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Wie wohl schon durch meine Simulationen vermutbar mache ich mir schon sehr lange Gedanken darüber wie unsere Welt im Mikrokosmos, also die kleinsten Teilchen, wohl aufgebaut sind. Auf diesem Gebiet wird eine unglaubliche Menge an Forschung betrieben - und gerade heute, am 10. September 2008 geht der LHC (Large Hadron Collider) in CERN "online". Dies ist für mich Anlass ein wenig über meine Theorien, also meine Ansichten über Teilchen undMaterie zu schreiben.
Viele Wissenschaftler und andere physikalisch versierte Personen werden hier evtl. nicht meinen Standpunkt vertreten. Doch immerhin handelt es sich nur um Theorien. Und nicht um eine Feststellung der Tatsachen, bei deren wiedersprechen ich eine Inquisition beantragen würde ;)
Prinzipiell will ich es nicht sehr mathematisch halten. Es geistert mir nur schon ewig im Kopf herum wie es wohl zur Entstehung von Masse bzw. Gravitation kommt (eine dieser beiden Erscheinungen impliziert ja jeweils die andere). Hierfür habe ich eine Erklärung - die ich in dieser Form noch nicht an anderer Stelle gelesen habe. Mag natürlich sein das viele andere Personen sich schon ähnliche Gedanken dazu gemacht habe. Doch habe ich bisher eben keine ähnlichen Formulierungen vernehmen können. Wozu ich natürlich sagen muss, dass ich mich nicht tagtäglich dem studieren irgendwelcher physikalischer Arbeiten widme, es also solche Theorien höchstwahrscheinlich schon zu Haufe gibt.
Derzeit wird angenommen das jene Elementarteilchen welche den Kern eines Atoms bilden - also Neutronen und Protonen aus zwei verschiedenen Sorten von Quarks aufgebaut sind. Neutronen und Protonen zählen zu der Gruppe der Hadronen. Welche auch im oben genannten Teilchenbeschleuniger zur Kollision gebracht werden. Sieht man sich nun das rechts gezeigte Bild (Quelle Wikipedia: Quark(Physik)) an so kann man sich einfach die Ladung von Protonen und Neutronen ausrechnen.
Ein Proton besteht aus zwei up-Quarks und einem down-Quark. up-Quarks haben die Ladung +2/3 wobei hingegen down-Quarks die Ladung -1/3 haben. Zählt man dies nun zusammen erhält man:
Was natürlich die Ladung +1 eines Protons ergibt. Ein Neutron setzt sich aus einem up-Quark und zwei down-Quarks zusammen. Auch hier kann man die Einzelladungen der Quarks einfach aufsummieren:
Und bekannterweise ist ja die Ladung eines Neutrons gleich 0. Jetzt muss ich jedoch die akzeptierte Meinung der Teilchenphysik und des Standardmodells verlassen. Und behaupte einfach mal schlichtweg, dass Elektronen auch aus 3 einzelnen Teilen besteht. Von denen jedes -1/3 geladen ist. Ok. Rein Ladungsmässig würde sich das ausgehen 3*-1/3 = -1. Nur wird man sich die Frage stellen wie ich auf diese Annahme komme. Im eigentlichen hat es sich so zugetragen das ich längere Zeit dachte Elektronen bestünden aus drei down-Quarks (-1/3) bis ich vor einiger Zeit beim nachlesen festgestellt habe, dass diese als "unteilbar" angesehen werden, und in eine komplett andere Kategorie Fallen, nämlich zu den Leptonen gehören.
Man sollte jedoch nur mal folgende Überlegung durchführen bzw. durchrechnen. Man bilde die Summe der Quadrat der Ladungs-Differenzen zwischen allen Sub-Elementarteilchen der genannten Elementarteilchen Proton und Neutron. Dies ergibt für das Proton:
Zieht man das selbe jetzt für ein Neutron durch, dieses besteht aus jeweils zwei mal -1/3 und einmal +2/3:
Somit ergibt sich als Quadrat der Ladungsdifferenzen zwischen den einzelnen Quarks immer 2. Selbst wenn man nicht die Quadrate bildet. Und einfach immer vom positiveren Teilchen das negativere abzieht kommt man zum selben Ergebniss. Die Quadrate von Differenzen kommen ja oft in der Physik/Mathematik vor - da sie immer positiv sind. Wenn man nun davon ausgeht, dass ein Elektron aus drei mal -1/3 geladenen Sub-Teilchen besteht, dann ergibt sich als Ladungsdifferenz natürlich 0.
Und meine Folgerung ist nun - das diese Ladungsdifferenz zwischen den Quarks des Protons (oder des Neutrons) für dessen Masse verantwortlich sind. Sowohl Neutron als auch Proton haben ja in etwa die gleiche Masse. Das negative geladene Elektron jedoch - meiner Theorie zufolge aus drei gleich geladenen Sub-Teilchen bestehend, besitzt jedoch so gut wie keine Masse. Man könnte nun annehmen ich wolle behaupten das ein elektrisches Feld gleich zu setzen ist mit Gravitation bzw. der dadurch erzeugten Masse. Doch ist denke so einfach ist es dann auch wieder nicht. Vielmehr nehme ich an das ein "bewegtes elektrisches Feld" zu Gravitation bzw. Masse führt. Ob dieses Feld nun rotiert werden muss, oder linear verschoben ist mir nicht ganz klar. Aber ich denke sehr wohl das es da einen Zusammenhang gibt.
