Kommentierte Berichte aus der Märchenwelt der Wissenschaft
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 http://www.wissenschaft.de/wissen/news/149447.html - 19.08.2002 - Astronomie

Platons Höhlengleichnis und die Vakuumenergie des Universums

Physiker gelingt genauere Abschätzung der Vakuumtheorie - Ergebnis liegt in der Größenordnung des tatsächlichen Wertes                     (sollte wohl die Vakuumenergie gemeint sein!)

Es gibt in der modernen Physik wohl kaum ein Problem, bei dem die theoretische Vorhersage so katastrophal weit neben dem tatsächlich beobachteten Wert liegt wie bei der Vakuumenergie unseres Universums. Der theoretisch vorhergesagte Wert ist sage und schreibe zehn-hoch-120-mal (eine Eins mit 120 Nullen) so groß wie der tatsächlich beobachtete Wert. Scott Thomas von der Stanford University macht jetzt in der Fachzeitschrift Physical Review Letters einen Vorschlag, der das Vakuumproblem mit dem von Platons Höhlengleichnis inspiriertem holografischen Prinzip lösen will (Bd. 89, Nr. 8, 081301). Einer Theorie, die in der Größenordnung 10¹²⁰ falsch voraussagt, sollte man eigentlich misstrauen!

Schuld an der Vakuumenergie ist die Quantenmechanik. Aufgrund von Quantenfluktuationen entstehen im Vakuum fortwährend Teilchen aus dem Nichts. Das erlaubt die Heisenbergsche Unschärferelation, wenn die Teilchen die dafür geborgte Energie nur schnell genug wieder zurückzahlen, indem sie sich selbst vernichten. Jedoch erzeugen diese dauernd im Vakuum vorhandenen "virtuellen" Teilchen einen bestimmten Energiegehalt des Vakuums. Ein großes Glück für die virtuellen Teilchen, dass es Heisenberg gegeben hat! Wer hätte ihnen sonst ihr eigenartiges Verhalten "erlaubt"? Und die Quantenmechanik kann natürlich nicht an der Entstehung irgendwelcher Teilchen "schuld" sein. Sie kann lediglich eine theoretische Erklärung für das Phänomen liefern. Und die kann ebenso falsch wie richtig sein...

Die theoretische Berechnung dieses Energiegehalts ergibt zunächst einen unendlich großen Wert, weil die den Teilchen zugeordneten Felder unendlich viele Energiezustände annehmen können. Dass dieses Ergebnis offensichtlich falsch ist, wissen die Astronomen. Denn die Vakuumenergie der Teilchenphysik entspricht der von Albert Einstein eingeführten kosmologischen Konstanten, die die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums bestimmt. Man geht heute von einem tatsächlichen Wert von etwa 100 Trilliardstel Wattsekunden pro Kubikmillimeter Raumvolumen aus. Natürlich muss man die Gelegenheit nützen, Einstein ins Spiel zu bringen. Allerdings bestimmt die kosmologische Konstante keinesfalls die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums, sondern wurde ganz im Gegenteil eingeführt, um ein statisches Weltall zu errechnen. Die Herausnahme dieser 1915 eingeführten Konstanten kann schon deshalb nicht die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Alls bestimmen, weil diese Geschwindigkeit ständig korrigiert wurde und die Expansion sogar beschleunigt sein könnte!¹ 

Eine plausible Möglichkeit, von dem unendlich großen Wert wegzukommen, ist die Annahme, dass die Energiezustände der virtuellen Teilchen nicht die so genannte Planckenergie überschreiten dürfen. Das ist eine fundamentale Größe, die bei der Quantelung der Raumzeit auftaucht. Auf diese Weise gelangten die theoretischen Physiker zu dem Wert 100 Billiarden Trilliarden Trilliarden Trilliarden Trilliarden Wattsekunden pro Kubikmillimeter, mit dem sie um unglaubliche 120 Größenordnungen daneben liegen. Weshalb dies dann eine "plausible" Möglichkeit sein soll. muss man mir noch extra erklären!

Scott Thomas greift nun auf das im Jahr 1993 von Gerard 't Hooft eingeführte Holografische Prinzip zurück, das an Platons Höhlengleichnis erinnert. Platons Lehrer Sokrates hatte sich überlegt, was Menschen über die Welt erfahren können, wenn sie in einer Höhle eingeschlossen sind und ihre einzige Informationsquelle über die Welt außerhalb der Höhle Schatten an der Wand sind, die von draußen hereinprojiziert werden. Das klingt zwar äußerst hochgeistig, aber was hat das Holografische Prinzip mit dem Höhlengleichnis zu tun? Ein  System ist dann holografisch, wenn jeder Teil das Ganze widerspiegelt. Danach habe ich im Höhlengleichnis vergeblich gesucht.

