Diskussion der Ergebnisse

Zurück

Nehmt aus der Welt die Elektrizität, und das Licht verschwindet; nehmt aus der Welt den lichttragenden Äther, und die elektrischen und magnetischen Kräfte können nicht mehr den Raum überschreiten.(Heinrich Rudolf Hertz)

Die Ergebnisse aus den zwei verschiedenen und voneinander unabhängigen Berechnungen der Adipoldichte stimmen relativ gut überein. Resultat ist ferner:

Die Influenzkonstante ist, wenn man einen symmetrischen Zerfall der Urmaterie annimmt, unter Nutzung des Adipolgewichtes (oder angenähert des Neutrinogewichtes) und den Resultaten aus der Hintergrundstrahlung berechenbar. Welcher der zwei Werte für die mittlere Teilchenzahl N genießt aber das größere Vertrauen?

In die erste Berechnung gehen nur gemessene Größen wie Lichtgeschwindigkeit, Influenzkonstante und Daten aus der heute recht gut vermessenen Kurve der Hintergrundstrahlung ein. Gemeinsam mit der (ästhetischen!) Hypothese der symmetrischen Entstehung von gravitativer und antigravitativer Masse gelangt man zum Ergebnis. Die weiteren Rechnungen zeigen, dass diese Teilchenzahl eine ordentliche Erklärung für die Hintergrundstrahlung ergibt, die allerdings von der heutigen Beschreibung entschieden abweicht.

Die zweite Berechnung geht von der heute nur wenig gesicherten mittleren Massendichte des Universums aus, die eine Funktion der Hubble-Konstante ist, welche wiederum schwierig zu bestimmen ist. Mit den daraus gewonnenen Teilchenzahlen ist die Hintergrundstrahlung weniger gut erklärbar, da die mittleren Entfernungen zwischen den Teilchen hinsichtlich des Maximums der Hintergrundstrahlung zu gering ausfallen.

Nachdem die Hubble-Konstante in den letzten Jahrzehnten einen großen Wertebereich durchlief, gilt heute der benutzte Zahlenwert 22 km/s/MLJ als wahrscheinlich. Für das hier angenommene Modell ist er aber nur von geringer Bedeutung. Die Adipole bewirken eine ständige und beschleunigte Ausdehnung, wobei die treibende Kraft mit zunehmendem Radius R des betrachteten Raumes mit 1/R³ abnimmt, falls die Temperatur konstant bleibt. Außerdem gilt die im vorigen Kapitel benutzte Beziehung zur Bestimmung der kritischen Masse nur dann, wenn die kosmologische Konstante exakt Null ist. Das ist aber nicht der Fall, wenn das Bild der Adipole gewählt wird.

Warum wird heute mit großen Anstrengungen nach Dunkler Materie gesucht?

Die Friedmann Gleichung ergab drei Lösungen: Zwei des ewig expandierenden und jene des sich zyklisch erneuernden Universums. Ende eines jeden Zyklus sollte der "Big Crunch" sein.

Angesichts eines Beginns in der Form des Urknalls war es nur natürlich, dass ein sich in alle Ewigkeit ausdehnendes Universum unvorstellbar war. Damit verbunden war auch die Frage, warum das uns bekannte Universum gerade vor etwa 15 Mrd. Jahren seinen Anfang nahm. Was war vor jener Zeit, eine Frage, die in der Theorie als nicht sinnvoll genannt wird?

Hatte also die Suche nach "fehlender Materie" nur den Sinn, ein zyklisches Universum zu kreieren?

Heute hat die Suche einen konkreten Hintergrund. Die Rotation der Galaxien kann nur verstanden werden, wenn um deren Kern ein Gürtel Dunkler Materie vorhanden ist, der aber erklärt werden kann, wie ein späteres Kapitel zu beschreiben versucht.

Legt man das entwickelte Modell zu Grunde, so folgt als

Resultat: Das Teilchengewicht eines über das Universum gleichverteilten Licht übertragenden Mediums ("Äther") beträgt etwa 7*10-40 Kg. Beim gesicherten(?) "Urknall" entstanden gleich viel gravitative und antigravitative Teilchen. Mit der Kenntnis der gravitativen Masse folgt daraus eine Teilchendichte von 1.8E(10) / m3. Damit wird die Influenzkonstante ermittelt. Die Hintergrundstrahlung ist die Eigenschwingung des das Universum ausfüllenden Äthers. Die Hubble-Konstante wird neben der Gravitation in weit größerem Maße durch die Expansion der Adipole bestimmt.

