Wir
müssen unbedingt Raum für Zweifel lassen, sonst gibt es keinen Fortschritt, kein
Dazulernen. Man kann nichts Neues herausfinden, wenn man nicht vorher eine
Frage stellt. Und um zu fragen, bedarf es des Zweifelns.“
(Richard P. Feynman, Es ist so einfach, ISBN
3-492-23773-8, S. 148)
In
früheren Artikeln wurde ein Urteilchen "H" ohne Eigenschaften wie
Gravitationswirkung und elektrostatische Wechselwirkung angenommen. Dieses
Teilchen zerfällt in einen gravitativen Teil g, und einen antigravitativen a,
womit die Gravitationskraft als erste Kraft entsteht. Der weitere Zerfall mit
elektrischen Ladungen führt zu g+ und g-, ferner zu a+ und a-, womit die
elektrische Wechselwirkung auftritt.
Im ersten Schritt entstehen gravitative Massen, die in der
Folge über Quarks etc. zu Atomkernen führen; die antigravitativen Teilchen
bleiben isoliert.
Aus dem H
entstehen somit 4 Teilchenarten. Dann sind die in der folgenden Tabelle
gezeigten 16 Paarungen denkbar. Alle sollten zunächst mit 6,25 % gleich
wahrscheinlich sein, aber wegen der antigravitativen Abstoßung treten solche
Paarungen, die ein a enthalten, im ersten Zeitintervall nicht auf. Insbesondere
werden makroskopische antigravitative Körper nicht gebildet. Die übrigen
sind stabil und fallen (in der Sprache des Chemikers) als normale Materie aus.
Da in dieser so entstandenen ersten Materie beide Ladungsarten enthalten sind,
besteht kein Grund für einen Zerfall im zweiten Zeitintervall nach dem
Auftreten der dann dominierenden Elektrokraft.
In
früheren Kapiteln galt: In der Frühzeit überwog die gravitative die elektrostatische
Kraft, sowohl abstoßend als auch anziehend. Somit gibt es für die Paare ein
Vorher und Nachher. Ursache war entsprechend der größer werdenden
Lichtgeschwindigkeit gemäß m = E/c² eine stetig abnehmende Masse. Die
Grenzlinie liegt dort, wo beide Kräfte gleich groß sind.
In den
Spalten 3 und 4 zeigen + Zeichen bzw. - Zeichen an, ob Teilchen oberhalb und
unterhalb der Grenzlinie möglich sind. Vorher existierten daher nur Teilchen
der Zeilen 1, 2 (identisch mit 5) und 6. Falls anfangs die Gravitation die
stärkere Kraft war, dann ist unmittelbar einzusehen, dass die Paarung g+g- bzw. g-g+ die stabilste war, da beide Kräfte attraktiv
wirkten. Die g+g+ und g-g- Teilchen lagerten sich um
in g+g- Teilchen ((g+g+)
+ (g-g-) = 2 (g+g-)). Damit
waren nahezu alle Teilchen ohne ein a ausgefallen. Ab hier folgt nun
unter Beachtung der Ergebnisse des Kapitels "Gibt es ein Urteilchen"
in der Folge die oft beschriebene Entwicklung ähnlich zur Standardtheorie.
Definitionsgemäß sind Adipole
elektrisch neutral und antigravitativ. Solche Teilchen sind die in den Zeilen
12 und 15. Teilchenpaare der Zeilen 8,9,11,14,16 entstanden zu keiner
Zeit.