Zusätzlich greift Thomas auf die Entropietheorie von schwarzen Löchern zurück. Entropie ist ein Maß für Unordnung und auch ein Maß für die Anzahl der Energiezustände, die in einem gegebenen Raumvolumen existieren. Bei schwarzen Löchern ist die Entropie proportional zur Oberfläche des schwarzen Lochs. Zudem weiß man, dass die Entropie eines schwarzen Loches die größtmögliche ist, die in dem entsprechenden Raumvolumen existieren kann. Es ist in der Physik durchaus üblich, ein Geheimnis mit einem anderen Geheimnis zu erklären. Aber muss es denn gleich so extrem sein? 

Einige Physiker haben nun folgendermaßen argumentiert: Da in schwarzen Löchern die maximal mögliche Entropie und somit auch die maximal mögliche Anzahl von Energiezuständen existiert, kann diese Anzahl im restlichen Universum nicht größer sein. Das führt sie dann zu folgender Form des Holografischen Prinzips: Für jedes beliebige Raumvolumen gilt, dass die Anzahl der möglichen Energiezustände nicht proportional zum Raumvolumen, sondern nur proportional zur Oberfläche dieses Volumens ist. Die "Schatten" auf der Fläche erzählen alles über die ganze Welt. Um in diese Hypothesen auch nur einen Gedanken zu investieren, sollte zuerst die Existenz von Schwarzen Löchern sicher festgestellt sein. Davon ist man aber noch unendlich weit entfernt. Ich fürchte, man wird  keine finden...

Thomas zeigt nun, dass man auf diese Weise zu einer sehr viel kleineren Vakuumenergie gelangt. Er führt eine Abschätzung durch, deren Ergebnis in der Größenordnung des tatsächlichen Wertes liegt. Eine exakte Rechnung scheitert daran, dass es bisher keine vollständig ausformulierte holografische Theorie unseres Universums gibt. "Man braucht noch einiges, um das auf ein solides Fundament zu stellen", sagt Sean Carroll von der Universität von Chicago. "Aber es ist sicher eine wichtige Argumentationslinie." Wie man zu einer kleineren Vakuumenergie gelangt, hat uns Thomas wirklich gezeigt! Erstaunlich, dass die Größenordnung des "tatsächlichen" Wertes plötzlich bekannt ist. Gemessen kann man den Wert ja nicht haben, und die Theorie sagte ja einen 10¹²⁰ zu hohen Wert voraus. Also hat Thomas der Märchensammlung unserer Wissenschaft ein neues Kapitel angefügt? 

Axel Tillemans

 http://www.wissenschaft.de/wissen/news/244230.html - 25.08.2004 - Astronomie

Noch ein Urknall? Unwahrscheinlich, aber prinzipiell möglich

Wenn er in Ihrem Körper passiert, würden Sie es wohl nicht überleben

Es besteht kein Grund zur Panik! Das ist das beruhigende Ergebnis einer Rechnung, die Sean Carroll und Jennifer Chen von der Universität von Chicago durchgeführt haben. Die beiden Physiker wollten wissen, wie groß die Wahrscheinlichkeit dafür ist, dass es in unserem Universum einen neuen Urknall gibt. Dazu untersuchten sie die Vakuumenergie des Universums, berichtet der New Scientist (21.08.2004).Um von einem neuen Urknall zu sprechen, müsste zuerst der alte stattgefunden haben!

Das Vakuum unseres Universum ist nicht leer, sondern erfüllt von "virtuellen" Teilchen. Virtuelle Teilchen sind physikalische Elementarteilchen, die sich ihre Existenz quasi "erschummeln". Die nach Werner Heisenberg (1901-1976) benannte Unschärferelation der Quantenmechanik erlaubt den Teilchen, sich die für ihre Erschaffung benötigte Energie kurzzeitig "auszuborgen", wenn sie die Energie nur schnell wieder zurückzahlen. Der Preis ist jedoch hoch: Die Teilchen bezahlen für das kurze Vergnügen mit ihrer Existenz - sie werden vernichtet. Schon toll, diese virtuellen Teilchen, die aus dem Nichts sich ihre Energie ausborgen. Die Unschärferelation birgt überhaupt einen faszinierend unlogischen Zusammenhang: Nur weil wir nicht genau hingucken können, übertreten die Teilchen den Energieerhaltungssatz. Nach dem Motto: Entweder können wir nicht sehen, dass sie ihn einhalten oder wir können sehen, dass sie ihn nicht einhalten! Physiker neigen zur Selbstüberschätzung: Die Phänomene funktionieren nicht aufgrund der Erlaubnis ihrer Theorien, sondern von Natur aus so wie sie funktionieren. Theorien liefern lediglich Erklärungsmodelle.

