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Drei Figurinen eines Objektes
 Lambda

eine Konstante oder ein Funktionswert?

Partikelresonanz
Kurz zur Geschichte:
Einstein ging ursprünglich von einem stationären Kosmos aus und er führte aus mathematisch-ästhetischen Gründen in seine Gleichung die Konstante Lambda ein. Später distanzierte er sich davon, er bezeichnete dies sogar einmal als eine seiner ´größten Eseleien.´ 
A. Friedmann erkannte später, dass unabhängig von dem Wert des Lambda ein statischer Kosmos nicht möglich war. Die Mehrheit der Physiker akzeptierte die nun zwangsläufig dynamische Entwicklung unseres Universums: Entweder die Welt wird ewig expandieren oder der aktuelle Expansionsprozess kippt eines Tages und es kommt zu einer sich beschleunigenden Kontraktion bis in die Singularität.

Heute kommen die meisten kosmologischen Modelle jedoch nicht ohne Lambda aus. Der Wert der Konstanten Lambda ist aber nach wie vor Gegenstand von Diskussionen, wobei der Term als solcher weitgehend als unverzichtbar angesehen wird.
Die Astronomen fanden z.B. riesige leere Räume (VOIDS), in denen Lambda größer 0 zu sein schien. Und im Inneren der Galaxien fanden sie  Regionen, in denen die Bahnkurven von Objekten auf eine starke gravitative Anziehung hinwies, aber die sie erzeugende Masse war nicht auffindbar. Dort müsste das Lambda also deutlich kleiner 0 sein. 
Und im Großen und Ganzen schien trotz der expandierenden Blasen und der enormen Gravitation in den Masseansammlungen die Krümmung des Raumes im Universum insgesamt 0 (Lambda=0) . Das heißt, der Raum scheint - im Großen und Ganzen - eben, flach. Attraktion und Repulsion halten sich die Waage.

Die Beobachtungsergebnisse zwangen zu einer Entscheidung:

1. Entweder der Wert von Lambda ist regional unterschiedlich, was physikalisch sehr rätselhaft erschien, oder
2.  es gibt unbekannte Energieformen, die je nach Region repulsiv oder attraktiv auf ihre Umgebung wirken, oder
3. die ART ist falsch.

Heute ist 2., die Annahme dunkler Energien die vorherrschende Meinung. Dafür wurden  DE und DM  eingeführt. Lambda blieb somit eine Konstante und die ART ist auch für das Geschehen in großen Entfernungen weiter gültig.

Viele Physiker und auch Philosophen würden aber diesen rätselhaften und ungeliebten Energieformen DM und DE gern aus dem Weg gehen, natürlich ohne die  ART in Frage zu stellen. Sie müssten sich dazu aber z.B. mit regional verändernden Werten von Lambda abfinden. Lambda wäre dann keine universelle Konstante mehr, sondern eine Funktion f(Raumeigenschaften) und der physikalische Hintergrund für diesen Schritt ist natürlich genauso ´erklärungsbedürftig´ wie es die DM und die DE sind.

Wenn wir in der ART (Gleichung mit Lambda) die Konstante Lambda durch ein f(Raumeigenschaften) ersetzen und diese Funktion so gestalten, dass die im Inneren der Voids herrschenden Raumeigenschaften dazu führen, das der Wert größer 0 wird, während die anders gearteten Raumeigenschaften in der Nähe großer Massenansammlungen den Wert der Funktion kleiner 0 werden lassen, dann könnten wir auf die Dunklen Energien verzichten und im weiteren sogar auf noch mehr, wie z.B. den Urknall. Verlockend. Aber: Welche möglichst physikalisch formulierbare ´Eigenschaft des Raumes´ kommt als bestimmender Einfluss auf den Wert der Funktion in Frage?
Einen
Ansatz bietet die Geometrie der ART. Der Metrische Tensor und der Energie-Impuls-Tensor beschreiben die  Raumgeometrie. Der Gradient zum jeweils benachbarten Ort bestimmt den Einfluss auf die Bahn eines dort befindlichen Objektes u.s.w.. 
Frei fallende Objekte bewegen sich unter dem Einfluss des lokalen Gravitationspotentials.
Vermutung wäre demnach, dass der Wert der Funktion f(Raumeigenschaften)  vom Gravitationspotential und dem Gradienten des Gravitationspotentials abhängig sein könnte. In Einsteins Gleichung eingesetzt müsste dieser Wert in den voids  >0 sein, während er in der Nähe großer Massen <0 sein sollte. Beide Situationen stehen für extreme Umgebungsbedingungen. Die beobachtete, aber nach wie vor rätselhaften Repulsion auf der einen Seite steht der ebenso beobachteten, aber nach wie vor rätselhaften Attraktion auf der anderen Seite gegenüber.
Ein f(Raumeigenschaften) an Stelle des Lambda könnte die Beobachtungen erklären - ohne Dunkle Energien.
Die geometrischen ´Dellen´ und ´Beulen´ in verschiedenen Regionen des Kosmos, verbunden mit dem Umstand, dass der Wert von f(Raumeigenschaften) im Großen =0  zu sein scheint, lässt dazu an einen speziellen Prozess denken, an einen Gleichgewichtsprozess.


