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Drei Figurinen eines Objektes


Beginnen wir mit NICHTS

 

Teilchenresonanz

Schwere Materie  - ein Gleichgewichtsprozess ?

Vakuum ist nicht leer. Seit tausenden Jahren ist leerer Raum bei Physikern und Philosophen in Diskussion. Ein ruhender Äther steht zum Beispiel bei der Le-Sage Gravitation und der Lorentzsche Äthertheorie am Ende des 19. Jahrhunderts für das Vakuum, das bei Newton ´Raum´ genannt wird. Siehe zum Beispiel hier: physik.cosmos-indirekt.de oder auch hier  https://de.wikipedia.org/wiki/Physik_(Aristoteles)

Ähnlich den o.g. Modellen und wie auch in der QM praktiziert, ist das Vakuum von (virtueller) Energie erfüllt, der Vakuumenergie.
Um sich dieses Vakuum und die darin befindliche Energie vorzustellen, denken wir uns eine Raumzelle und aus allen Richtungen kommende Impuls tragende Objekte, welche diese passieren. Die Objekte stellen wir uns als Kugeln vor, die sich geradlinig bewegen und sich dazu in beliebigen Achslagen drehen können. Wenn wir einen beliebigen Abschnitt dieses Raumes herausgreifen, dann fliegen die Objekte von Außen hinein und gegenüber wieder heraus. Sie stören sich nicht gegenseitig – vorerst, jedenfalls.


 Impulsraum naiv
Bemerkung: Das Bild zu chaotischen Strom von Impuls tragenden Objekten aus dem Welthintergrund

In diesen Raum´legen´ wir nun gedanklich ein, der Quantenmechanik entlehntes Elementarteilchen. Elementarteilchen sind dort keine punktförmigen Partikel, sondern es sind ausgedehnte, dynamische Objekte, die in der QM stehende Welle, Materiewelle oder Wellenpaket genannt werden und die sie mathematisch gut mit dem  harmonischen Oszillator  beschreiben kann.

In einer solchen, mit Energie gefüllten Umgebung soll unsere Elementarteichen ´schwingend existieren´. Es wird dabei unablässig etwas hin und her pendeln, doch wenn der Impulsdruck im Vakuum von allen Seiten im Mittel gleich groß ist, dann werden sich die Impulse an seiner Oberfläche nach einem Schwingungszyklus insgesamt aufheben.
 
Im Bild unten sind die Impulse, die von Aussen auf die Schwingungsfigur gerichtetet sind, als gelbe Pfeile dargestellt. Die grünen Pfeile stehen für die vom Teilchen reflektierten, zurück in den Raum gehenden Impulse.
Eine solche Materiewelle nimmt also einen bestimmten Raum ein (Potentialtopf), der von einem darin unablässig oszillierenden Impuls tragenden Objekt (einem ITO) ständig mehr oder weniger ´frei´ gehalten wird, indem es die von Außen kommenden ITO reflektiert.

Ruhend_01

Im Verlauf eines kompletten Schwingungszyklus (t) heben sich die gelben Impulse P(a) von Außen und die grünen Impulse P(i) in den verschiedenen Kugelschalen gegenseitig auf.
Gleichgewicht - Zeit
Eine im Gleichgewicht zur Umgebung schwingende stehende Welle erweckt den Eindruck zeitlich stabil sein zu können. Das muss sie auch, denn bei der eingeschlossenen Figur, der stehenden Welle, soll es sich schließlich um Materie handeln.
Animation 1
Animation stehende Welle


Als sich die Wissenschaftler um 1890 den Weltraum noch von Äther erfüllt vorstellten, gingen sie auch davon aus, dass Materie in diesem Äthermeer praktisch reibungsfrei driften kann. Der Äther füllte den leeren Raum und in ihm schwamm die Materie. Materie und Äther waren in der damaligen Vorstellung zwei unterschiedliche Entitäten.
Unsere hier gezeichnete Materievorstellung basiert dagegen auf der Wechselwirkung zwischen der, den leeren Raum erfüllenden Vakuumenergie und den darin schwingenden Materiewellen.