Im Jahr 1967 zeigte der russische Physiker Jakow Seldowitsch (1914-1987), dass sich dieses Vakuum genauso verhält wie die von Albert Einstein (1879-1955) eingeführte Kosmologische Konstante - nämlich wie eine Kraft, die der Gravitation entgegenwirkt und das Universum dazu zwingt, sich auszudehnen. Viele Physiker sehen deshalb die Vakuumenergie als einen vielversprechenden Kandidaten für die Dunkle Energie an. So haben Astronomen die Kraft genannt, die die von ihnen nachgewiesene beschleunigte Ausdehnung des Universums verursacht. Die kosmologische Konstante hätte gegen die Gravitation das Universum stabilisieren sollen, da die Gravitation es eigentlich zusammenziehen hätte müssen. Da das All ganz im Gegenteil sogar auseinander fliegt, kann Einsteins Kosmologische Konstante keinesfalls diese Abstoßung erklären! Die Beschleunigung der Expansion erst recht nicht...

Gemäß der Inflationstheorie - einer Erweiterung der klassischen Urknalltheorie - hat sich das Universum in den ersten Sekundenbruchteilen seiner Existenz um einen gewaltigen Faktor ausgedehnt. Dieses Ereignis war der eigentliche Urknall. Carroll und Chen haben nun berechnet, wie wahrscheinlich es ist, dass die Vakuumenergie in unserem Universum an einem bestimmtem Ort zu einer bestimmten Zeit eine neue Inflationsphase, also einen neuen Urknall, erzeugt. Die Inflationstheorie ist eine willkürliche Gedankenkonstruktion, um die Probleme, die im Laufe der Zeit in der klassischen Urknalltheorie auftauchten (z.B. das Horizontproblem) zu beseitigen. Es gibt für die Annahme dieser inflationären Aufblähung weder physikalische Grundlagen noch irgendwelche Bestätigungen. 

Das ist deshalb theoretisch möglich, weil die Vakuumenergie wie alle quantenmechanischen Größen "fluktuiert". Das bedeutet, dass die entsprechende Größe um einen gegebenen Mittelwert herum schwankt. Kleine Schwankungen nach oben und unten sind dabei wahrscheinlich, große äußerst unwahrscheinlich. "Theoretisch" ist alles möglich!

Für einen neuen Urknall wäre allerdings ein riesiger kurzfristiger Anstieg der Vakuumenergie an einem bestimmtem Raumpunkt erforderlich. Entsprechend fällt die Wahrscheinlichkeitsaussage aus, die die beiden Physiker als Ergebnis erhalten: Die Wahrscheinlichkeit für einen neuen Urknall beträgt 1 zu 10 hoch 10 hoch 56, also 1 geteilt durch eine Zahl mit 100 Milliarden Billiarden Billiarden Billiarden Nullen. Da kann man sich ausmalen, wie hoch die Wahrscheinlichkeit für den Urknall war, sich aus dem Nichts (!) zu entwickeln!

Die Forscher machen sich nicht mal die Mühe anzugeben, ob dies denn die Wahrscheinlichkeit für einen neuen Urknall pro Kubikmeter oder etwa pro Kubiklichtjahr ist. Begründung: Wen interessiert es, ob diese ungeheure Zahl vierzig Nullen mehr oder weniger hat? Wen interessiert diese unsinnige Theorie überhaupt?

Welche Auswirkungen ein Urknall auf uns hätte, wissen die Wissenschaftler nicht genau. Wer das Pech hat, dass sich der Raum in seinem eigenen Körper dazu "entscheidet", eine Inflationsphase zu vollziehen, wird das wohl kaum überleben. Aber ein Urknall wenige Meter entfernt wird einem möglicherweise nichts anhaben, meint zumindest der Inflationsexperte Alexander Vilenkin von der Tufts-Universität in Somerville. Wahrscheinlich würde man nur einen kurzen Energieblitz sehen, dessen Licht sich schnell zum Roten hin verschiebt, während das neue Universum sich schlagartig ausdehnt und sich dabei seinen eigenen Raum schafft. In den guten alten Zeiten erfanden die Gebrüder Grimm oder Christian Andersen die Märchen. Heutzutage wird das von "Inflationsexperten" erledigt.

Axel Tillemans                                                                     rote Kommentare von Harald Maurer

1   Der den heutigen Beobachtungen entsprechende Wert der kosmologischen Konstante ist viel kleiner als ihr theoretisch vorausgesagter Wert. Dabei beträgt das Missverhältnis von Beobachtung zur Theorie nicht weniger als 108 Größenordnungen (das entspricht einem Faktor von 10^-108)!

