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MASSE

Wir finden im Universum keinen Urstoff! Durch EINSTEINS Formel E=mc2 wissen wir aber vom Zusammenhang Energie - Masse.
Was ist MASSE, wenn es keine greifbare Substanz im Weltall gibt? Und was ist Energie?


Wie der Eindruck von MASSE und ENERGIE entsteht und warum es sich bei beiden um dasselbe Phänomen handelt; auf welche Weise beide Erscheinungen auftreten und ineinander umwandelbar sind und MASSE eigentlich durch das Zusammenwirken von ENERGIE, RAUM und ZEIT wirksam wird... das alles lernen wir in diesem Kapitel mit Hilfe eines - VENTILATORRADS!
Wir entdecken die Formel für kinetische Energie  und finden sogar so etwas wie eine WELTFORMEL - aber die ist natürlich nicht ganz ernst gemeint. Aber wir beginnen zu ahnen, dass die Begriffe MASSE, ENERGIE, RAUM und ZEIT in diesem Universum keinen absoluten Charakter haben und dass sie einander bedingen. Da die Welt buchstäblich aus NICHTS zu bestehen scheint, einigen wir uns auf den Terminus FELD und kreieren daraus das Wort KUGELFELD ... denn von solchen scheint es eine Menge in diesem ALL zu geben, das selbst ein großes unendliches Feld zu sein scheint..
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Abb.13


     Wir fanden bisher keinerlei Substanz, sondern nur strukturelle Schwingungen als Energieinformationsgrößen. Weshalb kommt uns die Welt so kompakt, so substantiell vor, dass die Physiker den Begriff der MASSE erfinden mussten? Woraus besteht das Sichtbare und Greifbare des Kosmos?

     Denken wir an ein Ventilatorrad. Wenn wir dessen Flügel in Drehung versetzen und sie beschleunigen, so erscheinen sie uns bald optisch als Scheibe (Abbildung 13). Je schneller die Flügel ihre Umdrehungen ausführen, umso kompakter wird das Scheibenbild. Wir könnten bald auch nicht mehr hineingreifen. Sind die Flügel des Ventilators nun so schnell, dass sie fast überall zugleich sind, so haben wir ein Rad vor uns, das ziemlichen Widerstand bietet, ein Rad, das es in Wahrheit gar nicht gibt. Aber mit einem anderen Rad gleicher Art würde es sich schlecht vertragen !

    Wollten wir einen Gegenstand durch diese kompakte Scheibe werfen, so müsste er sehr schnell und sehr klein sein. Wäre die Zerschmetterung dieses Rads unsere Absicht, so müssten wir einen großen und langsamen Gegenstand wählen. Die Beschleunigung der Flügel verringert ihre Umlaufzeit. Zum Widerstand, den sie uns durch ihre Drehung bieten, könnten wir SCHEINBARE MASSE sagen, aber es ist logischerweise nur die Bewegungs-Energie der Flügel, die unser Eindringen verwehrt. Setzen wir nun diese Energie mit der beobachteten Wirkung, der MASSE, gleich, so erkennen wir, dass es die Rotationsgeschwindigkeit des Ventilators ist, die sein Erscheinungsbild verändern kann. Der Unterschied zwischen ENERGIE und MASSE ergibt sich also offenbar durch einen Geschwindigkeitsfaktor! Das mag so manchen sofort an Einsteins berühmte Formel erinnern:

E=mc2

     Auch in ihr ist eine Geschwindigkeit, nämlich jene des Lichts, maßgeblich dafür, ob uns ein Ereignis als Energie oder als Masse erscheint. Aber mit dieser Formel werden wir uns später beschäftigen.

     Wenn wir nun alle Ventilatorflügel bis auf einen entfernen und dieses während der Rotation fast unsichtbare Fragment als  "Wirkungsquantum" bezeichnen - ein von Physikern beliebter Trick -, so finden wir im ganzen Modell nach wie vor keine "Masse", die der Beobachtung entspricht.  Mit einem derart imaginären Massen-Begriff wollen wir deshalb gar nicht argumentieren! Wir haben ja bislang nur drei Begriffe entdeckt, die offenbar für das Bild des Kosmos verantwortlich sind: RAUM, ZEIT und ENERGIE.

     Die Suche nach der Weltformel ist ein von den Gelehrten seit eh und je angestrebtes Ziel. Natürlich ist das Universum nicht nach einer Formel konstruiert - und eine derartige Suche ziemlich müßig. Das wäre ja so, als könnte ein Bäcker alle seine Backwaren nach nur einem einzigen Rezept herstellen! Aber gäbe es eine derart universelle Formel, so könnte sie sich nur auf jene drei Begriffe beschränken, die wir entdeckten, und sie müsste in irgendeiner Weise tatsächlich allen Berechnungen unserer sogenannten Wirklichkeit immanent sein oder zugrunde liegen. Sollen wir versuchen, mit den 3 Begriffen eine Weltformel zu schaffen? Wäre es möglich, die Zusammenhänge dieser drei abstrakten Größen mathematisch darzustellen?