Da die Wechselwirkung auf aus dem Welthintergrund kommenden Energien basiert, erklärt unser Modell auch, weshalb wir die Energieströme an einem bestimmten Ort nicht im Detail vorhersagen können. Wir können die demnächst an der WW beteiligten Impulse ja nicht ´kommen sehen´.  Bestenfalls können wir auf Basis der bisherigen Erfahrung die Situation für die nächsten Momente mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit abschätzen. Ein Zusammenhang, der uns vielleicht als ein Axiom der QM noch bekannt ist.

Die oben formulierte Wechselwirkung zwischen Raum und darin schwingender Materie habe ich auch über eine Erweiterung des Modells des Potentialtopfes dargestellt, siehe hier.

Bemerkung:  Energie und relativistischer Impuls sind in der Physik mit einer Formel verknüpft. Steht ein Impuls eine Zeit lang an einem Objekt an, dann wird an diesem Arbeit verrichtet - oder eine Wirkung hinterlassen.
Die kleinste Wirkung entspräche im obigen Sinne der energieärmsten, aber trotzdem kompletten Welle. Die darin steckende Energie wäre zum Beispiel eine Plancksche.

Das hier beschriebene Materiebild lässt natürlich noch Vieles offen.

  1. Es wäre zu Beispiel zu klären, wie die Wellenpakete auf oben schon angedeutete veränderte Strömungsverhältnisse reagieren.
  2. spielt das Geschehen bisher in einer, zwar mit Energie gefüllten, aber ansonsten noch vollkommen dimensionslosen Umgebung.
  3. soll natürlich am Ende damit auch die elektromagnetischen Wechselwirkung dargestellt werden können.

Materiewellen sind anpassungsfähig

Um den beiden zuerst genannten Themen näher zu kommen, starten wir einen weiteren Gedankenversuch.
Dazu denken wir uns zunächst wieder ein kugelförmiges Wellenpaket. Damit die Kugel eine Kugel bleibt, muss der Innere Druck genau dem Druck entsprechen, den der Impulsstrom von außen auf die Kugeloberfläche ausübt... das hatten wir gerade.

WW_ruhend


Weiterhin gehen wir davon aus, dass im betrachteten Raumausschnitt eine allseitig ausgeglichene, also homogenen und isotropen Impulsströmung herrscht. Eine, in einem solchen Impulsstrom von außen rund erscheinende Kugel würde in diesem Strom von Impulsen ruhen. Auch die Kugel selbst nimmt sich subjektiv als rund war - die Einheitsradien x,y,z sind alle im Betrag gleich. Für die Materiewelle erweckt der Gleichgewichtszustand zur Umgebung den Eindruck, in dieser Umgebung zu ruhen. 

Schalenmodell Ruhend
Bild: Ebene Bahnen einer WW-Figur (3 Schalen) im homogenen und isotropen Impulsstrom ruhend

Nun verändern wir in Gedanken die Situation: Der Impulsstrom in unserem Raumausschnitt soll nun asymmetrisch sein. Wir lassen das Teilchen ruhen, bewegen aber das Bezugssystem (es steht für die  isotrope und homogene Impulsbilanz) gleichförmig nach rechts.
Das hat zur Folge, dass die von rechts auf die, dem bewegten Bezugssystem gegenüber ruhende Teilchenschwingung einwirkenden Impulse kräftiger sind als diejenigen, die von links auf es einwirken.

  In einer solchen anisotrop durchströmten Raumzelle kann eine darin befindliche Materiewelle entweder

    a) nicht mehr in dieser Raumzelle ruhen
oder  
    b) sie kann nicht mehr rund sein.

Naheliegend ist, dass

a), die Kugel von den an ihrer Oberfläche unausgeglichen einwirkenden Impulsen in Richtung des Impulsdefizits - also im Bild nach links - beschleunigt wird. Sie wird beginnen sich immer schneller nach links zu bewegen.

oder:

b) um seine Position zu ´halten´, muss die Materiewelle ihre Gestalt so anpassen, dass die Gleichgewichtsbedingung über die gesamte Oberfläche auch im anisotropen  Strömungsbild erfüllt ist. Das ist möglich, wenn die Gleichgewichtsfigur sich dem anisotropen Strömungsbild anpasst.
Aus Sicht des ruhenden Bezugssystems (Bildschirm), kann die Schwingungsfigur dann aber nicht mehr rund sein.