Kommentierte Berichte Teil 2 

Zu Peter Ripotas Artikel zum 125. Geburtstag A. Einsteins auf der PM-Website gab der Redakteur Joseph Scheppach folgenden Gegen-Artikel ab: http://www.pm-magazin.de/de/specials/artikel.asp?id=73 Auch die Behauptungen in diesem Artikel dürfen nicht unwidersprochen bleiben!

Diskussion von Einsteins Theorien
Versuch einer Würdigung Albert Einsteins

Mein Kollege Peter Ripota stellt in seiner "kritischen Würdigung" von Albert Einstein Behauptungen auf, die nicht unwidersprochen bleiben dürfen.

Peter Ripota behauptet: " Die Formeln, Ideen und zum Teil sogar Fachausdrücke für die Spezielle Relativitätstheorie (SRT) stammen allesamt von dem französischen Mathematiker und Begründer der Chaosforschung, Henri Poincaré, der sie 1904 veröffentlichte, ein Jahr vor Einstein. ... Die Idee der Zeit als vierter Dimension war schon sehr alt - der britische Science-Fiction-Schriftsteller H.G. Wells verwendete sie in seiner Erzählung "Die Zeitmaschine" aus dem Jahr 1895."

Richtig ist, dass weder Poincaré noch H.G. Wells die Bedeutung der Zeit als vierte Dimension so erkannt haben wie es Albert Einstein tat. Einstein verband Raum und Zeit innigst miteinander. So wie ein räumlicher Körper nur durch die drei Koordinaten Länge, Breite und Höhe zu beschreiben ist, so trat die Zeit mit Einstein nun als weitere "relative" Größe in einer - erst später so genannten - "Raum-Zeit" hinzu. Somit erst bekam die Science-Fiction-Welt der Zeitmaschinen überhaupt ein theoretisches Konzept. Richtig ist, dass es ohne Poincaré keine Relativitätstheorie gegeben hätte. Die Arbeiten des "Zweiten Vaters der Relativitätstheorie", des damals schon weltberühmten Mathematikers und Physikers Henry Poincaré waren für den jungen Einstein richtungsweisend. Wie sehr Fragestellungen zur Grundlagentheorie und die Aussagen  der beiden Forscher miteinander verknüpft waren, zeigt Peter Galison in seinem Buch "Einsteins Uhren, Poncarés Karten" mit aller Deutlichkeit auf. Der letzte Satz des Absatzes ist überhaupt irreführend: Gerade die Arbeiten Einsteins waren es, die eine Möglichkeit von Zeitreisen absolut ausschlossen! 

Peter Ripota schreibt: "Durch die Abschaffung des Äthers wurde nichts erklärt."

Das Gegenteil ist richtig. Einstein stellte den "Äther" in Frage, der als theoretische Hilfskonstruktion die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen erklären half. Den Anlass dazu gab ihm das Problem, dass sich der hypothetische Äther experimentell nicht feststellen ließ! Einsteins Überlegung: Sollte es aber nicht, etwa für die Lichtausbreitung, einen Unterschied ausmachen, ob man mit der Erde durch den Äther rast oder darin ruht? Einstein erkannte den Äther als überflüssig und schaffte ihn ab ? ein brillantes, wenn auch zugegebenermaßen keineswegs originelles Unterfangen, hatten doch auch andere daran schon gedacht. Das wirklich Einmalige in Einsteins Denken war, dass er aus vielen Spezialfragen, z.B. der "Äther-Frage", den Stoff für ein neues Verständnis von Raum und Zeit machte. Einstein betrachtete für seine SRT den Äther als nicht notwendig, aber er schaffte ihn nicht ab.  Hat er doch in einer Ansprache zu Leiden die Notwendigkeit eines Äthers , der sich allerdings vom Lorentzschen Äther zu unterscheiden habe, im Rahmen seiner ART ausdrücklich betont. Mehr dazu >>> 

Peter Ripota schreibt: "Die SRT enthält Widersprüche".

