die Expansion des Raumes bleibt gegenüber Bereichen ohne Materie hinter der Expansion zurück. Der Raum ohne stoffliche Materie darin expandiert absolut gleichmäßig und erzeugt eine Euklidische Struktur. Der Raum wird quasi gewebt und das in allen drei Dimensionen. Das gedachte Gitternetzwerk zur Veranschaulichung der Raumstruktur ist absolut gleichmäßig. Die Geraden sind mathematische Geraden, die Abstände zwischen den Gittergeraden absolut homogen. Das homogene Netzwerk hat keine gravitative Auswirkungen. Bei Anwesenheit von Materie verändert sich dieses Bild. Auf Grund der verringerten Expansionsrate bleibt die Expansion in diesen Bereichen zurück. Das Webmuster wird verzerrt, zusammengezogen, so wie auf einem Webstuhl, wenn verkürzte Fäden auftreten. Der Stoff wirft sich auf. Der expandierende Raum wirft sich im Bereich von Materie genau so auf, der Raum krümmt sich. Das sind die Raumkrümmungen, die Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie gefunden und als Ursache der Gravitation erkannt hat. An einem schwarzen Loch sind die Verwerfungen extrem, die Expansion steht still und damit steht die Zeit still. Jede Materie verlangsamt die Expansion und damit den Lauf der Zeit. Am schwarzen Loch sind die Expansion und die Zeit Null. Die Expansion verringert sich aber auch, wenn sich ein Ding bewegt. Die relative Geschwindigkeit zwischen der allgemeinen Expansion des Raumes und der sich darin bewegenden Materie wird kleiner. Der Zeitfluss als Maß der Relativgeschwindigkeit verlangsamt sich. Bei Erreichen der Lichtgeschwindigkeit ist die Relativgeschwindigkeit Null, die Zeit bleibt stehen. Sowohl Bewegung als auch Gravitation bewirken eine Verlangsamung der Zeit, im Extremfall bis zum Stillstand. Die tiefere Ursache ist einheitlich und liegt darin begründet, dass sich die Expansions-geschwindigkeit des Raumes bezogen auf die Materie verkleinert.
Das Bild der gekrümmten Gitternetzstruktur zeigt sich auch bei der beschleunigten Bewegung einer Masse aus Sicht dieser Masse, denn durch die beschleunigte Bewegung erscheint das homogene Gitternetzwek gestaucht. Liegt darin die Ursache für die Gleichheit von träger und schwerer Masse? Träge und schwere Masse sind identisch, weil für beide dieselbe Ursache gilt. Einstein führte die Schwere auf die Raumkrümmung zurück. Für die Trägheit machte er gemäß dem Machschen Prinzip die fernen Massen des Weltalls verantwortlich. Im Weltall mit nur einem Objekt dürfte dieses Objekt keine Trägheit besitzen, aber es hat Trägheit bedingt durch die Stauchung der Gitterstruktur.
Aus der Atomistik wissen wir, dass das Stoffliche und die Energie körnig, gequantelt sind. Es gibt keine beliebig weite Unterteilung. Gilt das auch für Raum und Zeit? Planck bildete aus den drei Naturkonstanten – Gravitationskonstante, Wirkungsquantum, Lichtgeschwindigkeit – dimensionsbehaftete Größen, die seinen Namen tragen: Plancksche Länge, Plancksche Zeit, Plancksche Masse, Planksche Energie. Gibt es diese Plancksche Welt? Wir sind gewohnt, Entfernungen beliebig oft zu unterteilen. Es scheint keinen Grund zu geben, dass sich eine Länge nicht weiter teilen lässt. Die Auflösung eines Lichtmikroskopes hängt von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes ab. Das Elektronenstrahlmikroskop kann wesentlich kleinere Strukturen auflösen, da die Elektronenwellen wesentlich kürzer, dafür aber energieintensiver sind. Wenn wir bis zur Planckschen Länge bei 1,6 mal 10 hoch minus 33 Zentimeter vorstoßen, ist eine solch hohe Energie bzw. Masse zugeordnet, dass diese nur als schwarzes Loch existieren kann. Bei Erreichen einer Länge gleich der Planckschen Länge entsteht ein schwarzes Loch mit genau dieser Größe. Der fortwährende Teilungsvorgang einer Länge findet hier seine Grenze. Der Versuch, etwas kleiner als die Plancksche Länge machen zu wollen, scheitert daran, dass dieses Ding dann zum schwarzen Loch kollabiert und nicht mehr zu unserer Raum/Zeit-Welt gehört. Ein sehr plausibler Grund für die Existenz einer Grenzgröße.
