Jun 22 2011

Gegen die Dunkelheit: Modified Gravity

Die Materie, aus der Sterne, Planeten und Menschen bestehen, macht gemäss der modernen Kosmologie nur etwa 4% des Massen-Energieinhalt des Universums aus. Allerdings gibt es auch Kosmologen, die das ein wenig anders sehen.

Eines gleich vornweg: nein, hier geht es nicht um die Privattheorie irgendeines selbsternannten Welterklärers. Und nein, ich bin im Kommentarstrang dieses Artikels auch nicht an selbstentwickelten „Theorien“ interessiert. Wer sich davon angesprochen fühlt, sei hiermit ermahnt, was hier das Thema ist: Hier geht es um den Physiker und Kosmologen John Moffat und seine, in anerkannten und peer-reviewten wissenschaftlichen Fachzeitschriften bestens dokumentierte Alternative zum gegenwärtig vorherrschenden, kosmologischen Weltbild. Seine „Modifizierte Gravitation“ (Modified Gravity), auch MOG abgekürzt, macht ganz konkrete, überprüfbare Vorhersagen, die sich mit künftigen Beobachtungen überprüfen lassen – und sie kommt völlig ohne Dunkle Materie und Dunkle Energie aus. Doch beginnen wir am Anfang.

Die heutige Kosmologie hat ein Problem: das Universum ist flach. Kein Witz: „flach“ ist einer von drei möglichen „Geometrien“ eines Raumes. Anschaulich illustrieren kann man das, indem man von unserem dreidimensionalen Raum eine Dimension hinuntersteigt, in die Fläche. Eine Fläche kann etwa in sich selbst gekrümmt sein, wie zum Beispiel eine Kugeloberfläche. Eine darauf herumkriechende Ameise wird deshalb immer und immer wieder an denselben Ort zurückkehren, und Dreiecke auf dieser Fläche haben stets mehr als 180° Winkelsumme (so hat etwa das Dreieck, das einen gedachten Pol der Kugel mit zwei ein Viertel des Umfangs voneinander entfernten Punkten auf dem Äquator der Kugel verbindet, eine Winkelsumme von 270°). Diese Geometrie nennt man „geschlossen“. Ein Universum kann auch eine „offene“ Geometrie haben, so dass die Winkelsumme stets kleiner als 180° ist (meist wird das mit einem „Sattel“ illustriert, was leider nicht ganz so anschaulich ist wie die Kugel). Schliesslich gibt es noch die Geometrie dazwischen: eine ebene, unendlich grosse Fläche. Und in diesem Zustand ist die Fläche (oder der Raum, wenn man jetzt wieder eine Dimension hochklettert) „flach“ (oder „euklidisch“, weil in diesem Raum die euklidische Geometrie, wo die Winkelsumme im Dreieck immer 180° beträgt, gilt).

Mit verschiedenen Beobachtungen ist es Astronomen und Kosmologen gelungen, die heutige Geometrie des Universums zu bestimmen. Das überraschende Ergebnis: Das Universum ist flach: es ist also ein vermutlich unendlich ausgedehnter Raum. Nach allem was wir wissen und beobachten, würden wir eben nicht – wie oft behauptet – irgendwann zur Erde zurückkehren, wenn wir nur genug lange in eine Richtung davonfliegen. Es würde stattdessen einfach immer und immer weiter gehen. Diese Unendlichkeit hat Konsequenzen, doch das ist nicht das Problem der Kosmologen: ihr Problem ist, dass die Geometrie des Raumes – gemäss der Einsteinschen Relativitätstheorie – von der Menge der darin enthaltenen Energie abhängig ist. Masse krümmt den Raum: auf lokaler Ebene manifestiert sich das als Gravitation (Schwerkraft). Doch auch auf der Ebene des Universums bestimmt die Materie die allgemeine Geometrie: Ist die Materiedichte höher als eine bestimmte, „kritische“ Dichte, kollabiert das Universum unter seiner eigenen Gravitation irgendwann wieder: es ist „geschlossen“. Ist die Materiedichte jedoch tiefer als die kritische Dichte, expandiert es auf alle Zeiten hinaus. Ein „flaches“ Universum, das gerade die kritische Dichte hat, sollte hingegen immer langsamer expandieren und irgendwann (nach unendlich langer Zeit, um genau zu sein) zum Stillstand kommen. Die flache Geometrie des Universums sagt uns also präzise, wieviel Materie darin stecken muss: gerade etwa die kritische Dichte.

Zählt man nun aber alle sichtbaren Sterne und leuchtende Gaswolken in Galaxien (die sogenannte „leuchtende Materie“) zusammen, und rundet man das ganze noch grosszügig mit unsichtbaren Gaswolken, Sternleichen, Planeten und exotischen Teilchen wie Neutrinos auf, kommt man nirgends hin – nur etwa 4% der kritischen Dichte kommen so zusammen. Der Rest ist, wie man heute so schön sagt, „dunkel“: Dunkle Materie (dazu kommen wir noch) bringt uns auf etwa einen Viertel der nötigen Dichte, und „Dunkle Energie“ (von der niemand weiss, was sie ist oder sein soll) soll dann halt noch irgendwie den Rest ausmachen. Doch nun gibt es noch ein zweites Problem, von dem wir – dank der Beobachtung extrem weit entfernter Supernovaexplosionen – erst seit 1998 wissen: Das Universum expandiert – beschleunigt. Es dehnt sich also immer schneller aus. Die meisten Kosmologen vermuten, dass die Dunkle Energie „irgendwie“ dahintersteckt (etwa mit der Argumentation: wenn sie so häufig ist, sollte sie auch einen Einfluss auf das Verhalten des Universums haben). Wir erinnern uns, dass beschleunigte Expansion bedeutet, dass das Universum eine offene Geometrie haben muss. Aber hatten wir nicht gerade eben noch gesagt, das Universum hätte heute eine flache Geometrie!?