Die Relativitätstheorie enthält keine Widersprüche. Im Gegenteil! Erst durch Einsteins Theorie verschwanden all jene Widersprüche, die sich aus Newtons Konzept einer absoluten Zeit ergeben hatten! Einsteins Theorie enthält auch keinerlei unauflösbares Paradox. Vielmehr ergeben sich aus dieser Theorie lediglich aberwitzig anmutende Folgerungen - wie die Verkürzung schnell bewegter Objekte oder langsamer laufender Uhren. Die theoretischen Spielereien, die sich daraus ergeben, wie das sogenannte Zwillingsparadoxon und das sogenannte Ehrenfestsche Paradoxon - ließen sich viele Jahre nach Einsteins Tod durch Experimente untermauern: So zeigte ein Experiment, dass auf einer Hochpräzisionsuhr, die in einem Flugzeug um den Erdball reist, tatsächlich weniger Zeit vergeht als auf einem auf der Erde verbliebenen Zwillingsgerät, einer Vergleichsuhr. SRT und ART müssen hier getrennt beurteilt werden. Keine "aberwitzigen" Widersprüche finden sich in der ART, wogegen die SRT praktisch schon aus Widersprüchen aufgebaut ist und daher eine unzählige Reihe von Widersprüchen provoziert. Hier ein Beispiel. Das Ehrenfestsche Paradoxon (eine Scheibe, die sich bei Rotation gem. SRT wölben müsste) hat mit dem genannten Uhrenversuch gar nichts zu tun. Der Uhrenversuch ist im Eifer typischer Einsteinverteidigung überhaupt falsch geschildert: Uhren in Flugzeugen werden aufgrund der schwächeren Gravitation schneller und nicht langsamer, wie der Artikel glauben lässt. Und der Versuch selbst (Hafele & Keating) ist so umstritten, dass Relativisten ihn als Beweis für die RT gar nicht mehr einsetzen. Wieso langsamer laufende Uhren zeigen sollen, dass "tatsächlich weniger Zeit vergeht", muss Herr Scheppach allerdings noch extra erklären. Es wäre sehr praktisch, wenn dem so wäre: es ließe sich dann mit einer kaputten Uhr, die langsamer läuft, eine Menge Zeit gewinnen... Richtig ist, dass der Gang von Uhren von der Gravitation beeinflussbar ist: Uhren, die elektromagnetische Schwingungen einsetzen, werden im stärkeren Feld langsamer, Pendel- Sand- Wasseruhren dagegen schneller (was Einstein übersehen haben muss!). Man kann sich offenbar mit der Wahl der Uhrentype aussuchen, wie schnell oder langsam die Zeit vergehen soll... Damit wird die Widersprüchlichkeit  der RT augenblicklich erkennbar.

Peter Ripota schreibt: "Die Formel für die Allgemeine Relativitätstheorie (ART) wurde von dem deutschen Mathematiker David Hilbert gefunden, der daraufhin von Einstein des geistigen Diebstahls beschuldigt wurde, obwohl es genau umgekehrt gewesen ist."

Diese Plagiats-Behauptung ist von Wissenschaftshistorikern längst widerlegt worden! Die Forscher konnten im Jahre 1998 hieb- und stichfest beweisen, dass Albert Einstein die allgemeine Relativitätstheorie als erster in ihre endgültige Form gebracht hat und nicht der Mathematiker David Hilbert!  Dadurch ist Einstein vom Vorwurf des Plagiats freigesprochen - und Hilbert gerät (erneut )in den Verdacht bei Einstein abgeschrieben zu haben!
Einstein selbst nämlich hat Anfang Dezember 1915 den Vorwurf des Plagiats gegen Hilbert erhoben. Ein aus seiner Sicht damals nicht ganz unberechtigter Vorwurf, wie sich inzwischen herausgestellt hat. Denn der Wissenschaftshistoriker Leo Curry von der Universität Tel Aviv hat Korrekturbögen von Hilberts entscheidender Arbeit gefunden, die ein neues Licht auf die Affäre werfen. Demzufolge hatte Hilbert seinen Aufsatz vor der Veröffentlichung am 31. März 1916 überarbeitet. Da in der Zwischenzeit Einsteins Aufsatz erschienen war, konnte Hilbert seine noch unvollständigen Ergebnisse korrigieren. Jedenfalls gelangt Hilbert zu den selben Resultaten wie Einstein.
Dass der Durchbruch nicht Hilbert, sondern Albert Einstein gelungen ist, konnte auch Jürgen Renn vom Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte in Berlin nachweisen ("Science", Bd. 278, S. 1270). Es ist sicher nicht der reinste Zufall, dass ausgerechnet Wissenschaftshistoriker aus Tel Aviv sich besonders um Einstein kümmern. Die Wahrscheinlichkeit spricht aber gegen Einstein, der für seine schwachen Mathematikfähigkeiten bekannt war, wogegen Hilbert auf diesem Gebiet eine einsame Größe darstellte. Für die Qualität der Theorie selbst spielt es allerdings keine Rolle, wer sie als erster formuliert hat!

Peter Ripota schreibt: " ...dass die ART ( Allgemeine Relativitätstheorie) unter anderen das elementare Energie-Erhaltungsprinzip verletzt, ganz zu schweigen davon, dass sie die Anziehungskraft zweier Körper falsch berechnet - nämlich zu null!"