Mit der Expansion des Raumes entsteht ständig neuer Raum. Der Zuwachs ist nicht kontinuierlich, sondern erfolgt in Schritten gemäß der Planckschen Länge. So wie eine Mauer aus Ziegelsteinen Schicht um Schicht entsteht, so erweitert sich der Raum geschichtet in allen drei Dimensionen. Mit der Vergrößerung des Raumes um eine Plancklänge ist genau die Plancksche Zeit von 0,54 mal zehn hoch minus 43 Sekunden vergangen oder besser ausgedrückt entstanden. Die Expansion um eine Plancklänge ist identisch mit der Planckzeit. Die Zeit entsteht durch die Expansion, die Zeit ist die Expansion. Wie viel Raum entsteht durch die Expansion in einer Sekunde? In einer Sekunde sind 1,85-mal zehn hoch 43 Planckzeiten enthalten. In einer Sekunde vergrößert sich der Raum also um 1,85-mal zehn hoch 43 Plancksche Längen. Das sind 1,85-mal zehn hoch 43 multipliziert mit 1,6 mal 10 hoch minus 33 Zentimeter, also rund 3-mal zehn hoch zehn Zentimeter oder 300-Tausend Kilometer. Das ist die Strecke, die das Licht in einer Sekunde zurücklegt. Der Raum expandiert mit Lichtgeschwindigkeit. Da der Raum homogen und isotrop ist, das heißt überall gleichartig, folgt daraus eine überall gleiche Expansionsrate nämlich mit Lichtgeschwindigkeit. Erfolgt die Expansion in jedem Raumpunkt synchron getaktet im Takt der Planckzeit? Gibt es den Zentraltakt des Weltalls? Es gibt keinen ausgezeichneten Punkt des Weltalls, keinen Mittelpunkt. Jeder Punkt ist Mittelpunkt. Aber die Bedingung, dass sich das Weltall in jedem Punkt und als Ganzes mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, erfordert einen synchronen Takt, den Takt des Universums in der Dauer der Planck-Zeit. Falls das Universum den größtmöglichen Quantencomputer darstellt, hätte dieser Computer seinen synchronen Takt.
Wenn wir wieder die Ausdehnung des Weltalls mit dem schichtweisen Wachsen einer Ziegelsteinmauer vergleichen (bei Beschränkung auf 2 Dimensionen), so würde diese Mauer so wachsen, dass synchron jede Schicht auf die nächste gehoben wird und diese neu bildet. Die letzte Schicht bildet bei ihrem Sprung den Zuwachs. Jeder kennt die Anzeigen, wo Bildflächen herunterklappen und die neue Bildfläche freigeben. So ähnlich kann man sich das Umklappen der Planckschen Raumeinheiten vorstellen. Für einen Zeitmoment steht die Anzeige still. Das ist das Quantum der Zeit, die Plancksche Zeit. Das Umklappen aller Planckschen Raumeinheiten erfolgt synchron.
Das gefundene Modell erscheint zunächst genauso unwirklich wie die ersten Vorstellungen, dass die Erde eine Kugel ist und sich um die Sonne bewegt. Auch diese Vorstellungen widersprachen allen natürlichen Anschauungen. Und doch beschrieben sie die Wirklichkeit viel besser. Die nach der Allgemeinen Relativitätstheorie postulierte Raumkrümmung können wir uns nur mathematisch vorstellen. Aber was ist da im physikalischen Sinne gekrümmt? Wir wissen heute inzwischen, dass der Raum nicht nur die leere Weltbühne ist, sondern eine physikalische Natur haben muss. Das Nichts ist Etwas und ist zudem noch gekrümmt. Es klingt wie ein Rätsel.
Löst sich das Rätsel, wenn wir annehmen, dass die Raumkrümmungen durch verminderte Expansion in Bereichen von Materieansammlungen entstehen? Die Expansions-Geschwindigkeit ist eine physikalische Größe, die Krümmung eine Folge unterschiedlicher Geschwindigkeiten. Der expandierende leere Raum webt sich absolut gleichmäßig. Bei Vorhandensein von Materie treten verringerte Expansionsgeschwindigkeiten auf. Es kommt zu Verzerrungen des Raumgewebes, zu den Raumkrümmungen.
Mit dem entworfenen Modell stehen wir an einem Wendepunkt wie damals Kopernikus, als er die stillstehende Erde in Bewegung setzte und die Sonne anhielt. Wenn wir die Expansion als das Primäre ansehen, gerät der Raum in Bewegung und das Licht steht im expandierenden Raum still. Es hat die Geschwindigkeit des expandierenden Raumes. Da jedoch Licht eine Form der Energie ist und damit gemäß der Einsteinformel E = m c² auch Masse besitzt, reduziert diese Masse ebenfalls die Expansionsgeschwindigkeit des Raumes. Bezogen auf einen ruhenden Raum ist die Lichtgeschwindigkeit nicht konstant, sondern abhängig vom Energieinhalt des Lichtes. Licht kürzerer Wellenlängen läuft langsamer. Diese Forderung wird auch von der Loop-Quantengravitation erhoben, der führenden in Ausarbeitung befindlichen Theorie über Raum und Zeit. Die Geschwindigkeitsunterschiede sind extrem gering und direkt nicht messbar, aber bei Lichtlaufzeiten quer durch das Universum akkumulieren sich die Effekte und werden messbar.