|
Zeile |
Paarung |
vorher |
nachher |
identisch mit Zeile |
|
1 |
g+g+ |
+ |
- |
- |
|
2 |
g+g- |
+ |
+ |
5 gravitativ |
|
3 |
g+a+ |
- |
- |
-
|
|
4 |
g+a- |
- |
+ |
13 |
|
5 |
g-g+ |
+ |
+ |
- |
|
6 |
g-g- |
+ |
- |
- |
|
7 |
g-a+ |
- |
+ |
10 |
|
8 |
g-a- |
- |
- |
- |
|
9 |
a+g+ |
- |
- |
- |
|
10 |
a+g- |
- |
+ |
7
|
|
11 |
a+a+ |
- |
- |
mit 16 Adipol |
|
12 |
a+a- |
- |
+ |
Adipol |
|
13 |
a-g+ |
- |
+ |
4 |
|
14 |
a-g- |
- |
- |
- |
|
15 |
a-a+ |
- |
+ |
Adipol |
|
16 |
a-a- |
- |
- |
mit 11 Adipol |
Verbleibende
Zeilen mit a- und g- Teilchen sind:
|
Zeile |
Paarung |
oder |
vorher |
nachher |
nach Reaktion 1 |
nach Reaktion 2 |
|
4 |
g+a- |
a-g+ |
- |
+ |
g+g-a+a- |
(g+g-) (a+a-) |
|
7 |
g-a+ |
a+g- |
- |
+ |
In
Tabelle 2 (nachher) sind die Paare wegen der unterschiedlichen elektrischen
Ladungen stabil. Reagierten aus Tabelle 2 Teilchen der Zeile 4 oder 7 durch Anlagerung,
so ergäbe sich folgende Situation:
Wie
Adipole antigravitativ und neutral gegenüber elektrischen Ladungen sind, so
wären diese Vierer-Teilchen sowohl gravitativ und elektrisch neutral gegenüber
anderen Teilchen (Vorletzte Spalte). Seine 4 Komponenten sind die des H.
Zerfielen die H-Teilchen in Teilchen mit entgegengesetzten Spins (+1;-1), so hätten die Komponenten in der ersten Tabelle den
Spin 1/2, Adipole danach also den Spin 1, die Vierer-Teilchen aber den Spin 2.
Natürlich sind das reine Spekulationen.
Reagierten
die Teilchen jedoch entgegengesetzt zur Annahme gemäß (g+a-)+(g-a+)=
(g+g+)+(a+a-) dann
entstünden keine Viererteilchen, sondern Adipole und gravitative Massen (letzte
Spalte). Auch hier geht es nur um denkbare Modelle.
Wie aber
reagieren die g+g- Dipole miteinander? Sie können
vielgliedrige Ketten, Ringe, Ebenen und Würfel bilden. Der einfachste Ring
besteht aus drei Dipolen, der sich um zwei Verbindungslinien faltet
(Teilchen 2-6 und 3-5; Zählweise analog zum Benzolring) und Oktaederform
annimmt. Damit liegt das räumliche Modell des oben eingeführten u°-Quarks vor.
Zwei dieser u°-Quarks können durch Ladungsaustausch unmittelbar in uu'- oder dd'- Quark-Paare disproportionieren. Damit ist der Anschluss an das obige
Kapitel "Gibt es ein Urteilchen?" gewonnen.
Anzumerken
ist, dass unmittelbar nach Zerfall des H gravitative Massen vorliegen, die aber
nicht mit Strahlung des bekannten Frequenzbereichs wechselwirken. Qualitativ
ist hier die Möglichkeit für eine Annahme "Dunkler Materie"
als Zwischenstufe bei der Materiebildung einzusehen.
Ausgang
für alle Teilchen war das H-Teilchen, das hypothetisch bei abnehmender
Gravitationskraft instabil wurde und diese Reaktionskette einleitete. Im
Falle sehr großer Gravitationskräfte, sollten H-Teilchen wiederum stabil sein.
Dann muss die Rückreaktion ablaufen. Die Reaktion wäre also reversibel. Solche
Gravitationskräfte liegen jedoch auf oder in Schwarzen Löchern vor. Das
begründet die Annahme einer Abstrahlung von H-Teilchen aus dem Schwarzen Loch
(SL).
Nach
diesem Modell ist anzunehmen, dass positive und negative Ladungen in gleicher
Anzahl im Universum vorliegen. Das Mengenverhältnis der Teilchenarten ist 1.
Hier sei an die umfangreiche Untersuchungen Eddingtons,
Einsteins, Diracs erinnert, wie sie ausführlich von
John D. Barrow(1) beschrieben wurden. Bei einer vollendeten Physik
sollten die Verhältnisse aller Elementarteilchen zueinander kleinere ganze
Zahlen sein. Mit den Vorstellungen, wie sie im Abschnitt über "Urteilchen
" beschrieben wurden, mit der versuchsweisen Berechnung der Nukleonengewichte aus den Komponenten ist auch dort die
Ermittlung des Zahlenverhältnisses möglich.
