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Es ist alles andere als trivial, Raum und Zeit als physikalische "Gegenstände" zu betrachten. Raum und Zeit sind primär "Ordnungsmuster des Verstandes". Um aus diesen Ordnungsmustern Physik zu "erhalten", bedarf es zwingend einer phänomenologischen Betrachtung und Erklärung. Menschen im Allgemeinen und Wissenschaftler im Speziellen sind geprägt durch historisch entstandene Denknormen. Hin und wieder ändern sich diese, wie am Anfang des 20.Jahrhunderts. Relativitätstheorie (RT) und Quantenmechanik (QM) bilden seit nun mehr als 100 Jahren die zwar wenig anschauliche aber formale Denk-Grundlage für die physikalische Welt. Insbesondere die Voraussagefähigkeiten der Quantenelektrodynamik (QCD) sind ein "gutes" Argument für die "Richtigkeit" dieser Theorie. Doch das diese Voraussagefähigkeiten bei genauer Sicht Ergebnisse von immer wieder (neu) durchgeführten Nachkorrekturen sind, erschließt sich den meisten Interessierten nicht. Theoretisches wurde über Jahrzehnte immer wieder genaueren Meßergebnissen angepasst. Sei es durch Zusatzrechnungen, neue Quantenzahlen, neue Wechselwirkungspostulate und Substrukturthesen. Dies führte letztendlich u.a. zur Fragmentierung der elektrischen Elementarladung (siehe Quarks). Doch wie sieht das Ergebnis wirklich aus? Sparen wir uns an dieser Stelle erdachte Details wie Gluonenpostulat und virtuelle Quark-Antiquark-Paar-These, so stellen wir fest, daß Quarksmassen nur etwa 1% der Nukleonenmassen (Proton, Neutron) ausmachen. Der Rest ist unbestimmte Bindungsenergie. Das bedeutet, daß nach dem bekannten Masse-Energie-Äquivalenzprinzip Nukleonen fast gesamtheitlich aus phänomenologisch unbestimmter Bindungsenergie bestehen.
Noch gravierender ist die Tatsache, daß diese in üblichen Hochenergieexperimenten auf fast Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden, bevor sie kollidieren. Das bedeutet, es kommt zur Bindungsenergie auch noch eine beträchtliche Menge an äußerer Energie hinzu. An dieser Stelle ist das Glaubensmärchen noch nicht am Ende. In einem größeren Bild (ΛCDM-Modell) wird postuliert, daß die sichtbare Masse wiederum nur einen kleinen Teil der Masse im Universum ausmacht. Größtenteils besteht das Universum für heutige Standardmodell-Gläubige aus Dunkler Materie und Dunkler Energie. Dunkel steht hier für nicht nachweisbar. Humor ist, wenn man trotzdem lacht. Unter diesen Randbedingungen entbehrt es nicht einer gewissen Ironie respektive Komik, wenn die so begründete Systemphysik von notwendiger Energieerhaltung "spricht". Ohne das an dieser Stelle genauer auszuführen, ist auch die Neutrinothese eine "energierettende" Hilfserklärung mit weit reichenden, fatalen Konsequenzen. Tatsache ist: Auch für Neutrinos gilt: Es gibt keinen einzigen direkten Neutrinonachweis. Es handelt sich stets um stark theoriebeladene Versuchsergebnisinterpretationen. Details zur Neutrinoproblematik siehe das Kapitel Neutrinos.
Die nachfolgenden Betrachtungen greifen sozusagen Bohrs Gedanken auf. Um eine lange Denkmodellgeschichte so kurz wie möglich zu machen, kommen wir gleich zum Kern des Paradigmenwechsels. Das derzeitige Standardmodell der Kosmologie (ΛCDM-Modell) geht davon aus, daß es im Rahmen der Raumzeit-Expansion eine so genannte inflationäre Phase gab, in der die Raumzeit materielos mit vielfacher Überlichtgeschwindigkeit expandierte. Das ist nur möglich, wenn man die »Massen des Raumes« von diesem trennt. Die heutigen Denkmodelle zur Materiebildung setzen also eine mögliche Trennung von Masse und Raum voraus. Im Rahmen des vorliegenden Denkmodells wird diese Annahme "verworfen". These: Es gab weder einen inflationären Urknall noch lässt sich das Phänomen Masse vom Raum trennen.
Die Elementarkörpertheorie befasst sich insbesondere mit der Frage, wie Masse und Raum basisnah miteinander verknüpft sind und im „Zusammenspiel“ zu verständlichen Materiebildungen führen, die sich näherungsfrei und ohne freie Parameter formal-analytisch - sowohl mikroskopisch als auch korrespondierend makroskopisch - berechnen lassen. Konträr zur Aussage der Standardphysik, die vier Grundkräfte postuliert, lässt sich Elementarkörper basierend - auf Grund der (skalenkorrespondierenden) Masse-Raum-Kopplung - jedwede Wechselwirkung auf das Masse-Radius-Verhältnis der interagierenden Wechselwirkungspartner reduzieren. Das führt zu einer konstruktiven Beschreibungsverarmung, die entweder durch die Radien oder deren reziprok proportionale Massen ausgedrückt werden kann. Mit Hilfe dieser einkomponentigen sprichwörtlichen Minimalbeschreibung lassen sich Materiebildungsmöglichkeiten verstehen und formal analytisch exakt berechnen.