Gretchenfrage: Wie halten wir es mit der Religion?
Tatsächlich erscheint dieser Ansatz im ersten Moment ketzerisch, aber er hebt die ART nicht auf oder stellt eine Alternative zu ihr dar. Und es gibt m.E. durchaus Argumente, an Stelle der Konstanten Lambda eine Funktion  f(GP + dGP +K?) zu setzen. Die ´alte´ ART wird in dieser allgemeineren Formulierung komplett enthalten sein. Der Wert der Funktion ist nach wie vor ein Wert und, da der `Rest´ der Gleichung unverändert bleibt, muss ´nur´ der richtige Funktionsverlauf gefunden werden und  DM und DE hätten sich erübrigt.
Zur Physik im Kleinen, welche diese Zusammenhang stützen könnte, s
iehe auch hier.
                                                                        Wäre das für Physiker und Mathematiker nicht eine schöne Aufgabe?


 
Fragen zur Metaphysik:

    1. Was für ein physikalischer Prozess könnte die extrem attraktive Wirkung mancher Regionen des Universums hervorrufen?
    2. welcher physikalische Prozess könnte hinter der repulsive Wirkung in den VOIDS des Universums stecken?

Diese Fragen sind mehr als berechtigt. Es ist zwar ´attraktiv´ die ungeliebten Dark Matter- und Dark Energy- Erfindungen verschwinden zu lassen, aber es muss eine plausible ´Physik´ dahinter stehen.


Was ist eigentlich ein Gravitationspotential?

Bei Einstein ist es ein Parameter in der 4D-Geometrie des Raumes. Vereinfacht kann man z.B. sagen, dass dieser Parameter in einem Raumpunkt P1 der nahe schwerer Massen liegt kleiner ist, als der Parameter eines Raumpunktes P2, der fern von den schweren Massen liegt.
Der Unterschied der Werte der beiden Punkten wirkt auf die Bahn eines zwischen ihnen befindlichen schweren Objektes. In unendlicher Entfernung zu schweren Massen ist das Potential definitionsgemäß =0

Wir haben hier den Protoraum eingeführt, der unablässig von Impuls tragenden Objekten durchströmt wird. Jeder Punkt dieses Raumes wird von diesen Objekten passiert. Wenn man sie ´aufeinander prallen´ lassen würde, ergäbe sich für jeden Punkt ein ´Druck´. Der Druck selbst ist das Potential, der Druckunterschied zwischen benachbarten Punkten zeigt den Gradienten des Potentials an diesem Ort an. Einsteins Gleichungen sind deshalb auch nach unserer ´Sichtweise´ die richtige Formulierung.
Nur beschreibt man bei Einstein mit dem Gravitationspotential in der Nähe von Materie den Grad an Abschwächung der Vakuumenergie (des Impulsdruckes), die demzufolge in großer Entfernung zu den Massen  - also bei geringem Gravitationspotential - ansteigt.