Die Relativitätstheorie verletzt  weder das Energie-Erhaltungsgesetz, noch hat Einstein die Anziehungskraft zweier Körper falsch berechnet. Richtig ist vielmehr, dass nicht nur Einstein, sondern bis heute alle (!) Wissenschaftler daran gescheitert sind, die gesamte physikalische Welt einschließlich der Gravitation zu beschreiben. Die Gleichungen solch einer "Weltformel" lassen sich nicht anwenden, ohne dass der Nenner bestimmter Brüche zu Null wird - ein untrügliches Zeichen dafür, dass etwas nicht stimmen kann. Auf der Suche nach der "Weltformel", der "Großen Vereinigten Theorie", gilt jetzt die Stringtheorie als vielversprechender Ansatz. Hier zeigt sich wieder mal deutlich, dass jemand Einstein verteidigt, ohne seine Theorien zu kennen. Dass die ART (also nicht schlechthin die RT sondern ausschließlich die ART!) den Energieerhaltungssatz verletzt, ergibt sich daraus, dass die Energie in der Metrik nicht mehr lokalisierbar ist. Die Nichtanwendbarkeit des Energiesatzes in der ART wurde übrigens ausgerechnet von David Hilbert vermutet und später von der berühmten Mathematikerin Emmy Noether ("Noether Theoreme") bewiesen!  Dass in den Gleichungen der "ART-Weltformel" bestimmte Brüche zu Null werden, weil "irgendetwas nicht stimmen kann" ist überhaupt vollkommener Unsinn, denn in der ART gibt es von vornherein keine Anziehungskraft - was einer der wesentlichen Unterschiede zu Newtons Gravitationsgesetz ist. Hier brillieren sowohl Herr Ripota als auch Herr Scheppach in Unkenntnis der ART.

Peter Ripota schreibt auch über Eddingtons "angebliche Bestätigung der Einsteinschen Voraussagen bezüglich der Sternpositionen bei einer Sonnenfinsternis".

Was Peter Ripota eine "angebliche Bestätigung" nennt, ist einer der eindrücklichsten Belege für Einsteins Theorie überhaupt! Ihr zufolge ist die "Raum-Zeit" durch große Massen gekrümmt und so sollte in der Nähe der Sonne mit ihrem riesigen Gewicht das Licht von fernen Sternen auf seinem Weg zur Erde abgelenkt werden. Genau dieser Effekt wurde zweifelsfrei von Eddington am 29.Mai 1919 bei einer Sonnenfinsternis gemessen. Der britische "Astronomer Royal" Sir Frank Dyson erklärte: "Nach sorgfältiger Untersuchung bin ich bereit zu erklären, dass kein Zweifel daran bestehen kann, dass sie Einsteins Vorhersage bestätigen." (Dieser Lichtablenkungs-Effekt wurde mittlerweile x-fach bestätigt.) Leider ist auch dieser "eindrücklichste" Beleg für Einsteins ART immer noch umstritten. Es ist für jedermann nachprüfbar, dass die Fotografien, die Eddington ausgewertet hatte, sich gar nicht für so eine genaue Beurteilung eigneten. Der Lichtablenkungseffekt war qualitativ auch keine Voraussage der ART - man hatte aber gemeint, die ART liefere einen genaueren quantitativen Wert der Ablenkung als Newtons Formeln, die nur den halben Wert ergaben. Neuere, genaueste Messungen ( die "x-fachen" Bestätigungen?) haben ergeben, dass auch der ART-Wert um ganz 10 Prozent daneben liegt (für eine Theorie mit so hohem Wirklichkeitsanspruch keine akzeptable Abweichung!). Darüber hinaus lässt sich ein Teil der Ablenkung auch durch Refraktion in der heißen Sonnenhülle erklären. Überflüssig, noch zu erwähnen, dass es nicht das "Gewicht" der Sonne und auch nicht ihre "Schwerkraft" ist, die das Licht ablenken, sondern der ART nach folgt das Licht der Geodäte, die aufgrund der Einwirkung des Krümmungstensors in der Raumzeit-Metrik entsteht. Im Volksjargon: der gekrümmte Raum verbiegt das Licht (was auch eine unrichtige Erklärung wäre). Johann Georg Soldner, der schon 1801 die Lichtablenkung am Sonnenrand  mit Newtons Formeln errechnet hat, berücksichtigte nicht, dass Photonen keine Ruhemasse haben. Er rechnete für Masseteilchen mit s=1/2g t² und kam auf den halben Wert der ART. Dabei hätte er nur erkennen müssen, dass Photonen keine Beschleunigung kennen und keine Trägheit haben, sondern Anfangs- und Endgeschwindigkeit gleich ist - was die doppelte Fallhöhe ergibt. Also s=g t². Hätte er mit dieser Formel gerechnet, wäre derselbe Wert wie bei Einstein heraus gekommen.