Antigravitative Teilchen.

Die Annahme antigravitativer Teilchen wird zunächst bezweifelt. Bisher wurden niemals in der Physik solche Teilchen erwähnt, eher bestritten. Aber ebenso, wie es Teilchen gibt, die elektrisch positiv oder negativ sind, so gibt es als Hypothese auch Teilchen, deren Gravitationseigenschaft attraktiv oder repulsiv sind. Es war immer ästhetisch störend, dass im Gegensatz zu elektrischen Ladungen, Massen immer nur attraktiv wirken sollten. Aber wie können sich antigravitative Teilchen zu größeren Körpern zusammenballen? Wie wären sie nachweisbar?

Teilchen findet man in der Regel auf Grund ihrer spezifischen Eigenschaften. Die postulierten Teilchen machen sich daher nur mittels ihrer besonderen Eigenschaft der Antigravitation bemerkbar. Während bewegte gravitative Körper in Gasen ihre Energie durch Reibung (Coulomb'sche-, Stokes'sche-, Newton'sche) verlieren, sollte das bei solchen Teilchen anders sein:

Coulomb'sche Reibung setzt Haftung des Mediums am Körper voraus; dieser Effekt entfällt bei Adipolen (Details später!).

Stokes'sche Reibung setzt Viskosität bzw. Reibung der strömenden Schichten, damit attraktive Kräfte voraus; auch dieser Effekt entfällt.

Newton'sche Reibung bedeutet Verdrängung der Teilchen; dieser Effekt sollte sich bemerkbar machen: In Flüssigkeiten und Gasen gilt für die Aufrechterhaltung einer Bewegung zur Kompensation dieser Art von Reibungsverlusten die halbempirische Gleichung:

Fn = 1/2 * cw * ρ * A * v²

mit Fn = Newton‘sche Reibungskraft, cw = Widerstandsbeiwert = 1, ρ = Dichte des Mediums, A = Querschnitt und v = Geschwindigkeit des Körpers. Dabei gilt als Anschauung, dass das Medium vom Körper beschleunigt und verdrängt wird. Die aufgebrachte Leistung geht dabei als Reibung im Medium verloren.

Sind aber weder Stokes noch Coulomb vorhanden, dann ist auch dieser Vorgang nicht-dissipativ, was bedeutet, dass der Körper, einmal auf die Geschwindigkeit v gebracht, ohne weitere Energiezufuhr seine Geschwindigkeit beibehält. Dabei bleibt der nach der Beschleunigung erzeugte Energieinhalt der Umströmung proportional zu v² konstant. ( ρ * A * v) ist die in der Zeiteinheit beschleunigte Masse, die nunmehr selbst Funktion der Geschwindigkeit ist.

Wird ein bewegter Körper im Adipolfeld beschleunigt, so vergrößert die Kraft die mechanische Bewegung, gleichzeitig den Energieinhalt der Umströmung.

Da in die Dicke der antigravitativen Grenzschicht sicherlich die Masse des Körpers eingeht, sollte in die Kraft mindestens linear dessen Masse eingehen. Damit stellt sich die Frage:

Was ist kinetische Energie?

Antigravitative Teilchen wirken der Bewegung eines im Vakuum bewegten Körpers nicht entgegen.

Diese Vorstellung lässt neben der Prandtl-Grenzschichttheorie Begriffe wie Cooper-Paare, Suprafluidität, Bosonisierung und Bose-Einstein-Kondensat anklingen. Auch homogene Temperaturverteilung und Onnes-Efekt sind zu erwarten.

Die Bestimmung der Adipolmasse erfolgte für eine Temperatur von 2,7K. Sie wäre also eine Funktion der Temperatur; nun sind Temperatur und kinetische Energie zueinander proportional, und da die Adipole , wie oben angenommen, nicht mit gravitativen Teilchen Bewegungsenergie austauschen, hat das "Adipolgas" im Universum ohne Schwankungen eine gleichmäßige Temperatur, falls die Teilchenkonzentration konstant ist.