Kosmologen erklären das so, dass das, was auch immer die Expansion des Universums bewirkt, sich gerade etwa heute (plusminus ein paar Milliarden Jahren) die Balance mit dem Energieinhalt hält. In der Zukunft wird die Geometrie klar „offen“ sein, und in der Vergangenheit war sie einst „geschlossen“ (das ist mittlerweile sogar durch Beobachtungen bestätigt worden: das Universum hat nach dem Urknall erst etwas „abgebremst“ und danach erst wieder zu beschleunigen begonnen). Für viele Kosmologen ist das eines der grössten Rätsel: warum ist das Universum ausgerechnet heute, da wir da sind, um es zu beobachten, flach? Es ist nur einen winzigen Bruchteil seiner Geschichte flach (zuerst ein paar Jahrmilliarden geschlossen, dann kurz flach, dann in alle Ewigkeit offen) – und gerade da tauchen wir auf? Das ist vielen ein bisschen zu viel Zufall. Und genau da kommt die moderne Form der „Modified Gravity“ (MOG) ins Spiel. Es wäre, sagt der (ursprünglich dänische) Physiker John Moffat, der sie gemeinsam mit dem Russen Viktor Toth entwickelt hat, doch viel einfacher, wenn die Geometrie des Universums schon immer flach gewesen wäre – dann gäbe es nichts zu erklären. Aber um die Beobachtung des flachen Raumes mit der leuchtenden Materie unter einen Hut zu bringen, kann man, statt die Materie zu erhöhen, auch die Gravitation etwas stärker machen, als sie ist – unter bestimmten Bedingungen.

Die Gravitation stärker machen, als sie im Sonnensystem ist – damit hatte Moffat vor Jahrzehnten die Entwicklung von MOG begonnen. Damals ging es noch nicht um die Kosmologie, sondern um die Dunkle Materie. Die Sterne in der Milchstrasse (und anderen Galaxien) gehorchen offenbar nicht den Keplergesetzen. Gemäss diesen müsste die Geschwindigkeit, mit der sie das galaktische Zentrum umlaufen, mit dem Quadrat zum Abstand abfallen. Tatsächlich erreicht aber die Umlaufsgeschwindigkeit ein bestimmtes Niveau – und verharrt dort, viel weiter hinaus als die beobachtete, leuchtende Materie zulässt. Nun gibt es zwei Möglichkeiten: entweder, da draussen gibt es viel mehr Materie, als wir sehen (die vielberühmte „Dunkle Materie“, die nicht strahlt und auch sonst nur über die Gravitation mit dem Rest des Universums interagiert), oder aber, die Gesetze der Gravitation ändern sich mit der Distanz zum galaktischen Zentrum. Während die Mehrheit der Physiker die erste Möglichkeit verfolgt, hat John Moffat stets mit viel Herzblut versucht, die Gravitation entsprechend zu modifizieren.

Dies hat durchaus auch einen biografischen Hintergrund. Moffat – der heute Professor Emeritus an der Universität Toronto ist – begann sein Leben als (eher mässig erfolgreicher) Künstler. Er interessierte sich aber auch für Physik, und er korrespondierte brieflich mit Einstein (ein autobiografisches Buch von ihm heisst dann auch: „Und Einstein schrieb zurück“). Schliesslich erarbeitete er sich – ohne Universitätsabschluss – in London einen Doktor in der Physik. Er war tief davon beeindruckt, wie Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie durch die Modifikation der Newtonschen Physik unter speziellen Bedingungen (starke Gravitationsfelder) zwangslos die lange mysteriöse „Periheldrehung des Merkur“ erklären konnte, die die Physiker seit Jahrzehnten narrte. Der Punkt, an dem der innerste Planet Merkur der Sonne am nächsten steht (der „Perihel“) bewegt sich erstaunlich schnell vorwärts (so dass Merkur im Verlauf der Jahrhunderte mit seiner Bahn eine Art „Rosette“ um die Sonne zeichnet), schneller auf jeden Fall, als Newtons Gravitationsgesetz erlaubt. Im späten 19. Jahrhundert wollten die damaligen Physiker dies durch die Präsenz eines weiteren Planeten, den sie „Vulkan“ nannten und der noch näher als Merkur um die Sonne kreisen sollte, erklären (eine kurze Zeit lang galt der Planet sogar als durch eine Beobachtung bestätigt, doch das musste später zurückgenommen werden). Andere brachten einen Ring aus massiven, dunklen Teilchen ins Spiel. Doch am Ende zeigte sich, dass sie alle falsch lagen: die Modifikation der Newtonschen Gravitationstheorie brachte die Lösung. Davon beeindruckt, machte sich Moffat daran, auch die „Dunkle Materie“ durch Erweiterung der Einsteinschen Relativitätstheorie – diesmal für sehr kleine Beschleunigungen – zu verändern. So wie die allgemeine Relativitätstheorie eine Erweiterung der Newtonschen Gravitation ist, ist MOG eine Erweiterung der allgemeinen Relativitätstheorie – auf kurzen Skalen geht MOG in die Relativitätstheorie über, die in schwachen Gravitationsfeldern in die Newtonsche Gravitation übergeht.