statt
Die Verwendung von sekundären Begriffen in der Physik ist nicht nur weit verbreitet, im Rahmen der (theoretischen) Grundlagenforschung gibt es auf diesem Gebiet ausschließlich sekundäre Begriffe". Verkünder und Versteher sekundärer Begriffe glauben an die suggestive Strahlkraft. Sie haben "irgendwie" ein gutes Gefühl der wissenschaftlichen Nähe, wenn sie beispielsweise von elektrischer Ladung, Photonen, Masse, elektrischem Feld oder Gravitationsfeld hören, über diese sprechen und diese Begrifflichkeiten respektive Grössen in Formalismen einfügen. Doch alle Denkmodelle welche auf sekundäre Begriffe fussen sind - insbesondere aus epistemologischer Sicht - nicht erkenntnis-tragfähig. Ohne Übertreibung kann behauptet werden, daß (nur) die Elementarkörpertheorie sekundäre Begriffe zur Materiebildung auf die primäre Grösse sprich den (Objekt-)Radius der wechselwirkenden Körper konstruktiv beschreibungsverarmend "reduziert". Radialsymmetrie, ausgedrückt durch den Radius (r), steht hier für die sinnlich erfahrbare und physikalisch messbare Objekt- respektive Raum-Grösse. Räumliche Ausdehnung ist primär erfahr- und messbar. Mit dieser Annahme lassen sich sowohl charakteristische Grössen zweikörperbasierender mikroskopischer "Entitäten", wie das Wasserstoffatom oder das Neutron phänomenologisch konsistent erfassen und berechnen als auch charakteristische Grössen makroskopischer Vielteilchensysteme.
Was ist Masse? In der Elementarkörpertheorie ist die Ruhe-Masse m0 ein Maß für die Oszillationsfrequenz des Elementarkörpers. Die radius-kleineren Elementarkörper besitzen eine größere Masse, da diese äquivalent zur (möglichen) Bewegung der oszillierenden Oberfläche ist. Masse ist also im Bild des Elementarkörpers äquivalent zur inneren Bewegung und wird über die reziproke Proportionalität auf den Radius zurückgeführt.
Die grundsätzliche, phänomenologisch begründete Elementarkörper basierende Denkmodell-Forderung besteht darin, daß möglichst minimalistische Gleichungen sowohl das masselose Photon als auch massebehaftete Materie abbilden. Die Entstehungsgleichungen r(t) = r0 ·sin(c ·t/r0) und m(t) = m0 ·sin(c ·t/r0) leisten genau das. Die zeitlose Lichtgeschwindigkeit - als Zustand reiner Bewegung - steht nicht im Widerspruch mit der Materie-Energie-Verkörperung.
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Information
als materieller Zustand = Elementarkörper
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"abstract" Die Elementarkörper-Theorie stellt einen Energie erhaltenden fundamentalen Zusammenhang zwischen dem «Phänomen Bewegung» und dem «Phänomen Raum» her. Die Essenz der Fourier-Analysis als elementarer Bildungsbaustein Das stetige „Analyse- und Synthese-System“ in Form der Fourier-Reihe respektive Fouriertransformation ist allgegenwärtig. Die Basis-Funktion ist die Sinusfunktion. Konsequent minimalistisch gedacht, ist es also nahe liegend, nicht die Fourier-Transformation als Methode der Fourier-Analysis als einfachste Abbildungsmöglichkeit zu Grunde zu legen, sondern minimalistisch die „reine“ Sinusfunktion selbst. Resultierend lassen sich intuitiv logische Randbedingungen für eine Basisbetrachtung formulieren (weitere Details siehe das Kapitel Elementarkörper). Die grundsätzliche Denkmodell-Forderung besteht darin, daß möglichst minimalistische Gleichungen sowohl das masselose Photon als auch massebehaftete Materie abbilden. Die Entstehungsgleichungen r(t) = r0 ·sin(c ·t/r0) und m(t) = m0 ·sin(c ·t/r0) leisten genau das.
Energie-äquivalent wird die Gesamtenergie des masse-radius-gekoppelten Realobjektes durch die Comptonwellenlänge λC = ½π · r0 definiert. Somit ergibt sich die Comptonwellenlänge "objekt-natürlich" als Ergebnis der Zustandsänderung: Die Frage, wie "(werte-)sicher" die mit den comptonwellenlängen-assoziierten (Ruhe-)Massen inhärenten (Ruhe-)Radien (r0(m0)) sind, ist "leicht" zu beantworten: Comptonwellenlängen sind (auch) Meßgrössen. [CODATA-λC(Proton) CODATA-λC(Elektron)] Dieses Elementarkörpertheorie basierende fundamentale Wissen wird u.a. durch Meßergebnisse im Rahmen (differentieller) Streuquerschnitte elastischer und inelastischer Streuungen bestätigt und steht gleichzeitig in einem eklatanten Widerspruch zu den Aussagen der Elementarteilchenphysik.