Dispersion durch Adipole

Nichtleitende Materialien zeigen bei Durchleuchtung Dispersion. Ursache sind Ionen und gebundene Elektronen, die unter dem Einfluss der elektromagnetischen Wellen Ladungsverschiebungen erfahren, die zur Polarisation des Stoffes führen. Für die Polarisation gilt allgemein:

P = 4*π*Σ(h) [Nh*eh²/mh/(4*π²*(nh²- n²) + 2*i*π*gh*nh / mh)] mit i=(-1)

Die Summe Σ(h) läuft über alle Dipole h der Anzahl Nh, der Ladung eh, eines Dämpfungsfaktors gh, der Masse mh. Die Frequenzen der Eigenschwingungen sind nh. Immer wenn n = nh , tritt Resonanz auf, Dielektrizitätskonstante und damit der Brechungsindex werden groß und die Lichtgeschwindigkeit c = c0 / n = c0/ε^1/2 kleiner.

Gemäß vorliegender Hypothese liegen im "Vakuum" nunmehr nur die Adipole vor, sodass Anomalität nur im Bereich von nh = 150 GHz, dem Maximum der Hintergrundstrahlung, zu erwarten ist. In der Optik wird die Anomalie im Bereich der Resonanz durch Umorientierung der Dipole erklärt. Dies geschieht mit einer 180° Phasenverschiebung und einer Relaxationszeit

τ ~ γ / (μ*p*E)

mit γ = mittlerem Drehwinkel der Dipole, p =Dipolmoment, E = elektrische Feldstärke, μ = Rotations-Beweglichkeit, die ihrerseits umgekehrt proportional zur Viskosität η ist.

Adipole erfahren aber keine Reibung durch Viskosität (η = 0). Damit wird die Relaxationszeit Null, und die Umrichtung erfolgt spontan. Damit sind auch im Wellenlängenbereich um 2 mm, dem Maximum der Hintergrundstrahlung, keine Anomalien zu erwarten.

Nicht die elektromagnetische Welle dreht die Adipole, vielmehr erzeugen die drehenden Adipole in ihrer Gesamtheit die Welle. Das erinnert an Spinwellen in magnetischen Werkstoffen. Auch eine Wasserwelle ist nicht die Summe isolierter Tänze der Wassermoleküle, erst die Wechselwirkung zwischen den oberflächennahen Molekülen strukturiert die Welle.

Folgerungen:

Die bisherige Abhandlung zeigt, dass mit den Hypothesen ein konsistentes Bild entstanden ist. Doch zusätzliche Überlegungen führen zu weiteren plausiblen Ergebnissen, die in weiteren Abschnitten detailliert erläutert werden. Man kann ferner folgende Vermutungen nennen:

Da die Lichtgeschwindigkeit eine Funktion der Adipol-Dichte ist, diese aber in der Vorzeit größer war, so müsste die Lichtgeschwindigkeit in der Frühzeit geringer gewesen sein.

Die Relativitätstheorie mit vierdimensionaler Raumzeit musste nicht eine Zeitachse, sondern eine Funktion F=f(c*t) "Lichtgeschwindigkeit * Zeitachse" aufweisen. Damit ist c*t eine "Invariante", die, auf das Inertialsystem selbst bezogen, eine Zeitdehnung bedeutet in einem Maß, wie die Lichtgeschwindigkeit in der Vergangenheit kleiner war. Zeitintervalle in der Frühzeit währten im Vergleich zu heute länger. Die "Ersten drei Minuten" nach Steven Weinberg verliefen entsprechend langsamer.

War die Masse der Teilchen gemäß m = E / c² (E = const) in der Frühzeit größer? Dann war die Massenanziehung ebenfalls größer.

Die Elektrokraft war in der Frühzeit des Universums kleiner, da die Adipoldichte größer und damit 1/εo kleiner war.

Damit war in der Frühzeit die Gravitation dominant.

Die Influenzkonstante, und mit ihr die Lichtgeschwindigkeit, ist vielfach verknüpft mit anderen Naturkonstanten, die sich damit in der Zeit ebenfalls als variabel erweisen müssen. So kann die Feinstrukturkonstante a mit c~1/εo1/2 umgeformt werden in a ~ e²/(2*h*εo1/2). Da εo ~ N, ist sie umgekehrt proportional N1/2, wird also größer mit expandierendem Universum. Andererseits war sie klein, während der Frühphase.

Ergänzend gilt, dass auch im Adipol-Feld kein fester Bezugspunkt festgelegt werden kann. Alle Orte sind, falls keine Materie vorliegt, gleichwertig. Die Materie bildet eine getrennte Welt, von Adipolen nur wegen deren Expansion indirekt beeinflusst.