Die Grafiken unten zeigen zwei WW-Figuren, die sich in einem, im Bezugssystems des Bidschirms isotropen und homogenen Impulsstrom befinden.


gegenueberstellungR_B

Wenn die linke Figur im Bild ruht und sich die rechte Figur gleichförmig nach rechts bewegt,
dann kann die Gleichgewichtsbedingung in beiden Fällen erfüllt  sein.

Impulsintegral


p(i) steht für interne Impulse, P(a) für die äußere Impulse, T ist die Dauer eines Schwingungszyklus der Figur.


Schauen wir uns nun die Situation aus der subjektiven Sicht der jeweiligen  Materiewellen an:

  1. Das in Bild ruhende Wellenpaket (links) ´sieht´ das bewegte Wellenpaket neben sich passieren. Es vermutet, dass diesem Wellenpaket früher einmal ein besonderer Impuls vermittelt wurde, der in ihm zu einer Deformierung seiner Schwingungsgestalt führte. Die vorbei fliegende Materiewelle scheint schließlich länger für einen kompletten Zyklus zu benötigen ( Zeit) und  außerdem erscheint sie irgendwie ´verformt´.Wir wissen: Genau diese ´Verformung´ gewährleistet erst, dass sich die rechte Schwingungsfigur im bewegten Zustand gegenüber der Umgebung im Gleichgewicht befinden kann.

  2. Der Gleichgewichtszustand vermittelt anderseits auch der rechten Figur das Empfinden der Ruhe so, wie es das im Bild links wirklich ruhende Wellenpaket (die Kugel) empfindet. Beide fühlen sich ´rund´ und ausgeglichen. Auch der bewegten Materiewelle erscheint das an im vorbei fliegende, tatsächlich aber in der Zelle (im Bild) ruhende Wellenpaket, verformt, da es die eigenen Maßstäbe benutzt ,um die Gestalt des an ihm vorbei fliegenden Objektes zu ´vermessen´.


Es zeigt sich also subjektiv gesehen kein Unterschied, wenn man das Bezugssystem wechselt. Ob man  vom Standpunkt eines Objektes, das im homogenen, isotropen  Strömungsbild ruht die Welt betrachtet oder,  im anderen Fall die Welt vom Standpunkt eines Objektes, das sich im homogenen und isotropen Strömungsbild kräftefrei bewegt betrachtet. Die Physik läuft in beiden Situationen (in beiden Bezugssystemen) auf die gleiche Weise ab.
Doch obwohl es aus der subjektiven Sicht der jeweiligen Materiewelle ununterscheidbar ist, ob sie in einem isotropen und homogenen Impulshintergrund ruht oder sich diesem gegenüber kräftefrei beweg, ist doch die Wahrnehmung der Umwelt in den beiden Fällen nicht gleich. Das Prinzip der Anpassung der Materiewellen an ihre jeweilige Umgebung ist damit beschrieben.


Wir haben soeben erkennen müssen, dass Schwingungsfiguren wegen der Gleichgewichtsbedingung zur Umgebung nichts wirklich ´Festes´ und ´Unveränderliches ´sein können.
Es scheint mindestens zwei Szenarien zu geben, die eine Anpassungsreaktion der
Schwingungsfigur auf äußere Einflüsse verlangen:

a) eine sich gleichförmig bewegendes Teilchen (Materiewelle) wird z.B. von ´Außen´ hart angestoßen und damit einmal  kurz und heftig  beschleunigt. Es bewegt sich danach in der gleichen Umgebung anders.
Der besondere Stoß wird in der Welle ´Spuren´ hinterlassen. Um das Gleichgewicht aufrecht zu erhalten wird sich die Wellengestalt ändern. Die Stoßenergie wird dazu in die Materiewelle eingelagert (akkumuliert) und dabei die Schwingungsgestalt so ändern, dass der Wechselwirkungsquerschnitt an der ´Oberfläche´ dem neuen Bewegungszustand gegenüber der Umgebung entspricht.
Die Welle befindet sich dann nach der Akkumulation der Stoßenergie sowohl ´in anderer Bewegung´ als auch  im Gleichgewicht zur Umgebung.