Elementarkörper-Entwicklungs-Gleichungen Die zeitabhängigen Elementarkörper-Entwicklungs-Gleichungen leiten sich aus der beobachteten Invarianz der (Vakuum-)Lichtgeschwindigkeit ab. Der fundamentale Unterschied zur (Speziellen) Relativitätstheorie respektive zur Lorentztransformation ist der wechselwirkungsnotwendige radialsymmetrisch-dynamische Charakter dieser Gleichungen.
Im Rahmen vorliegender näherungsfreier, phänomenologisch begründeter Elementarkörper wird der Begriff Ruhemasse (m0) verwendet, dieser ist jedoch von dem Begriff der Ruhemasse der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) zu unterscheiden. Die Ruhemasse entspricht dem voll ausgebildeten Elementarkörper (m(t) = m0, r(t) = r0). Die innere Dynamik und alle möglichen Elementarkörperwechselwirkungen sind inertialsystembefreit. Aus Sicht der Realphysik orientierten Elementarkörpertheorie bleibt von der Relativitätstheorie nur der Lorentzfaktor γSRT als eindimensionaler, statischer Fall einer Elementarkörpertheorie basierenden allgemein gültigen Formulierung γdyn "übrig":
Der dynamische Faktor γdyn ist inertialsystembefreit und wirkt radialsymmetrisch. γdyn lässt sich "einfachst" aus der Elementarkörpergleichung r(t) mittels dr/dt ableiten :
Randnotiz
zur
(Ruhe-)Masse in der SRT Ohne
das an dieser Stelle näher auszuführen, wird im Rahmen der SRT der Begriff
invariante Masse statt Ruhemasse verwendet. Die Ruhemasse (invariante Masse)
der SRT ist inhärent mit Inertialsystemen verbunden. Zur Begriffsdefinition:
Eine Größe, die sich bei Lorentz-Transformationen nicht ändert, heißt
Lorentz-Invariante. In der Speziellen Relativitätstheorie wird Masse (mSRT)
so definiert, dass sie eine lorentzinvariante Größe ist.
Die axiomatisch begründete SRT ist im Rahmen ihres „inertialsystembelasteten“ Gültigkeitsbereiches also stets richtig aber realphysikalisch – im wahrsten Sinne des Wortes - gegenstandslos. Sie behandelt die Welt rein kinematisch ohne – beispielsweise - Rücksichtnahme auf geometrische Strukturbildungen. Sie ist erst recht gegenstandslos unter dem Gesichtspunkt realphysikalischer Vorgänge, denen allesamt Beschleunigungen zu Grunde liegen. Es ist also - moderat formuliert – sehr befremdlich, daß Physiker beschleunigte, massebehaftete Ladungsträger mit der Axiomatik der SRT „belegen“. Mit anderen Worten: Bevor hier Mißverständnisse aufkommen. Es wird nicht behauptet, das die Mathematik der Relativitätstheorie falsch ist. Wie könnte auch eine axiomatisch begründete These falsch sein? Doch das mathematische Konstrukt besitzt - außer der zu Grunde liegenden beobachtbaren Invarianz der [Vakuum-]Lichtgeschwindigkeit - keine realphysikalische Basis. Es existieren zwar Beobachtungen aber es existiert schlicht keine Phänomenologie zur Mathematik der SRT.
Vom Photon zum Elementarkörper Die Transformation von einem Photon zu einem masse-radius-gekoppelten Raum entspricht phänomenologisch nicht einer Teilschwingung, wie anfänglich (auch) im Rahmen des Elementarkörperdenkmodells angenommen wurde. Die materiebildende Transformation von einem Photon entspricht einer irreversiblen Zustandsänderung.
Zeitumkehr, wie sie „mechanistisch“ von der klassischen Physik bis hin zur Quantenmechanik gefordert wird, steht ganz allgemein im Widerspruch zur Meß-Realität (thermodynamischer Prozesse). Der voll ausgebildete Elementarkörper (r(t) = r0 , m(t) = m0) kann aus sich heraus nicht wieder den Zustand des Photons erreichen.
Zustand als Information = Photon t = 0 Die gesamte Energie liegt als reine Information masse- und raumlos vor
Wir stellen fest, daß sich die Geschwindigkeit der Energie stetig verlangsamt und das der Betrag der Geschwindigkeitsdifferenz I(c-v(t))I äquivalenten Energie zur Bildung einer Masse m(t) führt. Das bedeutet exemplarisch für einen Elementarkörper mit dem Entwicklungsstadium von r(t) = ½ · r0 eine kinetische Energie und eine masseabhängige Energie von ½ · m0 · c² :
Die zeitabhängige Masse-Bildung ist an die zeitabhängige Radius-Vergrößerung r =r(v(t)) gekoppelt. In einfachen Worten: Aus der anfänglichen, reinen Bewegungs-Energie entstehen stetig zeitabhängige Kugeloberflächen, die als solche einen Raum aufspannen, dessen reziproke Größe ein Maß für die äquivalente Masse ist. Nach einer Viertelperiode (½ · π) ist der Elementarkörper voll ausgebildet (r(t) = r0 , m(t) = m0), daß bedeutet das die Expansionsgeschwindigkeit v(t) gleich Null ist.