Mit variabler Lichtgeschwindigkeit c verlieren die Planckgrößen ihren konstanten Wert. So ändert sich die Plancklänge, was insbesondere im Umfeld eines Schwarzen Loches wichtig ist. Damit verlieren aber auch Plancktemperatur und Planckzeit ihre abenteuerlichen Werte.

Bei der Erörterung des Michelson-Versuchs wurde die relative Frequenzänderung bei akustischen Wellen durch den Doppler-Effekt dargestellt als:

Δn/n1 = (V1 - V2) / (c - V1) oder mit ß = V1 / c

Δn/n1 = (V1 - V2) / (c*(1 - ß))

Die Größe V1 betraf die Relativbewegung des Systems Sender- Empfänger gegenüber dem übertragenden Medium. überträgt man dieses Ergebnis auf optische Wellen - und das war das Ziel der Überlegungen - so wird die folgende Interpretation möglich:

1. Für V1 = V2 tritt auch für optische Wellen keine Frequenzänderung auf: Das gilt insbesondere für den Michelson - Versuch, bei dem Sender und Empfänger starr miteinander verbunden sind.

2. Werden die Messgeräte von den expandierenden Adipolen (oder expandierender Raum-Zeit) ohne relative Eigenbewegung der Geräte gegenüber dem Äther fortgetragen, so ist V1 = 0. Die Differenz ihrer Aufenthaltsorte wird nur durch die Geschwindigkeit der Dehnung des Raumes bestimmt. In diesem Fall kann die Entfernungszunahme wegen des Hubble-Gesetzes durch H*S ersetzt werden. S ist die Distanz zwischen den Geräten. Das Doppler-Gesetz geht über in die Gleichung der kosmologischen Rotverschiebung.

Δn/n1 = H*S/c mit H = Hubble-Konstante

Die Frequenzverschiebung ist proportional zur Entfernung S vom Ort der Beobachtung. Diese Beziehung gilt heute für die Entfernungsberechnung entfernter Galaxien.

Innerhalb der Milchstraße, wo Rotationsgeschwindigkeiten der Sterne um das Zentrum der Galaxie maximal etwa 1000 km/s betragen, kann V1 und damit auch ß mit 0.003 in der oben genannten Gleichung gegenüber 1 vernachlässigt werden.

Ferner: Bei sehr großem S, wenn die kosmologische Entweichgeschwindigkeit (und Dehnung des Raumes) gemäß Hubble sehr groß ist, wird eine Eigengeschwindigkeit V1 im Nenner der Gleichung die Frequenzverschiebung unwesentlich beeinflussen. Jedoch werden bei schnell rotierenden Doppelsternen wegen der gegenläufigen Bewegungsrichtung die Frequenzabweichungen der Einzelsterne groß sein, wenn auch die Entfernungen von der Erde aus praktisch gleich sind.

3. Die allgemeine Gleichung lautet:

Z = Δn/n1 = H*S / * (c - V1)

Z wird in der Astronomie als Ausdruck für die Rotverschiebung benutzt. V1 ist die Ursache für die bei der Auswertung der Ergebnisse der Hintergrundstrahlung zunächst notwendigen Dipolkorrektur.

Durch die Differenz im Nenner treten, falls V1 für das zu messende Objekt sehr groß wird, Abweichungen von der linearen Beziehung zwischen Z und S auf. Falls S sehr groß ist, d.h., Galaxien am "Rande" des Universums sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen, wird der Fehler für die Bestimmung von z zwar groß, aber schwer erkennbar sein.

Anders, wenn S vergleichsweise klein ist, die beobachteten Strahler sich mit jeweils großer Geschwindigkeit V1 bewegen; dann kann die Größe S/(c-V1) für diese Strahler größer werden als für Strahler in seiner unmittelbaren Nachbarschaft. Das könnten schnell rotierende Doppelsterne sein, aber auch schnell bewegte Quasare oder Materieströme in der Nähe einer nahe gelegenen Galaxie mit entsprechend geringerem Z.

Hier nähert sich die Interpretation dem Streit um die Deutung abweichender "Redshift"- Ergebnisse von Halton Arp, der beobachtete, dass Quasare bzw. Materieströme mit großem Z in der unmittelbaren Umgebung einer relativ nahen Galaxie mit kleinerem Z auftreten, was von der Astronomengemeinschaft jedoch als unwahrscheinlich abgelehnt wird.

