Willkommen in der Planckwelt

Elementarteilchenphysik und Astrophysik

Interview in Heidelberg

IZ:
Willkommen in Heidelberg ! Auch hier ist bei den Astrophysikern die empirische Titius-Bode-Regel ein Thema.
Das Massenspektrum der Elementarteilchen und die Titius-Bode-Regel sind 2 dunkle Flecken am Anfang des
21. Jahrhunderts. Das erinnert an die beiden dunklen Flecken am Anfang des 20. Jahrhunderts,
an die UV-Katastrophe beim Strahlungsspektrum des Schwarzen Körpers
und an das Relativitäts-Problem bei den Maxwell´ schen Gleichungen. Beide Probleme lösten Revolutionen
in der Physik aus, und beide Probleme wurden durch Naturkonstanten, durch das Wirkungsquantum h und
durch die Lichtgeschwindigkeit c , gelöst.
Kann die Titius-Bode-Regel auch eine Revolution auslösen ?

Autor:
Die Titius-Bode-Regel hat an Bedeutung verloren, weil sie nicht von einem physikalischen Prinzip abgeleitet werden
kann. Sie gibt die Abstände der Planetenbahnen mit ganzen Zahlen wieder und weist
damit auf die Quantennatur der Gravitation hin. In der herrschenden Lehre hingegen sollen mit großem
Aufwand elementare Gravitonen mit Hilfe der Lasertechnik im LIGO-Projekt tief unter der Erde nachgewiesen
werden. Gravitonen folgen aus der Supersymmetrie und haben den Spin 2h , wobei es bisher nicht gelungen ist,
supersymmetrische Teilchen am LHC nachzuweisen.
Die Titius-Bode- Regel kann eine Revolution auslösen, wenn sie von einem neuen Prinzip abgeleitet wird.
Das Prinzip, auf dem die derzeitige Physik aufgebaut ist, ist das Prinzip der minimalen Wirkung
mit der Naturkonstanten h . Dieses Prinzip reicht offensichtlich nicht aus, die anstehenden großen Rätsel
der Physik zu lösen.

IZ:
Wir wollen jetzt das Sonnensystem näher betrachten. Seine geheimnisvolle Ordnung hat Generationen von
Astronomen fasziniert. Die Planeten umkreisen die Sonne in definierten Abständen, mit definierten
Umlaufzeiten und mit definierten Umlaufgeschwindigkeiten. Die Zahlentripel müssen zusammenpassen,
wenn die Stabilität des Sonnensystems gewährleistet sein soll. Besteht das Zahlentripel aus ganzen Zahlen ?
Welches Prinzip steht dahinter ?

Autor:
Das Prinzip ist der 2. Hauptsatz der Thermodynamik. Er besagt, dass die Entropie des Universums ansteigt
bis in letzter Konsequenz der Wärmetod des Universums erreicht ist. Heute sprechen wir nicht vom Wärmetod
sondern von Schwarzen Löchern. Das Schwarze Loch ist ein Objekt reinster Gravitation . Es ist umgeben vom
Ereignishorizont, dessen Fläche aus Entropiequanten besteht . Schwarze Löcher strahlen bei einer Temperatur
knapp über dem absoluten Nullpunkt die sogenannte Hawking-Strahlung aus.
Von der Sonne hingegen erhalten wir Licht und Wärme . Licht und Wärme sind zwei unterschiedliche Erscheinungen.
Wir haben einmal das elektromagnetische Feld mit den Photonen E= h ν und zum anderen das thermodynamische
Feld mit den Wärmequanten E = k T . Diese Gleichung kennen wir aus der kinetischen Gastheorie und beschreibt
die chaotische Wärmebewegung der Gase in Abhängigkeit von der Temperatur. Die Konstante k ist eine
Naturkonstante , die nach Boltzmann benannt wird und als Entropiequantum aufgefasst werden kann.

IZ:
Wir sollten den Begriff Entropie näher erklären , da er für die Formulierung des Prinzips wichtig ist, von
dem wir die Titius-Bode-Regel ableiten wollen. Entropie ist der zentrale Begriff des 21. Jahrhunderts, wenn
es um Ressourceneffizienz, Materialeffizienz, Energieeffizienz geht. Entropie ist das Maß für die Verschwendung.