Da der Vorgang der Ruhe-Masse-Reduktion einer Inversion der relativistischen Dynamik einer geschwindigkeitsabhängigen Impulsmasse entspricht, wird die innere Dynamik zur Energie-Erhaltung des Elementarkörpers suggestiv Impuls-Masse-Inversion genannt.
Information als materieller Zustand = Elementarkörper t(½π) Die gesamte Energie liegt als Masse m0 mit dem Radius r0 vor Statischer Zustand des Elementarkörpers und (Teil-)Annihilation Phänomenologisch ist die Umwandlung von Bewegungsinformation in Rauminformation abgeschlossen. Ohne äußere Wechselwirkung bleibt der Elementarkörper nun in diesem Zustand. Wird der Elementarkörper von außen "angeregt", kommt es zu verschiedenen Wechselwirkungs-Szenarien, die je nach Energie der Wechselwirkungspartner zur Teil-Annihilation oder (Voll-)Annihilation führen. Materiebildende Teil-Annihilationen kommen in der einfachsten Form durch die Proton-Elektron-Wechselwirkung zustande (Stichworte: Rydberg-Energie, Wasserstoffspektrum). Masse-gekoppelter Raum annihiliert gemäß r(t) und m(t). "Strahlung" wird aufgenommen oder abgegeben. Die Wechselwirkungs-Reversibilität, die möglich ist, muß über eine Anregung von „aussen“ geschehen. Das könnte die Wechselwirkung mit weiteren Elementarkörpern, Photonen oder „verkörperten Feldern“ sein, die stets als Elementarkörper(-Zustände) verstanden werden können. Wie (bereits) im Rahmen der Herleitung der Masse-Energie-Äquivalenz E = mc² erwähnt, besteht das grundsätzliche Mißverständnis ("außerhalb" der Elementarkörpertheorie) darin, daß die Eigenschaften eines wechselwirkenden Photons auf den »Ruhezustand« des Photons projiziert werden. Der »Ruhezustand« des Photons ist jedoch gemäß Gleichung [P2.3] und deren zeitlicher Ableitung [P2.3b], sowie [P2m] der raum- und masselose, „lichtschnelle“ (Energie-)Zustand maximaler Bewegung. Das bedeutet: Das sich eine Information ausbreitet, die sich erst bei Absorption (Wechselwirkung) des Photons gemäß Gleichungen [P2.3], [P2m] und deren Ableitungen „entfaltet“ und dann die zeitabhängigen messtypischen Phänomene der Interferenz und des (massebehafteten) Stoßes zeigt. Übertragen auf Photonen im interstellaren Raum ist der Lichtweg und somit das Photon unsichtbar. Erst wenn eine Wechselwirkung (Absorption) "in Erscheinung" tritt, wird das Photon sichtbar (detektierbar). Elementarkörper basierende Herleitung der Energie-Masse-Beziehung E = m0c² Mittels der Gleichungen r(t) = r0sin(ct/r0) [P2.3] und m(t) = m0sin(ct/r0) [P2m] und deren zeitlichen Ableitungen ergibt sich E(t). Da E(t) konstant ist folgt : E(t) ► E = m0c², obwohl zu jedem Zeitpunkt das Verhältnis von Radius abhängiger Energie respektive Masse abhängiger Energie und Bewegungs-Energie unterschiedlich ist. Da alle auftretenden Grössen dynamisch sind, können wir hier von einem "durch und durch zeitabhängigen" Prozess "sprechen", welcher nicht im Widerspruch mit der Erhaltung der Gesamt-Energie ist. Es gibt keine Rückstellkräfte, da es sich um eine Zustandsänderung handelt. Somit gilt zu beachten, daß trotz des negativen Vorzeichens der zweiten Ableitung von r(t) ► d²r/dt² = (-) (c²/r0²) · r(t) nur Energie-Beträge IEI aus phänomenologischer Sicht relevant sind, da die Änderung der Geschwindigkeit : dv/dt = d²r/dt² stets einen additiven Beitrag zur Gesamt-Energie liefert. Die Änderung der Geschwindigkeit ist für t≠0 größer Null und endet mit Erreichen von r(t) = r0 und m(t) = m0. Eine rein mathematische Betrachtung, die "formalistisch" einem zeitabhängigen Potential entspricht, ist "sinnfrei".
Begriff der energetischen Analogie Bezogen auf den Elementarkörper drücken Größen wie Bahndrehimpuls, Spin, Geschwindigkeit, elektrische Ladung stets rein energetische Verhältnisse der radius-masse-gekoppelten, möglichen inneren Veränderungen bei Elementarkörper-Wechselwirkungen aus. In diesem Zusammenhang wird hier von energetischen Analogien gesprochen. Auf Grund der Radialsymmetrie reduziert sich die Betrachtung auf den (Elementarkörper-)Radius r0 und im Rahmen von Elementarkörper-Wechselwirkungen plausibel auf die resultierende Veränderung des Radius, was in jedem Fall eine "konstruktive Beschreibungsverarmung" bedeutet.