Ob wir uns nun in dem jeweiligen Raumausschnitt ein dynamisch erzeugtes Feld als Ergebnis der WW zwischen schweren Teilchen und der Impulsen des Hintergrundes ´vorstellen´ und den Gradienten daraus zum Rechnen benutzen oder ob wir, wie Einstein, diese Gradienten aus einer 4D-Geometrie ableiten, die wiederum das Ergebnis der Überlagerung von Metrischem Tensor und Energie-ImpulsTensor an diesem Ort ist, ändert nichts am Ergebnis und auch nicht an der Rechenmethode.
Die lokale Auflösung dieser Tensorfelder führt rechnerisch zu einem ´Druck´. Für diesen Druck hat man aber bei Einstein keine physikalische Entsprechung. Der Raum der ART ist reine Geometrie, deformiert von darin eingebetteten Massen.

In unserer Darstellung kann Materie wegen der Gleichgewichtsbedingung a priori nicht erkennen, ob sie sich in einer Region mit hohem Vakuumdruck oder mit niedrigerem Vakuumdruck befindet. Die aus dem Hintergrund kommenden Impulse (in der SME führte man sterile Neutrinos ein) und deren WW mit der schweren Materie lassen schließlich erst das entstehen, was wir Gravitation nennen. Diese Wechselwirkung führt zur wahrgenommenen ´Anziehung´ zwischen den Galaxien, Sternen und Planeten, die aber genau genommen hier eine wechselseitige Abschirmung vor dem Impulshintergrund ist, der mit den Fernen Massen identisch zu sein scheinen. Ernst Mach wäre das wohl recht.

Gravitation naiv


Die Friedmanngleichung mit Lambda

Friedmanngleichung

(aus https://physik.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Friedmann-Gleichung) - hier kann man gut nachlesen!

Sofern f(GP+dGP+K) =0 ist, wird die Entwicklung des Kosmos von anderen Termen bestimmt.

Wird (GP+dGP+K) >0 , dann bedeutet das überlagerte Expansion, dass Universum bläht sich auf.

Wird (GP+dGP+K) <0, dann bedeutet das Implosion – das Universum fällt zusammen.

Ich nenne im Diagramm die Veränderung des Potentials zwischen benachbarten Punkten des Tensorfeldes dT (Gradient).

An Stelle von Lambda wird nun die Funktion f(Lambda) > f(GP+dGP+K), gesetzt.

Wir erinnern: Die mit modernen Mitteln beobachtete Repulsion in den VOIDS zwang die Physik die DE (Dark Energy) zu erfinden.

Etwas früher schon beobachtete man extreme Bahnkurven an Objekten in der Nähe großer Massenanhäufungen. Diese  zwangen die Physik die DM (Dark Matter) zu erfinden.

Die beiden Energieformen DM und DE können wir nicht sehen. Wir wissen rein gar nichts über sie, außer ihrer Wirkung auf die Umgebung.

Wenn die f(Lambda)-Funktion nun so aussehen würde, wie im Diagramm, rechts, dann ergibt sich die Möglichkeit auf die eingeführten Kategorien DM und DE zu verzichten.

Das Diagramm suggeriert aber meines Erachtens noch etwas anderes: Nämlich einen Bereich von dT (den gelben Gürtel), in dem die Funktion gültig ist und zwei Bereiche außerhalb des Gürtels, in dem dT nicht mehr gültig sein muss.
Wir bezeichnen nun einfach den gelben Gürtel als den Wohlfühlbereich der Materie. Außerhalb des Gürtels liegen Bereiche, in denen es die uns bekannte Materie, die ´stabilen Energieinseln´ - vielleicht nicht mehr so geben kann, wie wir sie kennen: stabil
.


Wohlfühlbedingungen - und ihren Grenzen

In unserem Modell ist das Vakuum von Impuls tragenden Objekten durchströmt. Die Materie ´existiert´, indem sie eine Resonanzfigur zwischen den Objekten des Impulsraums (sterile Neutrinos der SME?) und der eigenen, lokalen ´Anomalie´ bildet. Sie existiert indem sie schwingt. (Siehe auch Leseprobe 1)

Wir nahmen weiterhin an, dass es Umgebungsbedingungen (dT) gibt, in denen diese Materieresonanzen stabil sind, in denen sie sich ´wohl fühlen´. Am Rande dieser ´Wohlfühlbedingungen´ wird es unserer Materie dann ´unwohl´ . Sie könnte zum Beispiel  instabil werden und sogar zerfallen.