Unverständlich
sind aber, wenn man diese streng korpuskulare Beschreibung des Materieaufbaus
und der Materieentstehung fortsetzt, die Darstellungen von Zerfallsbilder,
wie sie in Hochleistungs-Ringbeschleunigern erzeugt werden. Ganze
Teilchenschauer, wie sie bei den hochenergetischen Streuprozessen erzeugt
werden, sind sicherlich nicht in den miteinander reagierenden Teilchen
vorhanden. Solche Reaktionen werden heute beschrieben mit relativistischen
Teilchenmassen, die letztendlich rechnerisch kinetische Energien in gravitative
Massen umrechnen. Hier könnte sich erweisen, dass zusätzlich ladungs- und masselose
H-Teilchen in großer Zahl in den Nukleonen, ähnlich wie in SL,
eingeschlossen sind. Die lokal große Dichte in Baryonen stabilisiert dort
deren Existenz. Erst beim Eintrag der kinetischen Energien der Stoßpartner
wird der Zerfall und damit die Teilchenentstehung ausgelöst, die auch dort
überwiegend zu symmetrischen Zerfällen führt. Stabil sind die H in der nächsten
Umgebung der Valenzquarks und Gluonen. Sind so die sogenannten "dressed quarks" zu
verstehen?
Die
Erkenntnisse aus dem HERA-Experiment (2) sind dann leicht bildhaft zu deuten,
wenn man die geschilderten H-Teilchen als die "wee"-Partonen ansieht, wie sie Feynman einst annahm. Statt der
Gluonen kann man diese Partonen als die
nichtgravitativen Teilchen mit den Massen Null ansehen. Werden sie von den
stoßenden Teilchen, deren Energie für tief-inelastische
Stöße ausreichen, getroffen, so zerfallen sie unter Aussenden von Adipolen in
gravitative Massen, wie sie in den Streuexperimenten gefunden
werden. Die entstehenden Teilchen sind dabei "Compounds", die, wie die kleinen Zerfallszeiten
zeigen, schnell zerfallen in die bekannten Quarks und Leptonen. Die
dabei entstehenden Adipole entweichen, so dass die Reaktionen irreversibel
sind. Wieder ähnlich, wie beim "Urknall" angenommen wird.
Beliebig
viele H-Teilchen sind sicher nicht in Nukleonen vorhanden, denn mit jedem
weiteren Teilchen nimmt das Volumen, aber nicht die Masse des Nukleons
zu, und ab einer gewissen Grenze führen weitere masselose Teilchen wegen
abnehmender Dichte zum Zerfall des "Wirtsteilchens". Hier könnte das
umgekehrte Bild aus der Thermodynamik für die Keimbildung bei der Erstarrung
von Schmelzen nützlich sein, um die Massen der Nukleonen zu verstehen. Dort ist
die Keimbildung ein dynamischer Prozess von Bildung und Auflösung des Keimes,
solange eine kritische Grenze nicht überschritten wird. Eine andere
Analogie ist der Aufbau der positiven Atomkerne, in die auch nicht beliebig
viele zusätzliche Neutronen eingefügt werden können.
Eine
weitere sehr leicht vorstellbare Möglichkeit ist, dass das gesamte Universum
mit solchen "masse- und ladungslosen"
H-Teilchen ausgefüllt ist. Das Verhältnis der übrigen Teilchenarten wird
dadurch nicht verschoben. Immer, wenn ein H-Partikel angeregt wird, zerfällt es
in Teilchen und Antiteilchen (Adipol und
Elektron-Neutrino), so dass der Saldo erhalten bleibt. So könnten
Quantenfluktuation im Vakuum erklärt werden, die mit kurzzeitigem
"Borgen" von Energie aus dem Vakuum immer schwer einsehbar
sind.
Dann wäre
aber auch bei bestimmter Temperatur und passender Aktivierungsenergie ein
dynamisches Gleichgewicht von vollständigen und dissoziierten H-Teilchen
denkbar, so dass im Mikrobereich Massen kurzzeitig entstehen und verschwinden.
Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie ist das aber mit einer kurzzeitigen
Krümmung des Raumes (Raumzeitschaum) verbunden(3).