Anwendungen Basierend auf den "simplen" Gleichungen r(t) = r0 ·sin(c ·t/r0) und m(t) = m0 ·sin(c ·t/r0) lassen sich u.a. als Anwendungsbeispiele der Protonenradius in Abhängigkeit der Protonenmasse formal-analytisch exakt bestimmen, E0 = m0c² herleiten, elektrische Ladung und Ladungs-Invarianz Masse-Radius-gekoppelt ableiten und begründen, die Grundzustands-Energie zweier Ladungsträger berechnen,...Bindungs-Energie, Ruhe-Energie, Gravitations-Energie und elektrische Energie über verkörperte Ladungen (q0 und e) ableiten. Makroskopisch lassen sich die Expansion und Massebildung des Universums, sowie die 3K-Hintergrundstrahlung verstehen und berechnen. Sie die Kapitel: Urknall & Universum und 3K-Hintergrundstrahlung.
Grundannahmen
der Elementarkörpertheorie Es gibt keinen masse-entkoppelten leeren Raum. Ein leerer Raum kann keine physikalischen Eigenschaften besitzen. Mit der Einführung eines solchen Raum-Feld-Begriffes kann man insbesondere nichts dynamisch erklären. Masse-entkoppelter Raum existiert nicht und ist keine Energie-Quelle. Raum ist eine Energieform. Der Elementarkörper erzeugt (erst den) "Raum", der als solcher in Gestalt einer Kugeloberfläche "natürlich" gekrümmt ist. Die (Mehrteilchen-)Elementarkörper-Superposition erzeugt den kugeloberflächen-verschachtelten "bekannten dreidimensionalen" makroskopischen Raum. "Raum" auf mikroskopischer Ebene ist im Rahmen des hier zu Grunde liegenden Denkmodells also stets eine Superposition von Kugeloberflächen. Oszillierende Elementarkörper besitzen zwei entgegengesetzte Ausbreitungsrichtungen. Die aufgespannte, radialsymmetrische Fläche, die den Raum verkörpert wird auf- oder abgebaut. Plausibilitätsbetrachtungen zur Minimalistik radial-symmetrischer Informationsspeicherung Die symmetrischste (räumliche) Anordnung ist die nichtrotierende infinitesimale Kugeloberfläche. In Anlehnung an das holografische Prinzip wird zur Informationsspeicherung kein Volumen(-Körper) benötigt. Nur auf einer (idealisiert) infinitesimalen, nichtrotierenden Kugelschale sind alle "Punkt-Elemente", respektive Flächenelemente gleichberechtigt. Das Phänomen Energie ist ursächlich der von Elementarkörpern aufgespannte "Raum" selbst und äquivalent die zeitliche Änderung dieses Raumes. Die Masse-Energie-Äquivalenz entspricht ursächlich einer Raum-Bewegung-Äquivalenz. Vereinfacht: Raum läßt sich in Bewegung und Bewegung lässt sich in Raum transformieren. In dem Zusammenhang ist die Invarianz der [Vakuum-]Lichtgeschwindigkeit auf eine Zustandsänderung der Materie zurückzuführen und nicht auf Mathematik in Form von Bezugssystemen und deren Verknüpfungen. Der Begriff Invarianz bekommt in der Elementarkörpertheorie eine phänomenologische Erklärung. Die Bewegungsgleichungen der Elementarkörpertheorie leiten sich einfach und stringent aus der Invarianz (bedingt durch eine Materie-Zustandsänderung) der Lichtgeschwindigkeit ab. Diese Gleichungen werden ausschließlich über zeitabhängige Sinus-Funktionen beschrieben. Daraus resultiert die Idee und Motivation sekundäre Begriffe wie (inhärent, radiusgekoppelte) Masse, Ladung und Energie als Phänomene der zeitabhängigen Ortsfunktion zu behandeln.
Begriff der elektrischen Ladung Elektrische Ladung ist ein Sekundärbegriff der herrschenden Physik, der eine von der Masse und dem Radius des Ladungsträgers abgekoppelte "phänomenologische Entität" suggeriert. Das ist aber nicht der Fall. Elektrische Ladung ist salopp formuliert "nichts weiter" als eine (skalierte) Masse-Radius-Funktion. Der Irrglaube über die (unbekannte) Natur der elektrischen Ladung bzw. Spekulationen über diese beruhen auf den historischen Denkmodell-Entwicklungen. Elementarkörpertheorie basierend sind alle vermeintlichen Ladungswechselwirkungen auf Masse-Radius-Kopplungen zurückzuführen. Elektrische Ladungen innerhalb der Elementarkörpertheorie kommen nur implizit über Funktionen der Sommerfeldschen Feinstrukturkonstanten α "rechnerisch" vor. Im cgs-System (Zentimeter, Gramm, Sekunde) ist die elektrische Ladung "gleich als Wurzel" aus dem Produkt aus m0r0c² definiert.
"abstract"
Die im "bekannten" Newtonschen Gravitationsgesetz verwendete Gravitationskonstante γG bezieht sich auf den "längen-kleinsten" Körper G {Elementarquant}. Dieser Sachverhalt ist nicht offensichtlich, da das "üblich formulierte" Gravitationsgesetz diesen ursprünglichen Zusammenhang nicht explizit offenbart.