Das Diagramm zeigt zwei Grenzen an denen diese Wohlfühlbedingungen enden: 

                                Expandierende VOIDS

Sollte dT gegen 0 gehen, dann ist der Raum zwar sehr ´glatt´- aber f(Lambda) wird offenbar groß.
Was heißt das?
Oben haben wir gesehen: Wenn Lambda größer 0 ist, dann wird der Raum der ART expandieren. In unserem Modell muss aber die Expansion einer Region auf eine verstärkte innere Repulsion zurück gehen. Diese kann wiederum nur auf im Inneren neu entstandenen Impuls beruhen.
Bei uns ist Gravitation schließlich keine mono- oder unipolare Eigenschaft, sondern bei uns ist Gravitation nur eine Seite einer Einheit zwischen Repulsion und Attraktion - ist bipolar.
Woher sollte dieser neue Impuls, diese zusätzlich im Raum entstehende Repulsion kommen, wenn nicht vom Zerfall der wegen ´schlechter Umweltbedingungen´ instabil gewordenen und nun zerfallender Materie.

Die These ist also: In den Voids zerfällt Materie in Impuls (oder in Vakuumenergie - wie  man möchte). Für die beobachtete Expansion der VOIDS ist dann keine DE mehr nötig.


                            Gravitierende Zentren

Sollte dT dagegen groß werden, dann ist der Raum sehr ´verbogen´ -  aber f(Lambda) wird stark negativ.
Oben haben wir gesehen: Wenn Lambda kleiner 0 ist, dann wird der Raum der ART kontrahieren.
In unserem Modell muss aber eine Kontraktion des Raumes auf eine verminderte interne Repulsion zurück gehen. Der Grund dafür kann die dort vorhandene schweren Materie sein. Wenn es diese aber dort nicht gibt, dann muss der verschwundene Impuls in irgend eine andere Energieform transformiert worden sein.
Es ist naheliegend anzunehmen, dass dieser verschwundene Impuls, dieser Verlust an Vakuumenergie, von frisch kondensierter  neuer Materie akkumuliert wurde.
Die These ist also: In den großen Massezentren - das sind die Gegenden mit großem dT ->  entsteht Materie.
Sie entsteht aus Impuls (oder aus Vakuumenergie - wie  man möchte), indem sie einen Teil diese Energie in sich bindet und damit die von der Lokalität ausgehenden Impulsbilanz schwächt. Für die beobachtete Gravitation in den Massezentren ist dann keine DM mehr nötig.
In diesen Regionen führt die Genese von Materie (e=mc²) aus Energie des Tensorfeldes zu einer verstärkten Gravitation und damit zu den beobachteten extremen Bahnkurven.


               Der Gleichgewichtsprozess

Genau wie in Einsteins ART formt nach wie vor die Materie die Geometrie des Raumes und dieser wiederum sagt der Materie, welche Bahnen sie nehmen muss. Der Unterschied in unserem Modell besteht zum Wesentlichen in unserer Annahme, dass der Gravitation ein dynamischer WW-Prozess zu Grunde liegt und Gravitation bipolar ist.
Dies weist wiederum auf einen Kreislauf der Impulse in einem dynamischen Materie-Universum, welches selbst einem universalen  Gleichgewichtsprozess folgt.
Im Rahmen der Wohlfühlbedingungen ist Materie stabil. Aber an den Rändern entstehen gegenläufige Tendenzen: Zerfall und Genese wirken gegeneinander in einem ewig schwingendem Gleichgewichtsprozess.    



 zum Thema Schönheit (der Gleichung)

sie ist ein wünschenswertes, aber kein zwingendes Kriterium. An Stelle von Lambda ein  f(Lambda) oder F(GP+dGP+K) zu setzen, um Gravitation und Repulsion auf eine beiden gemeinsame Grundlage zurück zu führen, sollte Rechtfertigung genug für die komplexer gewordene  Gleichung sein. Ob man dann aus dieser heraus nicht nur die ART ´bekommt´, sondern sie auch mit QM und QED zusammen führen kann, bleibt zu klären.
Ansonsten sind uns Gleichgewichtsprozesse und Symmetrien in unserer Umwelt bestens bekannt, wir finden dieses Prinzip praktisch überall - ausgenommen die Linkshändigkeit, vielleicht. Schön wäre auch, wenn die drei der insgesamt von uns kategorisierten Vier WW sich im gleichen Modell abbilden lassen würden.

Es gibt noch genug Fragen...

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