Moffats MOG kam bald schon in vielen Formen und Varianten, und etliche davon waren geeignet, um die beobachteten „Rotationskurven“ (also die typischen Geschwindigkeiten, mit denen sich Sterne in Galaxien in Abhängigkeit von ihrer Entfernung zum galaktischen Zentrum bewegen) unzähliger Galaxien zu erklären. Vereinfacht gesagt geht MOG von einer variablen Gravitationskonstante G aus. Gravitation ist zunächst anziehend, fällt zunächst mit dem Quadrat zum Abstand ab, wird dann bei sehr grossen Entfernungen negativ (abstossend) und fällt danach auf Null zurück. Sowohl die Gravitationskonstante G, als auch die Lichtgeschwindigkeit c sind (leicht) variabel, aber G/c ist über die Geschichte des Universums konstant geblieben.

Schliesslich begann Moffat damit, MOG auch auf kosmologische Fragen anzuwenden. Immer mehr Varianten, immer mehr freie Parameter fielen raus, gleichzeitig wurden damit die darunter liegenden Formeln auch schlanker (Moffat überprüfte übrigens auch, ob MOG eventuell die Pioneer-Anomalie erklären könnte: sie konnte nicht. Die von MOG vorhergesagten Beschleunigungen sind zu klein, um den angeblich beobachteten Effekt zu erklären – Moffat sagte deshalb voraus, dass sich die Pioneer-Anomalie schliesslich als Artefakt herausstellen würde – womit er ja auch vor kurzem bestätigt wurde). Heute ist MOG eine relativistische Theorie, die praktisch ohne freie Parameter auskommt, die zudem nicht nur die Rotationskurven von Galaxien, sondern auch die Bewegung von Galaxienclustern (inklusive dem „Bullet Cluster“, an dem alle anderen „modifizierten Gravitationstheorien“ wie etwa „MOND“ – die mit MOG nichts zu tun hat – scheitern) korrekt vorhersagt. Sie sagt das „Powerspektrum“ (Energieverteilung über die verschiedenen Wellenlängen) der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung des Universums in den heute überprüfbaren Bereichen korrekt voraus, und sie macht konkrete, überprüfbare Vorhersagen für die Bereiche, die man noch nicht beobachtet hat. Sie erklärt zwangslos die beschleunigte Expansion des Universums, ohne eine „kosmologische Konstante“ einzuführen. Das Universum hat in MOG zu jeder Zeit eine flache Geometrie. Eine variable Lichtgeschwindigkeit in den frühesten Sekundenbruchteilen des Universums lässt eine ganze Reihe von Problemen verschwinden, inklusive der unschönen „Inflationsphase“, die man heute für diese Zeit postulieren muss, um die Homogenität des Hintergrundstrahlng zu erklären. Interessanterweise sagt MOG auch, dass Schwarze Löcher keine Singularitäten sein dürfen. Trägheit hat gemäss MOG ihren Ursprung in der Wirkung weit entfernter Massen im Universum (ganz wie für den Mach-Lorentz-Antrieb erforderlich – allerdings ist nicht klar, wie sich die MOG auf die allfällige Machbarkeit dieses postulierten „Antriebs“ auswirkt – ich hab ihn gefragt, mal sehen, was er antwortet…).

Moffat hat sogar ein relativ einfaches Experiment vorgeschlagen, mit dem sich in der Schwerelosigkeit (z.B. auf der ISS) mit relativ geringem Aufwand überprüfen lässt, ob bei kleinen Beschleunigungen tatsächlich MOG gilt (siehe dazu die unten verlinkte Powerpoint-Präsentation). Gerade in letzter Zeit mehren sich einerseits Meldungen, man hätte nun zum ersten Mal Dunkle Materie Partikel gemessen, anderseits zeigt sich je länger je mehr, dass gewisse Aspekte der Dunklen Energie und Materie im Widerspruch mit Beobachtungen zu stehen scheinen, und dass gewisse Experimente, die zur Suche nach Dunkler Materie ausgerichtet wurden, leer ausgingen. Es ist sicher nicht verkehrt, in solchen Zeiten auch einmal Alternativen anzusehen, gerade wenn sie so attraktiv und vielseitig wie MOG sind. Die Ablösung der allgemeinen Relativitätstheorie durch MOG (zumindest auf grossen Skalen) wäre eine spektakuläre, späte Bestätigung für Moffat und der krönende Abschluss einer äusserst ungewöhnlichen Karriere, die zeigt, dass in der Physik auch abweichende, kreative Ideen, die sorgfältig ausgearbeitet, mit Beobachtungen verglichen und dem wissenschaftlichen Validierungs-Prozess unterworfen werden, auch heute absolut eine Chance haben, unser Weltbild auf den Kopf zu stellen. Es wäre, gewissermassen, das Ende der „dunklen“ Phase der Kosmologie, und der Aufbruch in eine spannende neue, „helle“ Zukunft.