Das Geheimnis der "scheinbar" sehr schwachen Gravitation im Verhältnis zur elektrischen Wechselwirkung und starken Wechselwirkung liegt in der falschen Annahme begründet, daß es generell einen Masse entkoppelten Raum gibt. Berücksichtigt man den Raum, den makroskopische Körper sowohl durch ihre Objektausdehnung als auch durch ihren Wechselwirkungsradius aufspannen, dann wird deutlich, daß die "fehlende" Energie in dem Raum selbst "steckt". In diesem Sinne ist für makroskopische Körper die Gravitationskonstante γG das »Maß der Dinge«.
Pionenzerfall, Myonenzerfall und Neutrinothese
Im Folgenden werden einige Aspekte der Masse-Raum-Kopplung wiederholt vorgestellt und teils durch einige metaphysische Spekulationen ergänzt. Der Leser mag selbst entscheiden, ob er das eine oder andere nochmals lesen möchte...
Metaphysische Betrachtungen Leider neigt der ein oder andere Interessierte zu Glaubensfragen auch im Rahmen physikalischer Denkmodelle. Bevor unnötig Mißverständnisse aufkommen, Spiritualität ist für den analytisch denkenden, von kulturreligiösen Indoktrinationen befreiten Selbst-Denker kein "Problem". Denn die Kernfrage, woher "wir" kommen, ist berechtigt. Entstehungsmythen, egal welcher Ausrichtung, gehören jedoch nicht primär in die Denkmodellkonstruktion zur Materiebildung. Der hier nachfolgend beschriebene spekulative "Ausflug in die Metaphysik" ist für das Denkmodell der Elementarkörpertheorie aus physikalischer Sicht als "ergänzend" zu betrachten.
Etwas aus dem »Nichts schaffen« Die Verkörperung der Vakuumfluktuation Bei genauer Betrachtung sind alle bekannten Materiemodelle im Rahmen ihrer (postulierten) Existenz mit einem "unlösbaren" Problem behaftet. Alle bekannten "etablierten" Theorien arbeiten mit einem nicht erklärbaren anfänglichen Energiereservoir. Konkret bedeutet daß: Der Energieerhaltungssatz wird schon im Theorieursprung verletzt. Einen Ausweg aus dem Dilemma findet man, wenn konsequent das Ergebnisspektrum energiebeschreibender Gleichungen, wie das der Dirac- und Klein-Gordon-Gleichung, ernst genommen werden. Die negativen Energie-Werte verschwinden weder im abenteuerlich formulierten Dirac-See, noch können diese auf die Zeit übertragen werden (Feynman-Stückelberg-Interpretation).
Eindimensionale Plausibilitätsbetrachtung zum leichteren Verständnis Die untere Grenze unserer meßbaren Welt ist (asymptotisch) durch den Ursprung (Nullpunkt) festgelegt. Mit der Idee, daß nichts kleiner als »Null« "sein kann", folgen ausschließlich positive Werte für meßbare Phänomene wie Radius, Masse und Energie. Insbesondere eindimensional ist jedoch interdisziplinär leicht verständlich, daß unsere Meßerfahrung schlicht auf einer, dieser Annahme beruht.
Mit etwas Abstraktion kann man den "Ursprung" als »Ereignishorizont« ansehen. Dann folgt, aus unserer Sicht, für negative Distanzen (Entfernungen vom Ursprung), das diese nicht existent sind. Doch dieses "reduzierte mathematische Denken" ist nur eine Betrachtungsmöglichkeit. Für Beobachter "auf der anderen Seite" des Ereignishorizonts existieren mit gleicher Argumentation ausschließlich "negative" Ereignisse, die als solche "positiv" (meßbar) wahrgenommen werden. Das Minuszeichen gibt lediglich eine relative (Betrachtungs-)Richtung vor. Nimmt man an, daß aus dem Ursprung entstehende Ereignisse "entgegengesetzt betragsmäßig gleich", sprich ±paarweise auftreten, dann gilt in der "mathematischen Bilanz", daß jedes (Meß-)Ereignis ein ausgleichendes Pendant besitzt. Das »Nichts« wird paarweise äquivalent aufgespalten.
"Anwendungsbeispiel" : duale Systemlösung Vom
Standpunkt der Relativitätstheorie aus erscheint die
Klein-Gordon-Gleichung zwingend als die einzig mögliche Form der
quantenmechanischen Bewegungsgleichung für ein freies Teilchen der Masse
m. Es gibt dabei jedoch ein Problem: Die Zeitentwicklung ist nicht linear;
das aber steht im Gegensatz zur Gruppenstruktur der Zeittranslationen
zusammen mit der Wahrscheinlichkeitsinterpretation der
Hilbertraum-Vektoren. Das war der Grund für Schrödinger, die – von ihm selbst
aufgestellte – Klein-Gordon-Gleichung schließlich wieder zu
verwerfen und sich resignierend auf den nichtrelativistischen Fall der
Schrödinger-Gleichung zu beschränken. Eine Lösung der formalen Probleme
"gelingt" im Rahmen der Quantenfeldtheorie, in der man die Idee
von einzelnen, isoliert voneinander existierenden Teilchen aufgibt. Die allgemeine Lösung der freien Klein-Gordon-Gleichung ist eine Superposition von ebenen Wellen: Zu einem vorgegebenen Impuls gibt es ("gleichberechtigt") Lösungen mit positiver und negativer Energie. Diese Tatsache wird ideologisch im Rahmen der herrschenden Physik methodisch ausgeblendet und durch willküraffine Interpretationen "relativiert".