Es könnte mit einer Art Experiment bewiese werden, bei welcher ein elektrisches Feld schnell rotiert wird, und gemessen ob es Auswirkungen auf die Masse dieses Objektes hat. Es gibt ja bereits einige Experimente / Theorien nach welchen schnell drehende Scheiben eine erhöhung der Gravitation bewirken. Aber meiner Theorie zufolge würde dieser Effekt nur noch verstärkt werden wenn man ein elektrisches Feld rotiert. Evtl. reichen natürlich die Makroskopisch erzielbaren elektrischen Felder nicht aus, jene der mikroskopischen Felder zwischen den Quarks auch nur im geringsten nachzuempfinden.
Das es einen Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit, Bewegung und Masse / Gravitation gibt ist ja allein schon durch die Relativitätstheorie von Einstein bestimmt. Man nennt diese Eigenschaft "Relativistische Masse". Dieser Ausdruck wird zwar in der Physik nicht gerne gesehen. Beschreibt aber die Tatsache, dass das erreichen der Lichtgeschwindigkeit durch ein "herkömmliches" - also massebehaftetes Objekt nicht möglich ist. Je schneller sich ein Objekt bewegt, desto grösser wird sein Widerstand gegen weitere Beschleunigung. Man könnte eben sagen seine Masse erhöht sich mit grösserer Geschwindigkeit.
Nun ist es ja aber wohl klar das ein auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigtes Objekt. Z.b. eines der Teilchen im LHC "tatsächlich" eine grössere Masse besitzt als im Ruhezustand, also somit wahrscheinlich auch mehr Graviation verursacht. Zumindest wird soweit mir bekannt ist mehr Energie für das halten der Umlaufbahn benötigt als sich rein aufgrund der Newtonschen Masse und der Berechnung der Fliehkräfte ergeben müsste.
Und führt man nun beide Aspekte zusammen: Bewegte elektrische Felder führen zu Masse, bzw. schnell bewegte Masse führt zu grösserer Gravitation (grössere relativistische Masse) so erscheint es mir durchaus möglich das Masse bzw. Gravitation einfach eine Folge von schnellen bewegten elektrischen Feldern sein könnte. Dies würde die Gravitationskräfte auf die elektrische Kraft bzw. elektrische Felder zurückführen.
Am besten man sollte sich solche Ideen einfach mal durch denk Kopf gehen lassen, und evtl. etwas nachlesen und nachdenken. Evtl. kommt man zu selben Ergebnissen, oder man findet meine Denkweise wiedersprüchlich, worüber ich natürlich gern bescheid wissen würde ;) Ein E-Mail an mich ist immer möglich!
Zum Schluss noch eine kleines Gedankenexperiment. Ich versuche mich kurz zu halten. Viele von uns kennen ja wahrscheinlich den sogenannten "Tunneleffekt" bei diesem handelt es sich um einen physikalischen Effekt, welcher auftritt wenn eine elektromagnetische Welle durch eine Öffnung in einem Metall (oder eine andere Barriere) hindurchtritt, welche vom Durchmesser her kleiner ist als die Wellenlänge der elektromagnetischen Welle / Strahlung. Im Normalfall können elektromagnetische Wellen nur durch Öffnungen in Metall-Käfigen oder Blechen ungestört hindurchtreten, welche grösser sind als die eigene Wellenlänge. Das ist auch der Grund, warum ein telefonieren mit einem Handy in einem Auto möglich ist. Mobiltelefone arbeiten auf Frequenzen von 800 MHz oder mehr was in etwa einer Wellenlänge von 35cm entspricht was kleiner ist als die Öffnung der Windschutzscheibe.
In eben solchen Fällen in jenen die Öffnung zu klein ist kommt es zum sogenannten Tunnel-Effekt. Ein Teil der elektromagnetischen Welle bzw. Strahlung scheint sich hinter der Öffnung über eine gewisse Distanz mit Überlichtgeschwindigkeit auszubreiten. Dabei wird zwar das Original-Signal verändert, aber ein Teil der Energie wird zumindest mit einer Geschwindigkeit höher als eigentlich möglich transportiert. Das ein Transport von Massen mit einer Geschwindigkeit grösser als jene des Lichts theoretisch nicht möglich ist wird ja durch die Relativitätstheorie definiert.
Man stelle sich nun einen Torus (Ring) aus einer hochfestem Material vor (siehe Bild rechts). Und lasse diesen Torus mit einer Geschwindigkeit um seinen Mittelpunkt rotieren, wie einen Fahrradreifen, sodass die Radialgeschwindigket der Torus-Teilchen soweit als möglich nahe der Lichtgeschwindigkeit ist. Wenn einem der Begriff aus der Relativitätstheorie "Lorentzkontraktion" bekannt ist, sollte einem klar sein das die Teilchen des Torus in diesem Fall pro Umdrehung (beim rotieren um den Mittelpunkt des Torus) eigentlich relativistisch einen Weg zurücklegen welcher kürzer ist als der Umfang des ruhenden Torus. Der rotierende Torus hat also relativistisch gesehen einen kleineren Radius / Durchmesser als "von aussen" betrachtet. Sozusagen einen relativistischen Umfang.
Nun ist die Frage was wohl passiert, wenn man einen Gegenstand durch diesen Torus hindurch befördert, welcher in den äusseren Abmessungen ziemlich genau dem Innendurchmesser des ruhenden Torus entspricht. Der "relativistische" Durchmesser des rotierenden Torus ist jedoch kleiner als die äusseren Abmessungen des durchgesteckten Gegenstandes. Hier sollte einem klar sein das es sich entweder um ein Paradoxon handelt von welchen bereits einige in Bezug auf die Lorentz- bzw. Längenkontraktion bekannt sind, oder eine Art Massen-Tunneleffekt findet statt, und mit einem Teil der durch den Torus bewegten Masse gehen Dinge vor sich an welche ich nicht einmal denken will ;) ...
Es könnte natürlich auch sein das einfach gar nichts passiert. Doch das gilt es zu erforschen!