Ein paar von Moffats MOG-Arbeiten auf arxiv:

Cosmological observations in a modified theory of gravity (MOG)

Modified Gravity or Dark Matter?

Can Modified Gravity (MOG) explain the speeding Bullet (Cluster)?

Observationally Verifiable Predictions of Modified Gravity

Fundamental parameter-free solutions in Modified Gravity

Testing modified gravity with motion of satellites around galaxies

Natürlich hat er nicht nur auf arxiv publiziert, sondern auch in Fachzeitschriften, unter anderem:

in Classical and Quantum Gravity

im Astrophysical Journal

in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

(alle drei Papers sind oben in ihrer Arxiv-Version verlinkt)

Moffat’s Webseite, mit zahlreichen Links zu PDF-Präsentationen, in denen er MOG erklärt:

johnwmoffat.com

Hier eine Übersicht (PDF), in dem auch das Schwerelosigkeits-Experiment erkärt wird, mit dem sich MOG testen liesse

70 Comments

  • By Matthias Meier, 15. Juni 2012 @ 17:33

    Kommt halt drauf an, wieviel Energie die Partikel dieser Dunklen Materie haben. Dass man sie bisher nicht gesehen hat, kann zweierlei bedeuten: entweder sie sind so leichtgewichtig, dass sie in den Energiebilanzen untergehen, oder so schwer, dass sie bisher noch nicht produziert werden konnten…

  • By T.Mollet, 15. Juni 2012 @ 18:21

    Ok, danke.

    Kann es nicht vier Sachen bedeuten?
    -Sie sind zu leichtgewichtig.
    -Sie sind zu schwer.
    -dunkle Materie kann nur in dunkle Energie und zurück gewandelt werden.
    -Sie existieren nicht.

    Irgendwie wäre aber das 1. unlogisch. Theoretisch müsste verhältnismässig gleich viel dunkle Materie entstehen wie im Universum gegenüber der normalen Materie vorhanden ist, sprich ca. 6 mal mehr dunkle Materie.

  • By Matthias Meier, 16. Juni 2012 @ 09:55

    Dunkle Energie und Dunkle Materie müssen nichts miteinander zu tun haben, es sind bloss Platzhalter für etwas, was wir nicht kennen – und Dunkle Energie ist dieselbe „Qualität“ von Energie wie die „normale“ (folgt aus ihrer Definition: das Universum ist flach auf grossen Skalen, aber die Dichte der leuchtenden und dunklen Materie macht nur 30% der Energie aus, die für eine flache Geometrie nötig ist – entsprechend braucht es nochmals 70% „dunkle“ Energie).

    Sie existieren nicht, ist natürlich eine Option. Dass sie zu leichtgewichtig sind, muss nicht unlogisch sein: sie müssten dann einfach sehr zahlreich sein. Da wir nicht wissen, bei welchem Prozess sie entstanden sind, können wir das nicht kategorisch ausschliessen. Beispiele für vorgeschlagene, leichte DM-Partikel sind z.B. Neutrinos (mittlerweile keine Option mehr) und Axionen. Beispiele für vorgeschlagene, schwere DM-Partikel sind die supersymetrischen Teilchen.

  • By Holger, 26. Juni 2012 @ 19:21

    Ich glaube, T.Mollet meint mit „1. unlogisch“, dass in einem Teilchenbeschleuniger genau so ein grosser Anteil dunkle Materie entstehen sollte, wie im Universum existiert, also durchschnittlich ca. 80% der Energie sollte in DM ungewandelt werden. Wenn so viel „fehlen“ sollte, duerfte man es vermutlich (?) merken.

    Dazu muesste man aber natuerlich wissen, nach welchen Regeln sich die Natur „entscheidet“, welche der vielen moeglichen Materie-Antimaterie-Paare bei energiereichen Kollisionen entstehen, bzw. in welchem Verhaeltnis.

  • By Alex, 27. Juni 2012 @ 20:09

    @Holger:
    Es muß sich bei Teilchenkollissionen nicht das durchschnittliche Verhältnis im Universum widerspiegeln. Sonst müßten da zu über 99% Photonen rauskommen. Es ist eine Frage des grundlegenden Mechanismus und der Energieniveaus; wenn die DM-Partikel extrem energiereich sind, kommen logischerweise 0 DM-Partikel heraus wenn man energiemäßig darunter bleibt.

  • By Holger, 30. Juni 2012 @ 20:47

    @Alex:
    „Es muß sich bei Teilchenkollissionen nicht das durchschnittliche Verhältnis im Universum widerspiegeln.“
    Ja, davon wuerde ich auch ausgehen. Aber trotzdem faende ich es komisch, wenn manche (genuegend leichten) Teilchen gar nicht entstehen wuerden. Es ging ja hier gerade um den Fall, dass die DM-Teilchen mehr als leicht genug sind, um bei Kollisionen zu entstehen…
    Meine Frage ist also gerade: Was ist der „grundlegende Mechanismus“ bei Kollisionsreaktionen, ausser der Energieerhaltung? (Alle anderen Invarianten bleiben ja bei Paarerzeugungen automatisch erhalten…)

  • By J.G.Karl Gross, 27. April 2015 @ 11:26

    Ich frage mich, sind alle Bekenner der Expansionstheorien sich im Klaren darüber, dass alle Vermutungen auf der Voraussetzung der Annahme beruhen, dass die 1929 von dem Astronomen Hubble entdeckte Rotverschiebung des Spektrums ein Doppler-Effekt ist?