Im Angesicht von Vakuumfluktuation- und Vakuumpolarisationsbekunden verwundert es, daß nicht generell ein duales System von der herrschenden Physik postuliert wurde, welches minimalistisch das Problem löst. Dies ist im Rahmen der Elementarkörpertheorie phänomenologisch geschehen. Zwei im dualen System zeitgleich, entgegengesetzt phasenverschobene schwingende Elementarkörper spannen auf Grund ihrer Sinus-Körper-Funktion r(t) = sin(ct/r0) über eine gesamte Periode von 2π einen Wertebereich von -r0 bis r0 auf, der die oszillierende Energie repräsentiert. Negative Energiewerte der relativistischen Klein-Gordon-Gleichung und der Dirac-Gleichung sind im Formalismus der Elementarkörpertheorie keine zu interpretierenden «Problemwerte» einer Welt von Null bis Unendlich, wie in der (noch) herrschenden modernen "etablierten" Physik, sondern plausible (Teil-)Lösungen eines dualen Systems. Die (innere) Elementarkörperdynamik stellt ein zeitabhängiges Wechselspiel von Raum- und Bewegungs-Informationen dar. Auf Grund der Radialsymmetrie und der einfachen Gestalt der Elementarkörper-Entwicklungsgleichung r(t) kommt es zu einer konstruktiven „Beschreibungsverarmung“. Isotropie und Masse-Radius-Kopplung führen zu einer 2-dimensionalen Plausibilität, die sich formal auf Zeit und Radius „verarmt“. Elementarkörper spannen (erst) den radialsymmetrischen Raum auf, der als solcher in Gestalt von Kugeloberflächen "natürlich" gekrümmt ist. Die Physik "spielt" sich "auf" einer oszillierenden Kugeloberfläche ab. Somit ist der "dreidimensionale Raum" eine Superposition von zweidimensionalen Kugeloberflächen und in der Wechselwirkung kontinuierlich. Wenn man so will, verkörpern dynamische Oberflächen das "Feld".
Die Comptonwellenlänge λC entspricht energetisch dem Elementarkörper-Radius r0 der inhärent mit der Elementarkörper-Masse m0 gekoppelt ist :
Energetisch ist die Compton-Wellenlänge λC also nicht das Resultat einer vollen Periode 2π, wie in der "herrschenden" Physik, sondern nur einer Viertelperiode ½ π. Diese "Äquivalenzbeziehung" ergibt sich direkt aus der Elementarkörper-Dynamik. Formal entspricht das einer reziproken Proportionalität, welche durch die Masse-Radius-Konstanten-Gleichung [F1] ausgedrückt wird :
Aus dieser Betrachtung folgen "geometrisch" massespezifische Radien (λC→r0). Die Frage, wie "(werte-)sicher" die mit den comptonwellenlängen-assoziierten (Ruhe-)Massen inhärenten (Ruhe-)Radien (r0(m0)) sind, ist "leicht" zu beantworten: Comptonwellenlängen sind (auch) Meßgrössen. [ CODATA-λC(Proton) CODATA-λC(Elektron) ]
Ohne Frage, Ad-hoc-Hypothesen und Gedankenexperimente waren und sind grundlegende "menschliche" Konzepte. Nur müssen sich diese früher oder später durch stringente, konsistente Denkmodelle mit einfachen mathematischen Mitteln belegen lassen, sofern sie einen erkenntnistheoretischen Wert besitzen sollen. Die Unart fehlendes Wissen und fehlende Phänomenologie im Rahmen parametrischer Glaubensbekenntnisse iterativ zu beschönigen, bedeutet Willkür und Erkenntnis-Stillstand. Renormierung, variable Kopplungskonstanten, freie Parameter, endlose Substrukturierung, taylorreihenaffine Störungstheorie und Artverwandtes korrigieren nur den "physikalischen Mist", den man sich durch fehlende Anschauung primär eingebrockt hat. Gerne und oft wird hier Ernst Mach zitiert: "Wer Mathematik treibt, den kann zuweilen das unbehagliche Gefühl überkommen, als ob seine Wissenschaft, ja sein Schreibstift, ihn selbst an Klugheit überträfe, ein Eindruck, dessen selbst der große Euler nach seinem Geständnisse sich nicht immer erwehren konnte." [EM1] [EM1] Ernst Mach (1838-1916), Vortrag, Sitzung der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften zu Wien am 25. Mai 1882 Mathematik ist zwar "Denkmodell-inhärent", aber hier nur "Mittel zum Zweck". Bevor mathematische Randbedingungen und Verknüpfungen diskutiert werden, wird die grundsätzliche Idee des Denkmodells anschaulich vorgestellt. Wie später exemplarisch gezeigt wird, ist eine Phänomenologie befreite Mathematik zu "Vielem" fähig und leider kein sicheres Auswahlkriterium für die Konsistenz und Qualität eines Denkmodells. Sofern man nicht schon von den bestehenden Standardmodellen geistig gebrochen bzw. " vollständig assimiliert" wurde, lohnt es sich - Ästhetik und Schöngeist orientiert - "etwas" Abstraktion und Geduld für die folgenden Ausführungen aufzubringen.