Gegenwärtig suchen die Physiker nach dem Higgs-Feld, dem Feld, das den Elementarteilchen ihre Masse geben soll. An dem im Bau befindlichen größten Teilchenbeschleuniger der Welt, dem LHC, der 2008 seinen Betrieb am CERN bei Genf aufnehmen wird, sollen die Higgs-Teilchen nachgewiesen werden. Der britische Physiker führte bereits 1964 dieses Feld ein, um den nach der Standardtheorie masselosen Teilchen ihre Masse zu geben, die sie nun mal haben. Higgs ging davon aus, dass das Vakuum gar nicht leer ist, sondern mit einem Hintergrundfeld, einer Art zähe Flüssigkeit, gefüllt ist. Durch die Bewegung in diesem Feld werden die eigentlich masselosen Teilchen abgebremst, was in seiner Wirkung einer Masse entspricht.
Nach dem hier vorgestellten Modell ist das Vakuum, sprich der leere Raum, keine Art zähe Flüssigkeit, sondern im Gegenteil mit der Eigenschaft der maximalen Geschwindigkeit als Expansion ausgestattet. Durch Teilchen mit Masse ist die Expansionsgeschwindigkeit reduziert. Die verminderte Expansionsgeschwindigkeit verleiht ihnen schwere und träge Masse. Die „zähe Flüssigkeit“ entpuppt sich als reduzierte Expansionsgeschwindigkeiten bei Anwesenheit von massebehafteten Teilchen.
Wie begann die Welt, wie wurde das Universum geboren. Wenn sich das Weltall in Portionen, aufbauend auf der Plancklänge, ausdehnt und dadurch die Zeit in Portionen der Plankzeit erschafft, startete das Weltall dann mit einer einzigen Plankeinheit? Und welche Temperatur hatte diese einzige Plancksche Raumzeiteinheit? Ist das der superheiße Urknall? Diese einzige Raumzeit-Planckeinheit erscheint wie die befruchtete Eizelle eines Organismus. Diese enthält alle Informationen, die den Organismus wachsen lassen. Genauso startete das Universum. Es enthielt vom ersten Augenblick an alle Informationen zu seinem Bau, die Naturgesetze. Es wuchs indem es expandierte, entwickelte nach und nach Strukturen wie das Licht, die Elementarteilchen, die Atome, Sterne und Galaxien. Der Urknall ist der Moment der Befruchtung. Finden die Gesetze des Werdens und Gedeihens in der belebten Welt ihren Ursprung im Werden und Gedeihen des Universums?
Ich widme diesen Aufsatz allen jungen Menschen, denen sich jetzt das Weltall erschließt, wie es mir mit dem Buch „Die Evolution der Physik widerfuhr. Vielleicht finden meine Gedanken fruchtbaren Boden und vielleicht ist der eine oder die andere dabei, darauf aufbauend oder bescheiden ausgedrückt dadurch animiert, die richtige Theorie zu entwerfen.
Dr.-Ing. Horst Ludwig, Leipzig
hludwig@kabelmail.de
Ich hörte von der Relativitätstheorie und der Expansion des Weltalls. Schon damals vor fünfzig Jahren fragte ich mich, was die Expansion bedeutet. Wird der Raum wie ein dreidimensionales Gummituch gedehnt oder entsteht ständig neuer Raum. Wie kann neuer Raum entstehen, wo woher nichts war? Durch Dehnung oder Ausdehnung ist dabei zweitwichtig. Seit 50 Jahren denke ich darüber nach und verfolge die Entwicklung der Physik. Immer mehr gelangte ich zu der Erkenntnis, dass die Expansion das Primäre ist. Der Raum existiert nur als expandierender Raum. Raum ohne Expansion gibt es nicht. Die Zeit ist die unmittelbare Folge der Expansion. Die Zeit ist die Expansion. Am Radius des wachsenden Weltalls können wir die Zeit ablesen. 14 Milliarden Lichtjahre ist das Universum gegenwärtig groß und 14 Milliarden Jahre ist es alt. Die Expansion erfolgt mit Lichtgeschwindigkeit. Die Expansion erfolgt überall mit Lichtgeschwindigkeit, denn es gibt keinen Rand des Universums, wo erst dann die Expansion die Lichtgeschwindigkeit erreicht.
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Auf der Suche nach dem Äther fand Albert Einstein seine Relativitätstheorie. Bis dahin bildeten Raum und Zeit die Weltbühne, die absolut unabhängig vom gesamten Weltgeschehen existierte. Newton hatte ihren starren Rahmen definiert.