    Hubble hat nur eine Rotverschiebung festgestellt, aber er hat sich mehrfach davon distanziert, diese Beobachtung als Doppler-Effekt zu interpretieren. Der Doppler-Effekt passte nur sehr gut für die Erklärung des theologischen Urknalls.

    Der Prof. Dr. Manfred Pohl hat darauf hingewiesen, dass die Zeit vor 13 Milliarden Jahren doch früher war als vor 10 Millionen Jahren. d.h. die vermutete beschleunigte Expansion muss sich nicht vergrössert, sondern verkleinert haben.

    Ich habe erklärt, dass die Annahme einer Expansion irreal ist und nur zur Stützung des theologischen Urknalls dient. Das Universum wird sich mit höchster Wahrscheinlichkeit, nach einer Kollision mit Lichtgeschwindigkeit, im „steady state“ befinden und sich vielleicht in Trilliarden Jahren zu einem Super-Massiven-Loch
    entwickeln, aber, keine Angst, das erlebt die Menschheit nicht.

    Freundliche Grüsse
    J.G.Karl Gross

  • By Matthias Meier, 11. Mai 2015 @ 10:49

    Es gibt keine „Wissenschafts-Nomenklatura“, nur einen allfälligen Konsens unter intelligenten Menschen, die nichts anderes tun als sich mit genau dieser Frage zu beschäftigen. Es gibt ziemlich sicher eine Expansion (im Sinne der Galaxienflucht). Doch die verlinkten Artikel beziehen sich nicht darauf, sondern auf die Frage, ob die kosmische Inflation (die postulierte aber umstrittene super-schnelle aber kurzlebige Expansion des Universums gleich nach dem Urknall) einen charakteristischen Abdruck im Mikrowellenhintergrund des Universums hinterlassen hat und ob man eben diesen „Abdruck“ – wie kürzlich von einer Gruppe von Wissenschaftlern postuliert – tatsächlich in den Beobachtungsdaten des BICEP2-Teleskops am Südpol gefunden hat: hat man nun offenbar doch nicht, es handelte sich stattdessen um den charakteristischen Abdruck von galaktischem Staub. Also so ziemlich genau das, was eine andere Gruppe von Wissenschaftlern bereits kurz nach der Veröffentlichung der Ergebnisse gesagt hat. Die ganze Episode ist eher ein Lehrbeispiel dafür, wie ständiges aufmerksames Gegenlesen von Publikationen durch andere Wissenschaftler im gleichen Gebiet zu einer Selbstkorrektur von Fehlern bzw. qualitativ minderwertigen Arbeiten führt.

  • By Atlan, 11. Mai 2015 @ 14:12

    Jedenfalls stellt zumindest Max Tegmark in seine aktuellen Buch „Unser Mathematisches Universum“ etwas „Postuliertes“, wie Du es nennst, als Tatsache hin. (Z. B. Seite 108, „Fazit“, 2. Punkt).

  • By Matthias Meier, 11. Mai 2015 @ 14:16

    Wie gesagt, die Expansion und die Inflation sind zwei völlig verschiedene Schuhe (bzw. Prozesse). In deinen Links gehts um die Inflation. Was stellt Tegmark in seinem Buch als Tatsache hin? Die Expansion oder die Inflation?

  • By j.G.Karl Gross, 12. Dezember 2015 @ 18:01

    Ich möchte hiermit gern „eine Lanze brechen“ für Albert Einstein. Voraussetzen will ich aber, dass man ihn nicht tadelt, weil er Jude war.
    Die meisten Vorwürfe beziehen sich auf seine Formel E = mc2, wo doch jeder Physikstudent weiss, dass die Energieformel E = 1/2 mc2 lautet.

    Da wird doch tatsächlich im Internet behauptet, dass Einstein in einem falschen Lehrbuch die verkehrte Formel gesucht hätte. Bekanntlich gab es zwei Grundformeln, A sagt: E = a*v2 und B sagt: E = 1/2 a*v2
    Kein Physiker wird Einstein für so unwissend halten, dass er das nicht
    korrigiert hätte. Der Irrtum liegt bei den „Pseudophysikern“ welche fest überzeugt sind, dass in Einsteins Formel, c2 die Dimension m2/c2 hat und die Energiemenge definiert. Das ist ein sehr verhängnisvoller Irrtum!
    Einsteins Formel erklärt nicht die Energiemenge, sondern das Verhältnis zwischen Masse und Energie, c2 bedeutet nur die Zahl „90 Billiarden.“
    Ich erkläre noch einmal für alle an Physik Interessierten Leser.
    1. Es gibt, kernphysikalisch berachtet, nur kinetische Energie.
    2. Die Energie ist ein Produkt aus “Urmatere“ und Lichtgeschwindigkeit.
    3. Lineare Bewegung eines „Quant“ Urmaterie, ist ein Photon, d.h es ist
    el. magn. Strahlung.
    4. Rotierende Bewegung eines „Quant“ Urmaterie, auf der Stelle, ist
    Masse, z.B. ein Proton oder Neutron.
    5. Die Bewegungsrichtungen sind nicht in einander umwandelbar!
    Aus dieser Sicht ist “Masse“ quasi nur eine Scheinmaterie, aus einem Teil Urmaterie und ca. „90 Billiarden Rotationsenergie“