b) ein sich gleichförmig bewegendes Teilchen gelangt in eine Raumzelle mit anisotroper Impulsbilanz. An ihr resultiert dann ein Gesamtimpuls und sie wird stetig in Richtung des Impulsdefizits beschleunigt. Wäre das Teilchen in ein Gravitationsfeld gelangt, würden wir sagen, es ´fällt frei´ - Bild unten .

Anisotrop 2

Das wäre das Relativitätsprinzip. Sowohl das Galileische, als auch das Relativistische.   


Raum ist `gedankliche Aneinanderreihung von Körpern´

https://plato.stanford.edu/entries/poincare/ Diese Definition wird u.A. H. Poincaire zugeschrieben. Und damit sind wir bei den Begriffen Raum und Körper.

Nun sind Teilchen, die wir Materie nennen, der eigentliche ´Rohstoff´ von dem, was wir in unserer makroskopischen Welt als Körper bezeichnen. Die Gestalt von Körpern beruht auf dem Zusammenhalt der Atome und Moleküle,die ihn bilden . Deren Anordnung wiederum beruht auf den Eigenschaften ihrer Elektronenhüllen (Pauli), und damit sind wir bei der, unsere Körpergestalt bestimmenden Wechselwirkung: der Elektromagnetischen Wechselwirkung. Richtig, bei Maxwell - doch die kommt erst später. Zunächst zu den ->

Dimensionen
Körper haben Dimensionen, Ausdehnungen. In der Regel nehmen wir unsere eigenen Maßstäbe um die Gestalt anderer Körper zu vermessen.
Nun bestehen aber unsere Körper (und damit auch die Maßstäbe) aus Materiewellen, welche sich unablässig mit der lokalen Umgebung in WW befinden. Die Gleichgewichtsbedingung führt dazu, dass wir uns ´ rund´ fühlen. Kugeln sind dreidimensionale Objekte, deren Abmessungen wir mit der Gleichung  X²+Y²+Z²=0  beschreiben. Vom Mittelpunkt der Kugel ausgehend bilden der jeweilige Abstand zur Oberfläche (orthogonal in Richtung x-y-z) die Einheits-Maßstäbe, die wir der Bemessung der Umgebung zu Grunde legen.

Oben haben wir gesehen, dass eine, sich in der Raumzelle mit isotropen Strömungsbild ´ruhend´ wähnende Materiewelle den sie umgebenden Raum anders wahrnimmt, als eine darin Bewegte.
Der ´Körper´ der Bewegten  ist -von der Raumzelle aus betrachtet- nicht mehr ´rund´, sondern ´oval´, obwohl das bewegte Wellenpaket selbst sich als ruhend wahrnimmt und sich demzufolge auch für ´rund´ hält.


Es wird also ein sich in einem homogenen und isotropen Strömungsbild kräftefrei nach rechts bewegender Körper von der Raumzelle aus gesehen  verschiedene Maßstäbe zur Vermessung der Umgebung verwenden.

Lorentz bl 

Da der WW-Vorgang ein Gleichgewichtsprozess ist, kann seine Gestalt nicht klar konturiert sein. Die Abstände zwischen den Schwingungszyklen (die ovalen Linien) stellen die aktuellen Einheitsmaßstäbe der Materiewelle in die verschiedenen Richtungen dar. Sie haben aus Sicht des Teilchens in alle Richtungen den Wert 1.
Die Materiewelle kann nicht erkennen, dass diese Maßstäbe ´subjektiv´ gewonnene Maßstäbe sind, von denen manche  von ´Außen´ gesehen eben nicht den Wert 1 haben.
Das Teilchen hat nur diese Maßstäbe und es hat keinerlei Anlass daran zu zweifeln, dass seine Maßstäbe die ´Richtigen´ Maßstäbe sind.