Es waren die Erfahrungswerte, die jeder einzelne von Raum und Zeit hatte und es gab keinen Grund, daran zu zweifeln. Der Raum war da und die Zeit verging. Vermutlich wäre es bei dieser Vorstellung geblieben, wenn nicht Maxwell die Struktur des Lichtes gefunden hätte. Aus seinen berühmten Gleichungen über den Elektromagnetismus schlussfolgerte er, dass es im leeren Raum elektromagnetische Wellen geben muss. Er konnte aus Materialkonstanten des elektrischen und des magnetischen Feldes auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser Wellen berechnen und kam auf einen Wert von 300 000 km/s. Aber das war doch die Geschwindigkeit des Lichtes, die Römer zuvor anhand der Bewegung der Jupitermonde bestimmt hatte. Licht ist eine elektromagnetische Welle, schoss es ihm durch den Kopf. Bald darauf wurden elektromagnetische Wellen durch Heinrich Hertz nachgewiesen.
Analog zu Wasserwellen und Schallwellen benötigt aber eine Welle ein Trägermedium zur Übertragung. Der Äther war erfunden, der Träger der elektromagnetischen Welle, der den gesamten Raum auszufüllen hatte. Eigenschaften des Äthers wurden postuliert. Eine Eigenschaft war die, dass die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne einen Ätherwind verursachen müsste. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes müsste in Bewegungsrichtung eine andere sein als entgegengesetzt zu ihr. Michelson führte entsprechende Versuche durch, aber so sehr er sich auch bemühte, die Geschwindigkeit des Lichtes blieb konstant und unabhängig von der Bewegung der Lichtquelle. Das widersprach allen Erfahrungen. Der Schaffner in einem fahrenden Zug ist bezogen auf den Bahnsteig schneller als der Zug, wenn er in Richtung Lokomotive läuft und in entgegengesetzter Richtung langsamer. Das ist doch eine Binsenwahrheit. Für den Lichtstrahl einer Taschenlampe sollte das nicht mehr gelten?
http://www.internetb.de/anzeige.php?mpb=10&kapb=0&hlp=0&mp=10&kap=13&schr=2
Alle Erklärungsversuche blieben erfolglos, bis der Gordische Knoten durch Albert Einstein und seine Spezielle Relativitätstheorie zerschlagen wurde. Die Zeit, die bis dahin unbeeinflusst von allen Dingen gleichmäßig dahinfloss, verlor ihren absoluten Charakter. Der Lauf der Zeit wurde abhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit, je schneller, umso langsamer läuft die Zeit. Warum war das bisher unbeobachtet geblieben? Der Grund lag in dem riesigen Wert der Lichtgeschwindigkeit, zu der unsere alltäglichen Geschwindigkeiten einschließlich der Geschwindigkeiten der Geschosse verschwindend gering sind.
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Aus der Theorie von Einstein folgte nicht nur, dass bewegte Uhren langsamer laufen, sondern auch, dass sich die Masse vergrößert und dass sich in Bewegungsrichtung alle Maße verkürzen. Die Lichtgeschwindigkeit wurde als die Grenzgeschwindigkeit begriffen, die nicht überschritten werden kann und von Dingen mit Ruhemasse auch nur annähernd erreicht werden kann. Als Nebenprodukt kam die Äquivalenz von Masse und Energie heraus, die inzwischen schon volkstümliche Gleichung: E = m c². In jeder Masse steckt eine riesige Energie.
Als Einstein seine Theorie auf beschleunigte Systeme erweiterte, fand er in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie eine neue Gravitationstheorie. Hiernach verformen die Massen und die Energie des Universums das Raum-Zeit-Gefüge. Raum und Zeit werden gekrümmt. Die Krümmung des Raumes ist die Gravitationskraft. Nicht mehr die direkte Anziehung der Massen bestimmt deren Bewegung im Weltall, sondern die Massen folgen den Raumkrümmungen, die sie selbst verursachen.
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Eine Konsequenz aus seinen Gleichungen war, dass der Raum als Ganzes nicht stabil war. Das Weltall, das seit Urgedenken immer da und ohne Anfang und Ende der Zeit war, schien sich plötzlich auszudehnen oder zusammenzuziehen und zeitlich begrenzt zu sein. Das war selbst für Einstein zuviel und er korrigierte seine Gleichungen durch einen künstlichen Term, um die ewige Stabilität der Welt wieder zu erhalten. Als wenige Jahre später die Expansion des Weltalls durch die Flucht der Galaxien bewiesen wurde, sprach Einstein von der größten Eselei seines Lebens. Er hätte 12 Jahre zuvor die Expansion vorhersagen können.
Wie hätte die Relativitätstheorie ausgesehen, wenn die Expansion zuvor bekannt gewesen wäre? Heute wissen wir, dass sich dass Universum mit fast Lichtgeschwindigkeit ausdehnt, denn die entferntesten Galaxien bewegen sich mit Geschwindigkeiten von uns, die schon in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit sind. Das Weltall dehnt sich aus und wir stellen uns dabei die Flucht der Galaxien in die Weite des Weltalls vor. Aber der Raum selbst dehnt sich aus. Da entsteht ständig neuer Raum, wo vorher kein Raum war. Das Volumen des Weltalls nimmt zu. Das geht über jede Vorstellungskraft hinaus. Genauso wenig wie wir uns vorstellen können, dass die Zeit stehen bleibt, genau so wenig können wir uns vorstellen, dass neuer Raum entsteht, wo zuvor nichts war. Wir sind in Raum und Zeit hinein geboren und können uns weder eine zeitlose Zeit noch einen aus dem Nichts quellenden Raum vorstellen. Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant und unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit. Das bewiesen alle Experimente und das nahm Einstein als gegeben an und schuf darauf aufbauend seine Relativitätstheorie, die auch durch die neuesten Experimente in allen ihren Aussagen immer wieder bestätigt wird.