Dieser
Vorgang entspricht dem seit langer Zeit in der Chemie bekannten Prinzip von Le Chatelier, wobei die Konzentrationen der Edukte und
Produkte bei Änderung der Umweltvariablen sich so verändern, dass der Änderung
der Variablen entgegengewirkt wird (Beisp.: Haber-Bosch-Verfahren zur Ammoniaksynthese). Der Zerfall
der H-Teilchen im weiteren Umfeld des SL erzeugt neben neuer Materie und
Sternen Adipole, die die lokale Konzentration bis zur Oberfläche des SL
erhöhen. Bindung der Adipole dort mit der Materie des SL erzeugt neue H, die
ihrerseits wiederum entweichen. Wäre die Enthalpieänderung
bei dieser Reaktion bekannt, so wären mittels Massenwirkungsgesetz neben der
Konzentrationen von Adipol- (aus Lichtgeschwindigkeit
! ) auch die der H-Teilchen im Bereich des SL, aber auch in den großen
sternfreien Leerräumen zu bestimmen.
In der Umgebung des
SL ist die Konzentration der Adipole größer; daher muss dort die Permittivität εo des Vakuums größer, die
Lichtgeschwindigkeit kleiner sein. Folge wäre eine Ablenkung von Lichtstrahlen,
die tangential das SL passieren; eine Analogie zu gebeugten Sonnenstrahlen in
der Erdatmosphäre.
In der
Elektrostatik sind Feldstärke, elektrostatisches Potential, Energie des
elektrischen Feldes mit Verwendung der Influenzkonstante εo
definiert, die aber proportional zur Anzahl der Adipole mit N = 0
ebenfalls Null ist. Da aber wegen der Symmetrie Adipole und elektrische
Ladungen parallel entstehen, bleibt die Feldstärke mit E = Q/4πr²εo
als Grenzwert endlich.
εo = (N * e²) / (π
* m * n²)
Modell
des "Gravitons"?
(Erneut
sei mit Nachdruck betont, dass diese Überlegungen wie alle spekulativ sind !).
Im
beschriebenen Modell ist es gelungen, sowohl elektrostatische und elektrodynamische
Kräfte durch Teilchen, Adipole, zu beschreiben. Wegen des dipolaren
Charakters vermag das Teilchen nur binden zwischen ungleichen elektrischen
Ladungen. Gleichartige Ladungen werden abgestoßen. Wichtigste Eigenschaft ist
daher der vermittelnde Dipolcharakter.
Folgendes
Gedankenexperiment möge ein Konzept für die Gravitation versuchen:
Zwei große
Massen mit jeweils einem positiven Ladungsüberschuss ziehen einander
gravitativ an. Es werden jetzt schrittweise von beiden elektrisch neutrale Teilmassen
entfernt. Nach endlich vielen Schritten werden die Massen einander abstoßen, da
nunmehr die elektrischen Ladungen einander abstoßen. Beträgt die Ladung +e (mit
e als Elementarladung), so beträgt die korrespondierende Masse 1,9*10-9
kg (Größenordnung der Planck-Masse: ca. 10-8 kg).
Könnte
man nun die Massen schrittweise reduzieren bis zum Gewicht eines Protons
(1.67E(-27) kg), so reduzierte man die Gravitationskraft wegen des Quadrates
der Masse um rund 10^[2*(-27 + 9)], also um den Faktor 10-36, wie
die klassische Physik es in etwa fordert.
(Da e
oder auch 1/3 e die kleinstmögliche Ladung ist, können Teilchen mit kleinerer
Masse, falls sie gleiche Ladung tragen, nicht gravitativ kondensieren oder, da
nach obigem Konzept kein Teilchen ohne elektrische Ladung existiert, sind antigravitative
Massen außer Adipolen nicht möglich. Es bedarf also einer verhältnismäßig
großen Masse, um die Elektrokraft zu überwinden.
Antigravitative
Adipole wirken stets abstoßend; sie können also nicht als Kombination oder in
anderen Strukturen gravitativ wirken. Dagegen können H-Teilchen nach
Zerfall Adipole und gravitative Teilchen bilden:
H
= (+m+e
--- -e+m) + (-m+e ---
-e-m)
oder (g+g-) + (a+a-)
Während
die -m in Adipolen gegen eine Paarung sprechen, können zwei der erstgenannten
Dipole sich antiparallel anlagern. Danach gibt es dann ein Teilchen mit zwei
endständigen gravitativen Polen, die durch starke Elektrokraft gebunden
sind.