     Wenn wir genau darauf achten, wie in unserem Ventilatorrad jene drei Begriffe zueinander in Beziehung stehen, ergibt sich folgende merkwürdige Gleichung:    

     Das soll alles sein? Kann man mit dieser seltsamen Formel etwas anfangen? Wir sollten das sofort mit ein bisschen Mathematik überprüfen:

     Nehmen wir an, der Ventilatorflügel unseres Gedankenexperimentes ist etwa 32 cm lang. Sein Umlaufweg beträgt demnach ca. 2 Meter. Nun setzen wir den Flügel in Bewegung und geben ihm eine Geschwindigkeit von einer Umdrehung in der Sekunde - also 2m/sec. Da wir an "echte Masse" nicht glauben, erfinden  wir den Begriff  SCHEINMASSE, um damit eine MASSENWIRKUNG des beschleunigten Flügels zu umschreiben (auch wenn Berufsphysiker jetzt ebenso wie Ventilatoren zu rotieren beginnen!). Gleichzeitig postulieren wir: Das Wirkungsquantum  des unbewegten Ventilatorflügels sei gleich l "Flügel" - und es spielt keinerlei Rolle, was wir darunter verstehen wollen, denn alle Maße und Einheiten dieser Welt sind willkürlich gewählt. Mit dem "Planck'schem Wirkungsquantum" rechnen auch die Physiker auf ganz ähnliche Weise herum. Und 1 Flügel ist eben unser empirisch ermitteltes Wirkungsquantum.

    Wir rechnen also ganz unbekümmert:


     2 was? 2 Meter? Es sieht aber so aus, als habe sich das Wirkungsquantum des Flügels schon verdoppelt. Also 2 "Flügel". Muss ja auch mehr sein als der unbewegte Flügel, nicht? Aber das beeindruckt uns noch nicht besonders. Wir haben ja auch  in Wahrheit aus der Geschwindigkeit nur den Weg herausgerechnet. Newton hat etwas ganz ähnliches mit der Geschwindigkeit der Planeten getan (v²) - und was er mit Hilfe des Bahnradius (r) herausgerechnet hatte, war eine fiktive Ursache für die Planetenbewegung, eine zentrale "Masse" in kg.! Dazu brauchte er noch einen Proportionsfaktor, die Gravitationskonstante, die er glatt über den Daumen peilen musste, weil Cavendish ermittelte sie erst rund 100 Jahre später. Also wir lassen uns daher durch keinen Einwand stören und setzen fort:

    Wir rauben dem Flügel die Zeit, und er wird so schnell, dass er nur noch eine sechzehntel Sekunde für eine Umdrehung benötigt. Dabei wird seine Geschwindigkeit natürlich sechzehnmal höher (jetzt rotieren auch die Mathematiker mit den Physikern mit). 

     Das Ergebnis lautet 512 "Flügel".  Sollte diese Zahl tatsächlich die nun vorhandene Wirkung, womöglich Massenwirkung (quantity of matter!) zum Ausdruck bringen? Verhält sich die erzielte Scheibe nun tatsächlich so, als hätte sie die 512-fache Wirkung des Flügels? Und ist diese Wirkung  nichts anderes als die Wirkung kinetischer Energie? Wenn dies der Fall ist, müssten wir aus dieser Scheinmasse mit Hilfe der üblichen Formel für kinetische Energie (kin.E=l/2m . v2), welche ja eine Masse beinhaltet, unser ursprünglich angenommenes Wirkungsquantum 1 "Flügel" heraus rechnen können. Wir wandeln die Formel um in:

und setzen unbekümmert unsere Scheinmasse an Stelle der kinetischen Energie ein:

     Wir erhalten damit tatsächlich die Wirkung l wieder, die wir dem Flügel zugeschrieben haben. Das erhärtet den Verdacht, dass unserer Scheinmasse dasselbe wie kinetische Energie bedeutet, und wir müssen daraus folgern, dass jeder Massenwirkung, die uns offenbar wird, eine Energie zugrunde liegt, die durch BEWEGUNG arbeitet.

    Geschwindigkeit ist aber Weg geteilt durch Zeit; beziehen wir den Begriff RAUM in unsere Formel ein, so lautet sie:

     Indem wir den Raum durch die quadrierte Zeit dividieren, müssten wir folgerichtig den Wert jener Energie erhalten, die uns die Massenwirkung vorgaukelt. Das lässt sich leicht überprüfen, und wir wählen als Zeit die Sechzehntelsekunde, die uns den Wert 512 brachte:

     Selbstverständlich erhalten wir auch auf diese Weise die Zahl 512. Sie zeigt uns die Größe der "Menge des Geschehens" - der MASSE durch Bewegung! Und in der Tat würde die Ventilatorscheibe einen entsprechenden Widerstand bieten. Außer einer Konstanten, die wir erfunden haben, um eine Wirkungseinheit  zu definieren,  rechneten wir mit vollkommen abstrakten Begriffen. Die Welt scheint demnach buchstäblich aus NICHTS zu bestehen! Wer jetzt einwendet, dass das Ventilatorrad ja nicht seine Masse sondern seine Dichte erhöht hat, ist auf dem richtigen Weg. Denn wir werden in den Kapiteln Schwere und Trägheit feststellen, dass Massen in Wahrheit für die Gravitationswirkungen von Körpern keine Rolle spielen, sondern deren Dichten!