Die richtungsabhängige Skalierung ist Ergebnis des Zwangs zu ausgeglichener Impulsbilanz. Vom Schwerpunkt der Figur aus gesehen muss über einen Schwingungszyklus der Impulsdruck in Richtung der Komponente (x-) ´in Bewegungsrichtung´ gleich dem Impulsdruck in Richtung der Komponenten (X+) sein.

 Solange sich sein solches Teilchen kräftefrei in einer Raumzelle bewegt, verändert sich seine Wahrnehmung über der Abstände von Objekten in seiner Umgebung nicht.
Aber wenn eine vorher in der Zelle ´in Ruhe´ und rund gewesene Materiewelle von Außen beschleunigt wurde, dann wird das nun bewegte Wellenpaket eine plötzlich veränderte  Umgebung wahrnehmen! Die Abstände zu Objekten ´in´ Bewegungsrichtung gesehen sind plötzlich kürzer. Die bewegte Gleichgewichtsfigur kann sich über die Veränderung der Welt nur wundern. Schließlich scheint dies dem philosophischen Prinzip zu widersprechen, dass die Welt außerhalb und unabhängig von unserem Bewusstsein existiert.

Raum_Poincaire

Der Grund für die Veränderung der Umgebung liegt aber ersichtlich darin, dass sein Einheits-Maßstab in Bewegungsrichtung infolge der Beschleunigung nun größer geworden ist. Um die Entfernung zwischen realen Objekten zu bewerten passen plötzlich viel weniger dieser Einheitsmaßstäbe gedanklich hintereinander. Die Veränderung der Umgebung steht also in Beziehung zum Geschwindigkeitszuwachs, den der Körper gegenüber dieser Umgebung erfahren hat.

Welcher Maßstab stimmt nun? Antwort: Beide. Genau gesagt, gibt es unendlich viele mögliche Maßstäbe. Alle sind abhängig von der Relativbewegung gegenüber dem lokalen Bezugssystem sowie den darin momentan  herrschenden Bedingungen, wie Anisotropie oder Gravitationspotential.



Zusammenfassung: Wir haben hier die Vakuumenergie mit Hilfe einer lokal anstehenden allseitigen Impulsströmung veranschaulicht und eine Wechselwirkung mit den darin schwingenden Materie konstruiert.
Wie und weshalb die angenommenen Energieströme aus dem Hintergrund sich verändern können, wo ihre Quellen und Senken sind (Divergenzen), dazu kommen wir später.
Das Wesentliche unseres Bildes vom Raum und den darin befindlichen Materiewellen ist die Wechselwirkung zwischen beiden und, dass eine zeitliche Existenz der Materiewellen auf einem  Gleichgewichtsprozess beruht.  Dieser Gleichgewichtsprozess führt direkt zur gleichen Physik in zueinander bewegten Bezugssystemen. Er ist deshalb m.E. fundamentaler als das Invarianzprinzip der SRT, denn er ersetzt nicht die Invarianz, sondern er begründet sie weil er kausal zur Ununterscheidbarkeit der Physik in gleichförmig zueinander bewegten Bezugssystemen führt. Damit verlöre zwar das Invarianzprinzip oder Relativitätsprinzip der SRT seinen Rang als Prinzip, aber nichts darüber hinaus.

Eine andere Vorgehensweise bei der Entwicklung des WW-Modells, welche aber zu den gleichen Ergebnissen führt, habe ich in Erweiterung des Potentialtopfmodelles
hier vorgenommen.


Noch eine kurze Bemerkung zu den verschiedenen Stilen, die Ihr auf den Seiten hier findet: In meinem Buch ´Überall ist die Mitte´ aus 2003 habe ich mich an junge Neugierige gewendet.(Auszüge blau unterlegt im Menu rechts). Eigentlich wollte ich in einfacher Sprache formulieren, aber ich fürchte das gelang nicht immer. Seid also bitte nachsichtig.

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