Nach
dieser Vorstellung paaren sich zwei Dipole zu einer planaren
oder aber besser tetraedrischen Struktur, wobei sich
die Ladungen und damit die überlagerten Dipolfelder nahezu gegenseitig
aufheben: Es bleibt die sehr geringe gravitative Kraft des doppelten Dipols.
Könnte man wirklich ein solches Tetraeder als Graviton
identifizieren, so wären beide Fernkräfte auf ähnliche Teilchen und Modelle
reduziert. In der Nähe großer gravitativer
Massen koppeln die antigravitativen Pole, untereinander jedoch die elektrischen
Pole der Adipole.
Beide
Teilchen, Adipol und Tetraeder, entstehen parallel,
wobei bei Kenntnis der Aktivierungsenergie eine Art Massenwirkungsgesetz für
die Komponenten folgt, das in Abhängigkeit von der Temperatur ein variables
Verhältnis beider Fernkräften beschreibt.
Ferner
ist die Annahme, dass das gesamte Universum mit diesem Neutralteilchen H
ausgefüllt ist, kaum zu widerlegen - aber auch kaum zu beweisen. Die
Gesamtteilchenbilanz wird nicht beeinflusst.
Damit
zeigten die Tetraeder "amphoteres" Verhalten, wenn sie bei leichten
Teilchen Bindungen über elektrische Dipole, bei sehr schweren Teilchen dagegen
Bindungen über die Gravitation eingehen.
Insbesondere
die letzten Abschnitte sind extrem spekulativ, sollten aber nur zeigen, dass
auch für die Gravitation Wechselwirkungsteilchen denkbar sind. Obwohl in
der Hochenergiephysik in der Theorie fast immer mit Feldtheorien gearbeitet
wird, so sind doch letztlich immer definierte Teilchen das Endziel, wie die
inzwischen umfangreichen Tabellen von Nukleonen, Hyperonen, Mesonen, Leptonen zeigen.
Die
Wellenmechanik beschreibt befriedigend die Struktur des Atoms mit
Orbitalen, deren Formen für die Struktur chemischer Verbindungen maßgebend
sind. Warum aber ordnen sich die Elektronen so an? Ein Analogon
ist die schwingende Platte, die, bestehend aus einer Unzahl kleinster Teilchen,
Schwingungen unter Beachtung der Randbedingungen ausführt. Dadurch werden
Sandkörner oder Bärlappsamen in der bekannten Anordnung als Chladni-Bilder lokalisiert. Ist es denkbar, das auch die
großen Leerräume im Atom mit kleineren Teilchen besetzt sind, die in Analogie
zu den Sandkörnern die Elektronen positionieren? Jedes mit seiner spezifischen
Energie? Bei Wechselwirkung mit anderen Teilchen werden sich die Orbitalformen
unter Energieaufahme - oder - abgabe
ändern. Die neue Form wird gedämpft einschwingen und in die Umgebung eine
begrenzt lange Schwingung abgeben und so als Soliton
eine fokussierte Adipolwelle auslösen.
All das
lässt vermuten, dass Teilchen, bzw. Teilchen in zusammengesetzten Partikeln
gleiche Massendichte besitzen, letztlich die, wie sie weiter oben für das
Schwarze Loch gefunden wurde. Dann hätte das kleinste Teilchen, wie es unter
Urteilchen beschrieben wurde, einen Durchmesser von etwa 1E(-25) m (aus: Adipolgewicht und Durchmesser nach Cowan
u.Reines), der sich in die Reihe der fallenden
Teilchendurchmesser einreiht.
Besteht
ein großer Unterschied zum kristallisierten Festkörper, in dem die vergleichsweise
winzigen Atomkerne letztlich in einem wohlgeordneten See von Elektronen
positioniert sind.9530?
(1) Barrow, John D., Das 1x1 des Universums,
Campus 2004
(2) Caldwell,A. und Grindhammer,G.
Physik Journal 6 (2007) Nr.11 "Im Herzen
der Materie"
(3) Greene,B. Der Stoff,aus dem der
Kosmos ist, Goldmann 2008, S.376
(4) Penrose,R. Computerdenken, Spektrum-Verlag
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