Wenn der Raum sich aber ausdehnt, wenn die Expansionsgeschwindigkeit des Raumes vergleichbar zur Lichtgeschwindigkeit wird oder diese Geschwindigkeit selbst hat, was ist dann die Geschwindigkeit des Lichtes bezogen auf den expandierenden Raum? Wenn die Expansion mit Lichtgeschwindigkeit erfolgt, steht dann das Licht bezogen auf diesen expandierenden Raum still? Wenn man annimmt, dass nicht die Lichtgeschwindigkeit konstant und unabhängig ist, sondern die Expansion des Raumes konstant und unabhängig ist, kommt man dann auch auf die Relativitätstheorie? Wenn wir einen Lichtstrahl aussenden, sehen wir dann gar nicht die Ausdehnung des Lichtstrahles im Raum, sondern die Ausdehnung des Weltalls, das den Lichtstrahl trägt? Ist der expandierende Raum der Träger der Lichtwelle, ist der expandierende Raum der Äther?
http://www.weltderphysik.de/de/4328.php
Die Geschwindigkeit des Lichtes ist in Bezug auf die Expansion des Weltalls Null. Licht hat die Ruhemasse Null und die Geschwindigkeit Null. Nicht das Licht bewegt sich, sondern der mit Lichtgeschwindigkeit expandierende Raum. Das Licht wird gleichsam vom expandierenden Raum getragen. Die Expansion ist das Primäre, die Lichtgeschwindigkeit eine Folge davon. Der Raum expandiert von jedem Punkt aus mit Lichtgeschwindigkeit. Das Weltall als Ganzes erweitert sich auch mit Lichtgeschwindigkeit. Die Expansion erfolgt synchron für alle Raumpunkte. Das Weltall ist isotrop und homogen. Das Weltall verhält sich wie ein starrer Körper. Wenn man einen Kreis mit einem Radius von einem Meter um sich zieht, dann hat der Kreis einen Umfang von 6,28 m. Wenn man um den ganzen Erdball in einem Meter Höhe ein Seil spannt, dann ist dieses auch nur 6,28 m länger als der Erdumfang. Dasgleiche gilt für das Weltall als Ganzes. Die Expansion um einen Meter um einen Punkt erzeugt denselben Umfang wie der Zuwachs des Umfanges des Weltalls, wenn dessen Radius um einen Meter anwächst. Ist der Raum vielleicht nur eindimensional und die zwei weiteren Dimensionen sind eine Illusion?
Wenn Licht durch die Expansion getragen wird, ist sofort einleuchtend, dass es eine Grenzgeschwindigkeit geben muss, die bekannte Lichtgeschwindigkeit. Das Licht kann den Raum nicht überholen, denn wo noch kein Raum ist, kann sich kein Licht ausbreiten. Im Modell kann man sich das an der Peripherie des Weltalls gut vorstellen. Der Raum wächst mit Lichtgeschwindigkeit und schafft Raum für die Ausbreitung des Lichtes, welches der Raumausdehnung, der Expansion synchron folgt. Das gilt nicht nur an der Peripherie des Weltalls, die es als gedachte Begrenzung so nicht gibt, sondern das gilt für jeden Punkt des Raumes. Der Raum selbst ist nicht stationär, er existiert nur als expandierender Raum. Ohne Expansion würde der Raum verschwinden. Einstein erklärte seine Relativitätstheorie mit der vereinfachten Darstellung: „ Früher dachte man, dass Raum und Zeit übrig bleiben, wenn man alle Dinge aus dem Weltall entfernen könnte. Heute wissen wir, dass dann auch Raum und Zeit verschwinden.“
Vielleicht ist es noch richtiger, dass Raum und Zeit und alle Dinge verschwinden, wenn wir die Expansion entfernen. Ein ruhender Raum existiert nicht. Der Raum selbst ist etwas sehr Dynamisches Die Zeit ist die Veränderung des Raumes. Der gestrige Raum existiert nicht mehr genauso wenig wie die gestrige Zeit existiert. Der Raum bildet sich ständig neu. Da wird nicht am Rande des Weltalls eine neue Schicht Raum aufgetragen, da entsteht nicht in jedem Punkt des Raumes neuer Raum zusätzlich zu dem alten, nein, da entsteht in jedem Punkt des Raumes nur neuer Raum. Der Raum fließt genau so wie die Zeit. Das alte Rätsel, warum der Raum scheinbar unverändert ruht und die Zeit nur vergehen kann, löst sich in der Raum-Zeit-Union auf, dass beide nur als dynamische Größen existieren.