    Freundliche Grüsse
    J.G.Karl Gross

  • By J.G.Karl Gross, 27. Februar 2016 @ 15:37

    Ist die Lichtgeschwindigkeit ein Irrtum?
    Licht besitzt, ausser der Wahrnehmbarkeit durch die Helligkeit, keinerlei Eigenschaft, mit der es auf seine Geschwindigkeit einwirken könnte. Weder durch Frequenz, noch durch Lichtstärke. Licht „bewegt“ sich nicht aus sich selbst, sondern es wird transportiert durch das Medium, welches als unverstandener „Äther“ tabuisiert ist. Michelson und Morley hätten sich ihre Versuche ersparen können, einen „Ätherwind“ messen zu wollen. Über hunderte Jahre wurden etwa ein Dutzend Äthermodelle von anerkannten Wissenschaftlern diskutiert und verworfen. Albert Einstein erklärt in seinem Buch „Relativitätstheorie“ Wieweg-Verlag Seite 46 : “ Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ist nicht allgemein gültig, sie variiert mit dem Orte, weil sonst keine Krümmung des Strahls möglich wäre. Mit „Orte“ kann er doch nicht die Landschaft gemeint haben, sondern den Brechungsindex des Mediums. Wenn man dieses Faktum erkannt hat, dann wird es verständlich, daß man die Lichtgeschwindigkeit „c“ , weder addieren, noch subtrahieren kann mit der Geschwindigkeit „v“ , sie hängt einzig ab von dem Brechungsindex des Transportmediums.
    Photonen übertragen ihre kinetische Energie auf das Medium und das transportiert sie mit „Lichtgeschwindigkeit“ als elektro-magnetische Welle (zum Mond ) und beim Aufprall gibt die Welle ihre Energie wieder ab als Photonen. Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden.
    Der „Leere Raum“ wimmelt nur so von Feldern, so dass für den überaus wichtigen, realen Äther kein Platz vorhanden ist. Erkenntnisse kann man nur durch Einsicht gewinnen.
    Es scheint so, als ob man mit der Tabuisierung des Äthers, nicht nur das Kind mit dem Bad ausgeschüttet hat, sondern auch ein Teil der physikalischen Logik !
    Obwohl die Quantenphysik einige Phänomene auf Lager hat, kann mein Verstand nicht begreifen, wie aus einem Photon, nur durch Beobachtung, plötzlich zwei Photonen werden können, da mit sie gleichzeitig durch beide Spalte fliegen können.
    Das Doppelspalt-Problem löst sich doch, wenn Photonen sich nicht selbst fortpflanzen, sondern vom Medium transportiert werden, denn sie sind vor dem Passieren Welle und nach passieren der Spalten auch noch Welle. Erst beim Aufprall wandelt die Welle die Energie wieder um in Photonen.

    So neben bei erwähnt: Es gibt kernphysikalisch nur kinetische Energie. Egal, welche Menge ich mir vorstelle von Masse oder Energie, ich bekomme immer nur das Produkt mc2 und stets im Verhhältnis 1 zu 90 Billiarden. Kinetik heißt Bewegung, und der Unterschied zwischen Masse und Strahlungsenergie liegt einzig in der Art der Bewegung: Lineare Bewegung der Energie ist Strahlung. Rotierende Bewegung der Energie, auf der Stelle, ist Masse Erklärung: Die Hadronen, d.h. Protonen und Neutronen rotieren mit “Lichtgeschwindigkeit“ Ihre Trägheit entsteht durch den Kreiseleffekt eines Gyros, weil ein Kippen der Kreiselachse, bei blockierter Ausweichbewegung um 90°, eine Erhöhung oder Minderung der Drehzahl erfordert.

    Ich bezweifle die Theorie der Quarks, denn 10 ^ – 25 Sek. Lebensdauer Ist etwas zu mager, um als existent zu gelten. Ich vermute, dass die Idee der 2/3 plus und der 2/3 minus Ladung nur ausgezeichnet passt, um den Unterschied zu deuten, zwischen Proton und Neutron, da die Hadronen aber mit “Lichtgeschwindigkeit“ rotieren müssen, um ihre enorme Energie speichern zu können, ist es doch sehr unwahrscheinlich, dass sie aus drei Quarks bestehen können. Ich habe mir das so gedeutet: Die Rotation erzeugt die Ladung und das Neutron wird so rotieren, ( hinkender Vergleich ), wie ein Helikopter mit zwei Rotoren, so dass sich die Ladung gegenseitig aufhebt.
    Freundliche Grüsse,
    J.G.Karl Gross

  • By J.G.Karl Gross, 23. März 2016 @ 05:44

    Ich bedaure alle Physiker, die Ihre eigene Meinung nicht zu äussern wagen, weil sie als Aussenseiter angeprangert würden. Darum überlasse ich es jedem, sich zu entscheiden, ob das Universum entstanden sein kann, durch Fluktion aus dem Nichts, mit aus der Luft gegriffener Expansion des Raumes, völlig ohne Eigenschaft, aber vielen freien Parametern, oder logischer so, wie es praktiziert wird bei DESY und CERN, mittels Kollisionen mit Lichtgeschwindigkeit. Auch wenn in der Quantenphysik Ursache und Wirkung oft kaum zu trennen sind, darf man doch voraussetzen, dass es kein Perpetuum mobile gibt, und der Urknall ist ein unmögliches Perpetuum mobile und viele Beweise drehen sich im Kreise.