Joseph Scheppach                                                                              rote Kommentare v. Harald Maurer
PM-Magazin
Link dazu: Die besten Artikel aus P.M. zu Albert Einsteins Ideen

Kommentierte Berichte Teil 3 .  

18.10.2004 - Physik                              Quelle: http://www.wissenschaft.de/wissen/news/245925.html

"Wir haben die Hölle wiedererschaffen"

Physiker versuchen, die Bedingungen kurz nach dem Urknall zu reproduzieren - möglicherweise deutet sich eine Lösung für das Problem der Dunklen Energie an.

Möglicherweise deutet sich eine Lösung ... an?  Oder auch nicht. Aber wenigstens wissen wir nun, woher unser Universum stammt: aus der Hölle!

"Wir haben die Hölle wiedererschaffen und sie ist nicht nur heiß, sie ist außerdem sehr, sehr seltsam", schreibt die Wissenschaftsautorin Amanda Gefter im Magazin New Scientist (16.10.2004). Physiker des Brookhaven National Laboratory (BNL) in Upton, New York, haben möglicherweise für einen winzigen Sekundenbruchteil ein Quark-Gluon-Plasma erschaffen. Das ist ein exotischer Materiezustand, der kurz nach dem Urknall unser Universum ausfüllte. Weitere Experimente sind erforderlich, um diese Entdeckung zu erhärten.

Möglicherweise wurde ein Quark-Gluon-Plasma erschaffen? Nachdem sich schon der Urknall als haltlose Hypothese entpuppt, braucht man über den Materiezustand "kurz danach" nicht nachzudenken. Möglicherweise besteht Materie  aber genau aus dem, was bei der gegenseitigen Annihilation von Teilchen und Antiteilchen frei wird: nur aus harter Gammastrahlung. Und keinesfalls aus Quarks!

Die ersten zehn Millionstel Sekunden nach dem Urknall gab es im Universum weder Atome noch Protonen und Neutronen - die Bestandteile der Atomkerne. Mit einer Billion Grad Celsius war es so heiß, dass selbst die Kernteilchen nur in "geschmolzenem" Zustand vorlagen, nämlich in Form des Quark-Gluon-Plasmas.

Möglicherweise ist dem Autoren dieses Artikels nicht bekannt geworden, dass das schöne Modell der Quantenchromodynamik experimentell nicht nachgewiesen wurde. Protonen und Neutronen bestehen offenbar nicht im Baukastenprinzip aus jeweils 3 Quarks.¹

Bei den Temperaturen, wie sie heute im Universum vorherrschen, können Quarks nicht als "freie" Einzelteilchen existieren. In der gewöhnlichen Materie sind sie immer zu dritt zusammengepfercht und bilden so die Protonen und Neutronen. Das liegt an den Gesetzen der Quantenchromodynamik, die die starke Wechselwirkung beschreibt. Denn je mehr man versucht, Quarks voneinander zu trennen, desto stärker werden die von den Gluonen übertragenen Kräfte, die sie zusammenhalten.

Möglicherweise fällt niemandem die mangelnde Logik in diesen Behauptungen auf:  Versucht man in üblicher Manier Teilchen durch Energiezufuhr (Temperaturerhöhung) zu trennen, kann dies bei Quarks der Theorie nach gar nicht funktionieren. "Denn je mehr man versucht, Quarks voneinander zu trennen, desto stärker werden die von den Gluonen übertragenen Kräfte, die sie zusammenhalten." Also: je höher die Temperatur, desto aussichtsloser das Bemühen ... Bei einer Temperatur von "etwa einer Billion Grad Celsius" müsste die Bindungskraft zwischen Quarks schier unüberwindlich sein. 

Das ändert sich erst ab einer Temperatur von etwa einer Billion Grad Celsius. Alle bisherigen Experimentauswertungen deuten darauf hin, dass es den Physikern des BNL für die winzige Zeitspanne von einer Hundertstel Trilliardstel Sekunde (10 hoch minus 23 s) gelungen ist, ein Quark-Gluon-Plasma, also eine "Suppe" aus freien Quarks und Gluonen, herzustellen.

Möglicherweise "deuten" die Experimentauswertungen für die 10-23 Sekunden auch auf etwas ganz anderes hin...