»Ich bin Teil eines Teils, der anfangs alles war.« Johann Wolfgang von Goethe (1749 - 1832)
Betrachtungen zur inneren Struktur des Elementarkörpers Die Phänomenologie des Elementarkörpers lässt sich, wenn gewünscht, metaphysisch mit wenigen Worten beschreiben. Es wird ein Duales System postuliert, indem zeitabhängig negative und positive Radien mit radius-inhärenten Massen und äquivalenten Energien existieren. Zwei im dualen System zeitgleich, entgegengesetzt phasenverschobene schwingende Elementarkörper spannen auf Grund ihrer Sinus-Körper-Funktion r(t) = sin(ct/r0) über eine gesamte Periode von 2π einen Wertebereich von -r0 bis r0 auf, der die oszillierende Energie repräsentiert. Zu jedem Zeitpunkt ist die Summe der Systemgrössen Null. Das duale System aus Plus- und Minus-Welt besitzt im Mittel keine Energie, keine Masse und keinen Raum. Erreicht der Elementarkörper sein Ausdehnungsmaximum (r0, -r0) ist die Transformation von Bewegungsenergie in massegekoppelte Raumenergie abgeschlossen. Aus Symmetriegründen reicht es aus, nur eine "Hälfte des Geschehens" zeitabhängig zu untersuchen. Expansionsphase Zum Zeitpunkt t = 0 entfaltet sich eine diskrete Energie-Menge (+E0) in Form reiner Bewegungs-Energie in die Plus-Welt. Zeitgleich entfaltet sich eine betragsmäßig gleiche Energie-Menge (-E0) in Form reiner Bewegungs-Energie in die Minus-Welt. Das grundsätzliche Singularitätsproblem für t = 0, respektive r(t) = 0 führt zur assoziierten Lichtgeschwindigkeit. An dieser Stelle kann man sich vorerst den Ursprung des Geschehens ( t = 0 , r = 0 ) als Ereignishorizont vorstellen. Legen wir einfach fest, daß wir uns als Beobachter in der Plus-Welt befinden und die Ereignisse in der Minus-Welt anschaulich verstehen, diese aber als Plus-Welt-Beobachter nicht miterleben können. Im weiteren Verlauf beschränken wir uns erst einmal auf unser Plus-Welt-Gedanken-Experiment.
Da der Vorgang der Ruhe-Masse-Reduktion einer Inversion der relativistischen Dynamik einer geschwindigkeitsabhängigen Impulsmasse entspricht, wird die innere Dynamik zur Energie-Erhaltung des Elementarkörpers suggestiv Impuls-Masse-Inversion genannt. Ausgangspunkt sind die Elementarkörperbewegungsgleichungen:
Wir stellen fest, daß sich die Geschwindigkeit der Energie stetig verlangsamt und das der Betrag der Geschwindigkeitsdifferenz I(c-v(t))I äquivalenten Energie zur Bildung einer Masse m(t) führt. Das bedeutet exemplarisch für einen Elementarkörper mit dem Entwicklungsstadium von r(t) = ½ · r0 eine kinetische Energie und eine masseabhängige Energie von ½ ·m0 · c² :
Die Masse-Bildung ist an die zeitabhängige Radius-Vergrößerung r =r(v(t)) gekoppelt. In einfachen Worten: Aus der anfänglichen, reinen Bewegungs-Energie entstehen stetig zeitabhängige Kugeloberflächen, die als solche einen Raum aufspannen, dessen Größe ein Maß für die äquivalente Masse ist. Nach einer Viertelperiode (½ · π) ist der Elementarkörper voll ausgebildet (r(t) = r0 , m(t) = m0), daß bedeutet das die Expansionsgeschwindigkeit v(t) gleich Null ist.
Statischer Zustand des Elementarkörpers und (Teil-)Annihilation Phänomenologisch ist die Umwandlung von Bewegungsinformation in Rauminformation abgeschlossen. Ohne äußere Wechselwirkung bleibt der Elementarkörper nun in diesem Zustand. Wird der Elementarkörper von außen "angeregt", kommt es zu verschiedenen Wechselwirkungs-Szenarien, die je nach Energie der Wechselwirkungspartner zur Teil-Annihilation oder (Voll-)Annihilation führen. Materiebildende Teil-Annihilationen kommen in der einfachsten Form durch die Proton-Elektron-Wechselwirkung zustande (Stichworte: Rydberg-Energie, Wasserstoffspektrum). Masse-gekoppelter Raum annihiliert gemäß r(t) und m(t). "Strahlung" wird aufgenommen oder abgegeben.
Bei der vollständigen Annihilation kontrahiert der Elementarkörper gemäß r(t) und m(t) wieder bis zum Ursprung und liegt sodann in Form reiner Bewegungs-Energie (Strahlung) vor. In dem Zusammenhang ist die Invarianz der [Vakuum-]Lichtgeschwindigkeit auf die beschriebene Zustandsänderung zurückzuführen und nicht auf Mathematik in Form von Bezugssystemen und deren Verknüpfungen.
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