Wie sind die Dinge mit Ruhemasse, also alles, was zusätzlich zu dem Licht im Weltall existiert, in dieses Bild einzufügen? Aus der Relativitätstheorie wissen wir, dass jede Masse unendlich groß wir, wenn wir diese auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Damit verstehen wir auch, warum Massen nicht auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden können, da dazu eine unendlich große Kraft erforderlich wäre. Wir wissen auch, dass die Zeit bei Erreichen der Lichtgeschwindigkeit stehen bleibt. Die Verlangsamung des Zeitflusses tritt auf, sobald ein Gegenstand bewegt wird. Eine Verlangsamung des Zeitflusses tritt aber auch infolge eines gravitativen Einflusses auf. Auf Meereshöhe ist der Zeitfluss langsamer als auf Bergeshöhe. Extrem verlangsamt ist der Zeitfluss auf der Oberfläche eines Neutronensterns und auf der Oberfläche eines schwarzen Loches bleibt die Zeit stehen. Ausbreiten mit Lichtgeschwindigkeit und extreme gavitative Kraft bewirken dasselbe, die Zeit bleibt stehen. Zwei absolut unterschiedliche Vorgänge mit der gleichen Wirkung.
Aus der Sicht der Expansion lässt sich eine Lösung mit einer einzigen Ursache finden. Was sind die Dinge mit Ruhemasse? Woher kommt die Ruhemasse? Ein Modell könnte so aussehen, dass Dinge mit Ruhemasse Raumbereiche mit verminderter Expansion sind. Der Raum, der überall mit Lichtgeschwindigkeit quillt, ist bei Teilchen mit Ruhemasse verlangsamt. Teilchen mit Ruhemasse sind eingefrorene Raumzeit, die Expansionsrate ist vermindert. Die Expansion des Raumes bleibt gegenüber Bereichen ohne Materie hinter der Expansion zurück. Der Raum ohne stoffliche Materie darin expandiert absolut gleichmäßig und erzeugt eine Euklidische Struktur. Der Raum wird quasi gewebt und das in allen drei Dimensionen. Das gedachte Gitternetzwerk zur Veranschaulichung der Raumstruktur ist absolut gleichmäßig. Die Geraden sind mathematische Geraden, die Abstände zwischen den Gittergeraden absolut homogen. Das homogene Netzwerk hat keine gravitative Auswirkungen. Bei Anwesenheit von Materie verändert sich dieses Bild. Auf Grund der verringerten Expansionsrate bleibt die Expansion in diesen Bereichen zurück. Das Webmuster wird verzerrt, zusammengezogen, so wie auf einem Webstuhl, wenn verkürzte Fäden auftreten. Der Stoff wirft sich auf. Der expandierende Raum wirft sich im Bereich von Materie genau so auf, der Raum krümmt sich. Das sind die Raumkrümmungen, die Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie gefunden und als Ursache der Gravitation erkannt hat. An einem schwarzen Loch sind die Verwerfungen extrem, die Expansion steht still und damit steht die Zeit still. Jede Materie verlangsamt die Expansion und damit den Lauf der Zeit. Am schwarzen Loch sind die Expansion und die Zeit Null. Die Expansion verringert sich aber auch, wenn sich ein Ding bewegt. Die relative Geschwindigkeit zwischen der allgemeinen Expansion des Raumes und der sich darin bewegenden Materie wird kleiner. Der Zeitfluss als Maß der Relativgeschwindigkeit verlangsamt sich. Bei Erreichen der Lichtgeschwindigkeit ist die Relativgeschwindigkeit Null, die Zeit bleibt stehen. Sowohl Bewegung als auch Gravitation bewirken eine Verlangsamung der Zeit, im Extremfall bis zum Stillstand. Die tiefere Ursache ist einheitlich und liegt darin begründet, dass sich die Expansions-geschwindigkeit des Raumes bezogen auf die Materie verkleinert.
Das Bild der gekrümmten Gitternetzstruktur zeigt sich auch bei der beschleunigten Bewegung einer Masse aus Sicht dieser Masse, denn durch die beschleunigte Bewegung erscheint das homogene Gitternetzwek gestaucht. Liegt darin die Ursache für die Gleichheit von träger und schwerer Masse? Träge und schwere Masse sind identisch, weil für beide dieselbe Ursache gilt. Einstein führte die Schwere auf die Raumkrümmung zurück. Für die Trägheit machte er gemäß dem Machschen Prinzip die fernen Massen des Weltalls verantwortlich. Im Weltall mit nur einem Objekt dürfte dieses Objekt keine Trägheit besitzen, aber es hat Trägheit bedingt durch die Stauchung der Gitterstruktur.