Dazu schossen sie in ihrem Teilchenbeschleuniger, dem Relativistic Heavy Ion Collider, die Kerne von Goldatomen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinander. Bei den durch den Zusammenstoß frei werdenden hohen Energien kann es passieren, dass zwei Quarks direkt aufeinandertreffen und je einen Teilchenjet erzeugen. Die Energie der Quarks wird in eine Kaskade aus neu entstehenden Teilchen umgewandelt.

Möglicherweise wird den Physikern nie bewusst werden, dass die "neu entstehenden Teilchen" reine Artefakte sind - und die Materie diese nie enthalten hat. 

Doch bei einigen Kollisionsexperimenten fehlte einer der beiden erwarteten Teilchenjets. Die derzeit plausibelste Erklärung dafür ist, dass bei der Kollision der Goldatomkerne gleichzeitig ein Quark-Gluon-Plasma entstanden ist, das die Produktion des Teilchenjets verhindert. Das hatten die Physiker so nicht erwartet. Das Quark-Gluon-Plasma scheint dreißig- bis fünfzigmal dichter zu sein als es vorhergesagt worden war.

Möglicherweise ist die "derzeit plausibelste Erklärung" morgen schon ebenso falsch wie es heute die vergangene plausible Erklärung des elektrischen Stromes mit dem negativen und positivem Fluiduum ist ;-) ²

Verbunden mit der Bildung des Quark-Gluon-Plasmas ist eine gleichzeitige Änderung des Vakuums - ein so genannter Phasenübergang des Vakuums. Wenn das Quark-Gluon-Plasma tatsächlich sehr viel dichter ist als bisher gedacht, dann muss auch das physikalische Vakuum bei sehr hohen Temperaturen anders sein als gedacht.

Möglicherweise ist das Universum sehr viel anders beschaffen, als von den Physikern gedacht! 

Möglicherweise weist dieser Punkt auf eine Lösung des Problems der Dunklen Energie hin, die für die beschleunigte Ausdehnung des Universums verantwortlich gemacht wird. Für Teilchenphysiker ist der naheliegendste Kandidat zur Erklärung der Herkunft dieser Energie das Vakuum. Doch wenn sie versuchen, mit der Vakuumenergie die Ausdehnung des Universums zu erklären, liegen sie falsch - nicht um ein paar Prozent, sondern um den ungeheuren Faktor von einer Billiarde Trilliarden Trilliarden Trilliarden Trilliarden Trilliarden, also einer Zahl mit 120 Nullen. Eine Erforschung des Übergangs von dem mit dem Quark-Gluon-Plasma verbundenen Vakuum zu dem heute im Universum vorherrschenden Vakuum könnte hier neue Erkenntnisse bringen.

Möglicherweise wird uns hier wieder nur eines jener phantastischen Märchen der Wissenschaft aufgetischt. Virtuos im Umgang mit Trugbildern, löst man das Problem der fiktiven "Dunklen Energie", die selbst schon als Ursache für die kosmische Expansion herhalten soll, mit einer anderen Fiktion, dem Quark-Gluon-Plasma... und das alles steckt natürlich im Vakuum! Dabei hätten die meisten Physiker vor einigen Jahrzehnten noch geschworen, dass das Vakuum eine ganz "leere"  Angelegenheit sei. Teilchenphysikern scheint es aber klar geworden zu sein, dass das Vakuum doch irgendeine Substanz hat - nur Relativisten glauben immer noch, das Licht bewege sich durch das "Nichts".

Axel Tillemans                                                              Rote, kursive Kommentare von Harald Maurer

1  Im Proton, das Physiker lange für ein leeres Gebilde aus drei elementaren Bausteinen (Quarks) gehalten haben, wogt in Wahrheit ein regelrechter See kleinster "Teilchen". Diese Erkenntnis verdanken wir HERA, einem der weltweit größten Teilchenbeschleuniger, mit dem seit zehn Jahren im Hamburger Forschungszentrum DESY die Struktur der Materie erkundet wird. "HERA ist eine Art großes Mikroskop für das Proton", so Forschungsdirektor Prof. Robert Klanner. Mit der "Hadron-Elektron-Ring-Anlage" können Strukturen beobachtet werden, die 2000 Mal kleiner sind als das Proton selbst. "Vor HERA herrschte die Vorstellung, dass es im Proton im Wesentlichen drei Quarks gibt", erläutert Klanner. "Mit HERA haben wir ein vollkommen neues Bild gewonnen. Tatsächlich sieht das Innere des Protons aus wie eine große Suppe, in der zahlreiche Quarks, Antiquarks und Gluonen schwimmen."
Link zum Supermikroskop HERA,  PDF 8,5 MB  

2 Allerdings sind "negative und positive Ladungen" auch nicht plausibler. Was Ladungen m.E. wirklich sind, wird im PRINZIP DES SEINS ausführlich beschrieben.