    Freundliche Grüsse
    J.G.KarlGross

  • By J.G.Karl Gross, 14. Juni 2016 @ 12:15

    “ Hallo erstmal, ich weiss gar nicht, ob Sie es wussten.“ Ich will nun nicht direkt behaupten, dass die Urknallverfechter völlig schwachsinnig sind,—- ——-aber eigentlich schon. Wenn ich mit meinem neuen Prismenfernglas 8 x 35, von Amazon, € 23,99, durch das Universum streife, dann kann ich natürlich keine Rotverschiebung, durch den Doppler-Effekt, feststellen, aber ich höre sehr deutlich das Rauschen der Hintergrundstrahlung, welche noch vom Urknall her nachrauscht und zwar aus allen Richtungen rund um gleich stark. Daraus erkenne ich, dass ich mich im Zentrum der gedachten Raumblase befinden muss, weil die ja, nach der Theorie, durch Aufblähung, die gesamten Galaxien durch die Expansion mitgenommen hat. Nun überlege ich mir, ob ich nicht eigentlich, von der Oberfläche der Raumblase aus, rund herum in das Zentrum der Blase horchen müsste, um das Hintergrundrauschen aus dem Zentrum der aufgeblähten Blase hören. Das will ich noch als einen kleinen Denkfehler, der jedem Drittklasse-Schüler passieren könnte, verzeihen, aber bei der Behauptung, das Universum expandiere sogar beschleunigt, mit der Entfernung in Milliarden Lichtjahren, da hört die Verzeihung bei mir auf. Die Theorie behauptet, dass der Knall sich vor ca. 13,7 Milliarden Jahren ereignet hat. Da hatte die Expansion die höchste Rate, also beobachte ich von der Jetztzeit an, dass vor 10 Milliarden Jahren die Expansion langsamer war, als vor 12 Milliarden Jahren und eben so sehe ich, dass vor 13 Miliarden Jahren die Expansion grösser war als die vor 12 Milliarden Jahren, und jetzt sehe ich, dass die Expansion schon sehr lange zum Stillstand gekommen ist. Ich vermute, der Urknall ist ein gut gemeintes Märchen aus der Bibel, und hat mit Wissenschaft nichts zu tun.

  • By J.G.Karl Gross, 14. Juni 2016 @ 12:25

    Nachtrag.
    Ich hatte vergessen zu erwähnen, dass die Expansionsgeschwindigkeit sich, vom Urknall aus gesehen, verlangsamt hat, und darum keine Expansion des Universums bis ins Unendliche zu erwarten ist.

  • By J.G.Karl Gross, 25. Juni 2016 @ 19:34

    Die Entstehung des Universums.
    Weil aus Einsteins Formel, E = mc2 ersichtlich ist, dass “m“ relativistische Masse bedeutet, sonst müsste die Formel E = 1/2 mc2 lauten, ergibt sich meine Erkenntnis über die Zusammenhänge zwischen Lichtgeschwindigkeit, Energie, Masse und der Urmaterie. Der Begriff “Urmaterie“ bedarf einer Erklärung:
    Urmaterie ist die einzige, nicht relativistische, reale Materie

    Die relativistische Masse eines Protons beträgt ca. 1,672*10 -27 kg.
    Was bedeutet relativistische Masse ? Sie ist das Produkt aus Urmaterie und c2.
    Um auf die Trägheit eines Quant der Urmaterie zu kommen, muss die relativistische Masse des Protons durch c2 dividiert werden, 1,672*10 -27 durch 9*1016 Ein Quant der Urmaterie besitzt eine Trägheit von 1,855*10 – 44 kg

    Die Besonderheit der Masse “m“
    Weil “m“ relativistische Masse bedeutet, ist sie untrennbar fest gekoppelt an die Lichtgeschwindigkeit “c“. Darum kann man stets nur das Produkt mc2 erhalten, und zwar immer im Verhältnis 1 /c2. Es wird auch so erklärt: Energie gibt es nicht ohne Masse und Masse gibt es nicht ohne Energie. Die Begriffe Masse oder Energie sind so zu verstehen:
    Linear, mit Lichtgeschwindigkeit bewegte Urmaterie, ist Strahlungsenergie.
    Örtlich, mit Lichtgeschwindigkeit rotierende Urmaterie ist Masse.

    Nun folgen die, nur auf Intuition beruhenden Vermutungen, der Entstehung des Universums, und zwar ohne Fluktuation, Symmetriebrüchen, unerklärliche
    Raumexpansion und vielen, teils aus der Luft gegriffenen, Parametern
    Und eben so ohne die falsch interpretierte Hintergrundstrahlung.

    Die Urmaterie muss ewig bestanden haben, es gab keine reale Entstehung.
    Die Urmaterie war, quasi, ein “Vorzeituniversum“ mit sehr geringer Energie.
    Die Urmaterie muss gequantelt sein, (sonst wären keine Hadronen entstanden )
    Das Vorzeituniversum war inhomogen, es bestand aus unterschiedlich grossen Materieansammlungen mit differierenden Geschwindigkeiten.
    Es muss vor vielen Milliarden Jahren eine “streifende Kollision“ erfolgt sein, mit der Differenzeschwindigkeit “c“, welche Milliarden Jahre andauerte, bis die lineare kinetische Kollisionsenergie umgewandelt war in Rotationsenergie.