Aus der Atomistik wissen wir, dass das Stoffliche und die Energie körnig, gequantelt sind. Es gibt keine beliebig weite Unterteilung. Gilt das auch für Raum und Zeit? Planck bildete aus den drei Naturkonstanten – Gravitationskonstante, Wirkungsquantum, Lichtgeschwindigkeit – dimensionsbehaftete Größen, die seinen Namen tragen: Plancksche Länge, Plancksche Zeit, Plancksche Masse, Planksche Energie. Gibt es diese Plancksche Welt? Wir sind gewohnt, Entfernungen beliebig oft zu unterteilen. Es scheint keinen Grund zu geben, dass sich eine Länge nicht weiter teilen lässt. Die Auflösung eines Lichtmikroskopes hängt von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes ab. Das Elektronenstrahlmikroskop kann wesentlich kleinere Strukturen auflösen, da die Elektronenwellen wesentlich kürzer, dafür aber energieintensiver sind. Wenn wir bis zur Planckschen Länge bei 1,6 mal 10 hoch minus 33 Zentimeter vorstoßen, ist eine solch hohe Energie bzw. Masse zugeordnet, dass diese nur als schwarzes Loch existieren kann. Bei Erreichen einer Länge gleich der Planckschen Länge entsteht ein schwarzes Loch mit genau dieser Größe. Der fortwährende Teilungsvorgang einer Länge findet hier seine Grenze. Der Versuch, etwas kleiner als die Plancksche Länge machen zu wollen, scheitert daran, dass dieses Ding dann zum schwarzen Loch kollabiert und nicht mehr zu unserer Raum/Zeit-Welt gehört. Ein sehr plausibler Grund für die Existenz einer Grenzgröße.
Mit der Expansion des Raumes entsteht ständig neuer Raum. Der Zuwachs ist nicht kontinuierlich, sondern erfolgt in Schritten gemäß der Planckschen Länge. So wie eine Mauer aus Ziegelsteinen Schicht um Schicht entsteht, so erweitert sich der Raum geschichtet in allen drei Dimensionen. Mit der Vergrößerung des Raumes um eine Plancklänge ist genau die Plancksche Zeit von 0,54 mal zehn hoch minus 43 Sekunden vergangen oder besser ausgedrückt entstanden. Die Expansion um eine Plancklänge ist identisch mit der Planckzeit. Die Zeit entsteht durch die Expansion, die Zeit ist die Expansion. Wie viel Raum entsteht durch die Expansion in einer Sekunde? In einer Sekunde sind 1,85-mal zehn hoch 43 Planckzeiten enthalten. In einer Sekunde vergrößert sich der Raum also um 1,85-mal zehn hoch 43 Plancksche Längen. Das sind 1,85-mal zehn hoch 43 multipliziert mit 1,6 mal 10 hoch minus 33 Zentimeter, also rund 3-mal zehn hoch zehn Zentimeter oder 300-Tausend Kilometer. Das ist die Strecke, die das Licht in einer Sekunde zurücklegt. Der Raum expandiert mit Lichtgeschwindigkeit. Da der Raum homogen und isotrop ist, das heißt überall gleichartig, folgt daraus eine überall gleiche Expansionsrate nämlich mit Lichtgeschwindigkeit. Erfolgt die Expansion in jedem Raumpunkt synchron getaktet im Takt der Planckzeit? Gibt es den Zentraltakt des Weltalls? Es gibt keinen ausgezeichneten Punkt des Weltalls, keinen Mittelpunkt. Jeder Punkt ist Mittelpunkt. Aber die Bedingung, dass sich das Weltall in jedem Punkt und als Ganzes mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, erfordert einen synchronen Takt, den Takt des Universums in der Dauer der Planck-Zeit. Falls das Universum den größtmöglichen Quantencomputer darstellt, hätte dieser Computer seinen synchronen Takt.
Wenn wir wieder die Ausdehnung des Weltalls mit dem schichtweisen Wachsen einer Ziegelsteinmauer vergleichen (bei Beschränkung auf 2 Dimensionen), so würde diese Mauer so wachsen, dass synchron jede Schicht auf die nächste gehoben wird und diese neu bildet. Die letzte Schicht bildet bei ihrem Sprung den Zuwachs. Jeder kennt die Anzeigen, wo Bildflächen herunterklappen und die neue Bildfläche freigeben. So ähnlich kann man sich das Umklappen der Planckschen Raumeinheiten vorstellen. Für einen Zeitmoment steht die Anzeige still. Das ist das Quantum der Zeit, die Plancksche Zeit. Das Umklappen aller Planckschen Raumeinheiten erfolgt synchron.
Das gefundene Modell erscheint zunächst genauso unwirklich wie die ersten Vorstellungen, dass die Erde eine Kugel ist und sich um die Sonne bewegt. Auch diese Vorstellungen widersprachen allen natürlichen Anschauungen. Und doch beschrieben sie die Wirklichkeit viel besser. Die nach der Allgemeinen Relativitätstheorie postulierte Raumkrümmung können wir uns nur mathematisch vorstellen. Aber was ist da im physikalischen Sinne gekrümmt? Wir wissen heute inzwischen, dass der Raum nicht nur die leere Weltbühne ist, sondern eine physikalische Natur haben muss. Das Nichts ist Etwas und ist zudem noch gekrümmt. Es klingt wie ein Rätsel.