Rechnerisch wird das nur möglich wegen der Größe V1 im Nenner, die wiederum eine direkte Folge der Gleichsetzung der akustischen und optischen Wellenausbreitung in Medien ist.

Was ist aber nunmehr V1? Analog zu Schallausbreitung muss jetzt eine Relativbewegung zu den Adipolen angenommen werden. Die ist aber, wie die Abschätzung für ß gezeigt hat, bereits in einer Galaxie im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit vernachlässigbar klein. Das gilt für jede Galaxie, wie das Kapitel über die Galaxienbildung zeigen wird.

Die erheblich größere Zunahme des Abstandes weit voneinander entfernter Galaxien ist dagegen Folge der expandierenden Adipole, obwohl sie selbst gegenüber den Adipolen kleine Geschwindigkeiten aufweisen.

Bei der Auswertung der WMAP Aufnahmen der Hintergrundstrahlung wird als erste Korrektur die Relativbewegung der Sonne um das Milchstraßenzentrum berücksichtigt. Aus der oben angeführten Gleichung

Δn/n1 = (V1 - V2) / (c*(1 - ß))

lässt sich diese mit den Messdaten Δn/n1 = 10E-3 mit ß = 0 zu 300 km/s bestimmen. Für exakte Rechnungen sollte die Erdbewegung um die Sonne mit 59 km/s zusätzlich beachtet werden.

Damit muss die Korrektur über das Jahr unterschiedlich sein, da anzunehmen ist, dass die Erde sich gegenüber dem Adipolfeld bewegt.

Bei Überschallflügen ist zwar der Körper schneller als der Schall, aber zwischen dicht beieinander liegenden laminaren als auch turbulenten Schichten wird die Geschwindigkeitsdifferenz kleiner als die Schallgeschwindigkeit sein; das Geschwindigkeitsprofil wird stetig sein. Im Äther wäre das Profil dagegen an der Körperoberfläche unstetig.

Konsequenzen:

Mit der Einführung eines solchen Äthers entscheidet sich die Frage, ob die Relativitätstheorie im Sinne von Lorentz oder Einstein die richtige Lösung ist.

Lorentz setzte einen Äther voraus, der aber nach dem negativen Ergebnis des Michelson-Experiments nicht länger akzeptabel war. Als Hilfshypothese führte er Dimensions- und Zeitintervalländerungen ein, die, von der Relativgeschwindigkeit beeinflusst, in jedem Bezugssystem andere Werte zeigt. Die gefundenen Lorentz-Transformationen transformieren Zeit und Dimension so, dass daraus in jedem Inertialsystem eine konstante Lichtgeschwindigkeit resultiert.

Einstein dagegen postulierte für jedes Inertialsystem a priori die gleiche Lichtgeschwindigkeit und das Relativitätsprinzip, wonach physikalische Gesetze in jedem System gültig sind. Er verzichtete damit auf den Äther, der, wie in diesem und den Folgekapiteln gezeigt ist, vielfach heute bestehende Probleme lösen kann. Inertialsysteme sind im vorgeschlagenen Modell jetzt nur jene unendlich vielen Systeme, die mit dem Äther als Hintergrund fix verbunden sind. Geschwindigkeiten von Körpern innerhalb solcher Systeme sind von geringer Bedeutung, solange v << c ist.

Das Relativitätsprinzip gilt nicht in aller Strenge. Bewegte Körper gewinnen bei jeder Bewegung durch den Äther Masse, aber eben nur in geringem Umfang. An Aussagekraft verliert die Theorie dadurch nicht, da die Begriffe für Energien und Impulse in relativistische Rechengrößen umgewandelt wurden. Aber der Äther fehlt danach für andere Fragestellungen.

In der Newton‘schen Mechanik wird dieser Effekt bereits berücksichtigt, aber dort als Inbegriff der „Kinetischen Energie“. Dabei wird eine Anpassung vollzogen, indem die bewegte Masse von der Ruhemasse unterschieden wird und E=m*c² folgend die Reihenentwicklung bereits nach dem ersten Glied abgebrochen wird. Dieses Verfahren ist wiederum nur sinnvoll, solange v«c.

(1) Gerthsen Physik, 20.Aufl.S.123

(2) Thermische_Wellenlänge

Zurück

Bernhard Reddemann