    Wo ist diese Rotationsenergie geblieben? Sie steckt als relativistische Masse
    “m“ in den Pro = und Neutronen, d.h., dass diese mit “Lichtgeschwindigkeit“ rotieren müssen, wodurch sie ihre Trägheit und Masse erhalten.
    Woraus besteht die real existierende Dunkle Materie? Durch die Kollision entstanden extrem viele Protonen und Neutronen, aber die konnten keine Elemente bilden, ausser Wasserstoff. Es muss sehr lange Zeit gedauert haben, bis die Gravitation, als schwächste der 4 Naturkräfte die Oberhand bekam und sich die ersten Sterne verdichten konnten, in denen sich durch Fusion weitere Elemente bilden konnten. Von den, durch die Kollision kreierten Protonen, sind bis jetzt erst 10% fusioniert zu Elementen mit höherer Ordnungszahl. Die 90% noch nicht fusionierten Protonen, mit ihrer relativistischen Masse, sind die bisher vermutete, aber unverstandene Dunkle Materie, welche inhomogen verteilt ist, weil es sonst keine Gravitationslinsen geben könnte.
    Was ist mit den Quanten der Urmaterie, die nicht durch die Kollision umgewandelt wurden? Sie sind das, von Einstein unbedingt gefordete, Medium, welches das Licht transportiert und die Gravitation überträgt. Wenn Michelson und Morley erkannt hätten, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht die Eigenschaft des Lichtes ist, sondern die Transportgeschwindigkeit der Urmaterie, hätten sie sich die Experimente ersparen können, Laufzeitdifferenzen messen zu wollen.
    Die Kollisions-Experimente bei CERN und DESY beweisen, dass meine Intuitionen nicht aus der Luft gegriffen sind, sondern real sein können.
    Ich äussere mich nicht zur Urknall-Theorie, weil die eine theologische, von Papst Pius XII abgesegnete Verkündung ist und nicht hinterfragt werden kann.
    Über das, was Mathematiker aus der theologischen Verkündung gemacht haben, kann ein logisch denkender Mensch nur den Kopf schütteln.
    J.G.Karl Gross 25.06.16

    Urknall-Theorie:
    Am Anfang war Nichts, das hat sich ausgedehnt, erst langsam, dann immer schneller, bis nichts mehr da war.
    H. Gabriel

  • By Kickaha, 15. August 2016 @ 19:50

    @J.G.Karl Gross:
    Ich würde empfehlen, sich erstmal mit moderner Kosmologie zu beschäftigen, bevor man sich an die Kritik daran wagt.

  • By J.G.Karl Gross, 10. November 2016 @ 14:16

    Der Urknall und die Expansion des Raumes.
    Diese Erklärung wendet sich nicht an Mathematiker, sondern an Leute, die logisch denken können. Ein Fernrohr kann nur in die Vergangenheit sehen. Der Urknall soll sich vor 13,7 Milliarden Jahren ereignet haben, d.h. je weiter man sieht, desto näher kommt man dem Urknall und desto höher ist die Geschwindigkeit der Ausdehnung. Das würde bedeuten, dass die Ausdehnung zur Zeit des Urknalls grösser war als vor 10 Milliarden Lichtjahren und vor 8 Milliarden Lichtjahren Entfernung noch geringer, usw. und jetzt ist sie schon seit langer Zeit zum Stillstand gekommen. Das bedeutet logisch, dass der Weltraum seit dem fiktiven Urknall sich nicht ausgedehnt hat, sondern sich durch die Gravitation verdichtet hat. Es war keine Expansion, sondern eine Kontraktion des Weltraums.

    Der Beweis des Urknalls beruht auf der Hintergrundstrahlung, weil der Beweis der Hintergrundstrahlung auf auf dem Urknall beruht. Das nenne ich einen Beweis, der sich im Kreise dreht. Die Urknall-Theorie ist aus den Fingern gesogen. Eine theologische Verkündung des Papstes kann nicht physikalisch hinterfragt werden.
    J.K.Gross, 10.11.16

  • By J.G.Karl Gross, 30. November 2016 @ 17:17

    Lieber Kicka
    ich bin überzeugt, dass Menschen mit Ihrer Denkart, dazu beitragen, dass es 400 Jahre dauert, bis eine neue Erkenntnis sich gegen eine überholte durchsetzen kann. Trotzdem freue ich mich, dass Sie mich kritisiert haben, wenn auch nicht richtig verstanden haben. Welche physikalisch reale Möglichkeit gibt es um 90 Billiarden Joule/kg zu speichern, ausser einer Kollision mit Lichtgeschwindigkeit? Dunkle Materie besteht aus den gleichen Pro= und Neutronen, wie die baryonische Materie. Es sind aber erst ca. 10 %
    Barionen umgewandelt in Elemente höherer Ordnung und 90 % nicht fusionierte sind die dunkle Materie. Fragen Sie, bitte, nach bei CERN oder DESY. Eine Beschleunigung auf 0,866 % L.G. verdoppelt die Trägheit, aber die Masse bleibt konstant. Reduzierung der Geschwindigkeit auf Null, entzieht der“Ruhemasse“ nicht die 90 Billiarden Joule/kg, das schafft nicht einmal eine Supernova. Masse ist entstanden durch Kollision.

    J.G.Karl

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