    Haben wir mit dieser Spielerei eine Art Weltformel entdeckt? Natürlich nicht. Aber ihre Beziehungen stecken in jeder Berechnung, die sich mit Energie oder Masse beschäftigt. Eine universelle Formel für das Dasein der Welt müsste von ähnlicher Bauart sein, denn sie müsste  diesem einfachen Universum gerecht werden. Die Beziehung von Raum, Zeit und Energie steht hinter allen Naturgesetzen, hinter dem freien Fall ebenso wie hinter den Energie- und Impulserhaltungssätzen, die man postuliert hat. Alle drei Begriffe sind untrennbar miteinander verknüpft. Das erinnert zwar an die RAUMZEIT der Einstein'schen Allgemeinen Relativitätstheorie, bezieht sich aber nicht  auf die  Inertialsysteme der SRT, sondern  gilt für den gesamten Kosmos, der uns durch Expansion, Entropie und Veränderung voneinander abhängiger "Naturkonstanten" (Feinstruktur, Gravitation und Lichtgeschwindigkeit) diese Verknüpfung augenscheinlich demonstriert.

Veränderung von ZEIT verändert ENERGIE und RAUM. 
Veränderung von RAUM verändert ENERGIE und ZEIT. 
Veränderung von ENERGIE  verändert RAUM und ZEIT.

     Die einzigen echten Bausteine des Universums lauten erschöpfend: Energie, Raum und Zeit. Unsere Formel verwendete zwar Messgrößen wie Sekunden und Meter - und die haben im Universum keine absolute Bedeutung - ,aber wir konnten damit wenigstens Zusammenhänge aufzeigen. Berechnen können wir damit nichts!

    Die Konstante 1 "Flügel", die Wirkung, hängt bereits von unserer Wahrnehmung ab. Die Welt ist deshalb gewissermaßen kein materielles Substanzereignis, sondern eine Art "geistiges Geschehen" - so wie viele Philosophen bereits vermutet haben. Dennoch entsteht durch das Spiel von Widerstand und Harmonie und der Vielfalt der Begegnungen vor uns das Bild eines materiellen Universums, in welchem MASSEN aufeinander wirken.

    Wir dürfen deshalb nicht annehmen, jene drei Begriffe wären reale, feststehende Dinge in einer absoluten Wirklichkeit - wissen wir doch, dass im Grunde nur das T.A.O. existiert. Raum, Zeit und Energie sind Auswirkungen des T.A.O., eigentlich nur Informationsereignisse von der Art einer Holografie, die  - nur aus Licht bestehend -  dennoch alles abbilden kann! Diese Abbildungen oder unsere Wahrnehmungen von Energie, Raum und Zeit sind  die einzigen definierbaren Bausteine, wogegen das T.A.O. für uns letztlich undefinierbar bleibt...

    Jedes schwingende Proton stellt nichts anderes dar als unser Ventilatorrad. Will man der Substanzlosigkeit dieser Welt gerecht werden und dennoch eine umfassende Theorie über sie entwickeln, so führt nur eine allgemeine Feldtheorie zum Ziel. Das wusste auch Einstein, und er arbeitete daran bis zu seinem Tod. Aber er konnte Gravitation und elektrische Kräfte nicht unter einen Hut bringen. Auch die Quantentheorie, die er eigentlich selbst mitverschuldet hat, fügte sich in seine Relativitätstheorien nicht immer zwanglos ein. Wir werden das Thema deshalb später noch genauer behandeln.

     Die Physik arbeitet bereits mit vielen Feldbegriffen. Felder sind einfach Räume, die von irgendeiner Kraft erfüllt werden. Auch das Proton ist ein derartiger Raum, und der Ausdruck FELD entspricht ihm eher als TEILCHEN oder gar ATOM. Alle Vorstellungen, die sich mit dem Wort Atom verknüpfen, sowohl was seine Unteilbarkeit betrifft wie auch seine Eigenständigkeit als weltbildendes, angreifbares Ding, müssen heute wohl als überholt gelten. Wir werden in der Folge das Proton-Feld auch KUGELFELD nennen, damit wir für unser Kind einen eigenen Namen haben. Und wir werden das Universum als ein  einziges unendliches Feld sehen, in dem alles enthalten ist, das sich aus Energie, Raum und Zeit entfalten kann. Eben auch die Massen, die - wie wir soeben gesehen haben - nur eine besondere Form von Energie sind.