Löst sich das Rätsel, wenn wir annehmen, dass die Raumkrümmungen durch verminderte Expansion in Bereichen von Materieansammlungen entstehen? Die Expansions-Geschwindigkeit ist eine physikalische Größe, die Krümmung eine Folge unterschiedlicher Geschwindigkeiten. Der expandierende leere Raum webt sich absolut gleichmäßig. Bei Vorhandensein von Materie treten verringerte Expansionsgeschwindigkeiten auf. Es kommt zu Verzerrungen des Raumgewebes, zu den Raumkrümmungen.
Mit dem entworfenen Modell stehen wir an einem Wendepunkt wie damals Kopernikus, als er die stillstehende Erde in Bewegung setzte und die Sonne anhielt. Wenn wir die Expansion als das Primäre ansehen, gerät der Raum in Bewegung und das Licht steht im expandierenden Raum still. Es hat die Geschwindigkeit des expandierenden Raumes. Da jedoch Licht eine Form der Energie ist und damit gemäß der Einsteinformel E = m c² auch Masse besitzt, reduziert diese Masse ebenfalls die Expansionsgeschwindigkeit des Raumes. Bezogen auf einen ruhenden Raum ist die Lichtgeschwindigkeit nicht konstant, sondern abhängig vom Energieinhalt des Lichtes. Licht kürzerer Wellenlängen läuft langsamer. Diese Forderung wird auch von der Loop-Quantengravitation erhoben, der führenden in Ausarbeitung befindlichen Theorie über Raum und Zeit. Die Geschwindigkeitsunterschiede sind extrem gering und direkt nicht messbar, aber bei Lichtlaufzeiten quer durch das Universum akkumulieren sich die Effekte und werden messbar.
Gegenwärtig suchen die Physiker nach dem Higgs-Feld, dem Feld, das den Elementarteilchen ihre Masse geben soll. An dem im Bau befindlichen größten Teilchenbeschleuniger der Welt, dem LHC, der 2008 seinen Betrieb am CERN bei Genf aufnehmen wird, sollen die Higgs-Teilchen nachgewiesen werden. Der britische Physiker führte bereits 1964 dieses Feld ein, um den nach der Standardtheorie masselosen Teilchen ihre Masse zu geben, die sie nun mal haben. Higgs ging davon aus, dass das Vakuum gar nicht leer ist, sondern mit einem Hintergrundfeld, einer Art zähe Flüssigkeit, gefüllt ist. Durch die Bewegung in diesem Feld werden die eigentlich masselosen Teilchen abgebremst, was in seiner Wirkung einer Masse entspricht.
Nach dem hier vorgestellten Modell ist das Vakuum, sprich der leere Raum, keine Art zähe Flüssigkeit, sondern im Gegenteil mit der Eigenschaft der maximalen Geschwindigkeit als Expansion ausgestattet. Durch Teilchen mit Masse ist die Expansionsgeschwindigkeit reduziert. Die verminderte Expansionsgeschwindigkeit verleiht ihnen schwere und träge Masse. Die „zähe Flüssigkeit“ entpuppt sich als reduzierte Expansionsgeschwindigkeiten bei Anwesenheit von massebehafteten Teilchen.
Wie begann die Welt, wie wurde das Universum geboren. Wenn sich das Weltall in Portionen, aufbauend auf der Plancklänge, ausdehnt und dadurch die Zeit in Portionen der Plankzeit erschafft, startete das Weltall dann mit einer einzigen Plankeinheit? Und welche Temperatur hatte diese einzige Plancksche Raumzeiteinheit? Ist das der superheiße Urknall? Diese einzige Raumzeit-Planckeinheit erscheint wie die befruchtete Eizelle eines Organismus. Diese enthält alle Informationen, die den Organismus wachsen lassen. Genauso startete das Universum. Es enthielt vom ersten Augenblick an alle Informationen zu seinem Bau, die Naturgesetze. Es wuchs indem es expandierte, entwickelte nach und nach Strukturen wie das Licht, die Elementarteilchen, die Atome, Sterne und Galaxien. Der Urknall ist der Moment der Befruchtung. Finden die Gesetze des Werdens und Gedeihens in der belebten Welt ihren Ursprung im Werden und Gedeihen des Universums?
Ich widme diesen Aufsatz allen jungen Menschen, denen sich jetzt das Weltall erschließt, wie es mir mit dem Buch „Die Evolution der Physik widerfuhr. Vielleicht finden meine Gedanken fruchtbaren Boden und vielleicht ist der eine oder die andere dabei, darauf aufbauend oder bescheiden ausgedrückt dadurch animiert, die richtige Theorie zu entwerfen.
Dr.-Ing. Horst Ludwig, Leipzig
hludwig@kabelmail.de
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