Autor:
Die Entropie wurde Anfang des 19. Jahrhunderts eingeführt, um den Wirkungsgrad der Dampfmaschinen
zu messen. Carnot u.a. fand heraus, dass Wärme nicht vollständig in mechanische Energie umgewandelt
werden kann. Die nicht nutzbare Wärmeenergie war abhängig vom Temperaturzyklus und wurde definiert als
Entropie / Temperatur. Die Wärmeenergie ist somit eine geringwertige Form von Energie.
Entropie wird nach neuen didaktischen Konzepten als Wärmeladung verstanden. Da Ladungen quantisiert sind,
können wir uns die Entropie , wie die Wirkung , auch quantisiert vorstellen. Das ist eine revolutionäre
Hypothese mit weitreichenden Konsequenzen. Boltzmann hatte Mitte des 19. Jahrhunderts für die Entropie
eine statistische Grundlage entwickelt . Er führte mit der Gleichung S= k lnw die Entropie auf die Wahrscheinlichkeit
zurück. So löst sich ein Löffel Zucker vollständig in der Tasse Kaffee auf. Ein System strebt immer den Zustand
der größten Wahrscheinlichkeit , der größten Wahlmöglichkeit, an. Wir formulieren die Boltzmanngleichung
um in W= e^(S/k) . Wenn die Entropie quantisiert ist, dann folgt W= e^n .
Die Wahlmöglichkeiten sind nicht beliebig , sondern sie folgen einem Exponential- Gesetz.
Im logarithmischen Maßstab haben sie gleiche Abstände.
Wir können die Exponentialformel mit mehreren Variablen verallgemeinern und erfassen damit messbare
Phänomene der Elementarteilchenphysik und der Astrophysik, die wir mit herkömmlicher Physik nicht
erklären können . Hierzu gehört das Massenspektrum der Elementarteilchen mit den Yukawa- Kopplungskonstanten
und die Titius-Bode-Regel, die wir als e-Funktion darstellen können : a= 0.4 + e^ (0.63 n -1.2).

IZ:
Wie sieht es mit den Umlaufzeiten der Planeten aus ?

Autor:
Nach dem 3. Keplerschen Gesetz verhalten sich die Umlaufzeiten T der Planeten zum Abstand a der
Planetenbahnen wie T = a^(3/2) . Interessanterweise verhalten sich die Umlaufzeiten der einzelnen Planeten
im Verhältnis ganzer Zahlen. Merkur : Venus 2/5 Venus: Erde 8/13 Erde: Mars ½ Mars : Ceres 2/5
Ceres : Jupiter 2/5 Jupiter : Saturn 2/5 Saturn : Uranus 1/3 Uranus : Neptun ½ Neptun : Pluto 2/3
Das sind die Fibonaccizahlen 1, 2, 3, 5, 8, 13 . Auch hier ist eine geheimnisvolle Ordnung zu sehen .

IZ:
Wir haben mit dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik das neue Prinzip . Wir haben die Naturkonstanten
k und e . Jetzt benötigen wir noch den neuen Dualismus.

Autor:
Die Entropie steigt nach dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik im Universum an. Aber Entropie
disproportioniert auch. Es entstehen Inseln der Ordnung mit negativer Entropie. Zwischen Chaos und
der Ordnung entsteht ein Spannungsfeld. Es ist ein Spannungsfeld zwischen disharmonischen und harmonischen
Schwingungen. Nach dem 2. Keplerschen Gesetz überstreichen die Planeten auf Ihrer Bahn in gleichen
Zeitabständen gleiche Flächen . Wechseln dabei Segmente von Chaos und Ordnung ab ? Ein eindrucksvolles
Beispiel ist die Bahn des Jupiter. 60 Grad vor dem Planeten und 60 Grad nach dem Planeten bewegen sich
Kleinplaneten, auch Trojaner genannt, auf seiner Bahn. Die beiden stabilen Punkte werden Lagrangepunkte genannt.

IZ:
Kommen wir zu einem aktuellen Thema.
Mr. Higgs hat den Physik Nobelpreis 2013 bekommen. Er postulierte vor 50 Jahren
das überall präsente Higgsfeld, das den Elementarteilchen ihre Masse verleiht. Ist das Higgsfeld ein
thermodynamisches Hintergrundfeld ?

Autor:
Das ist eine interessante Frage. Die Theorie von Higgs konnte die Massen der W-Bosonen und des Z-Bosons
voraussagen, die dann 1983 am CERN auch im Experiment nachgewiesen wurden . Die Theorie von Higgs
vermag aber nicht die Massen der Quarks und Leptonen vorauszusagen und zu erklären. Sie kann auch nicht die
Masse des Higgsbosons voraussagen. Das gehört nachwievor zu den großen Rätseln der theoretischen Physik.
Wenn am 10. Dezember 2013 Mr. Higgs der
Nobelpreis überreicht wird, werden die Medien voll sein mit autorisierten Erklärungen über den Ursprung der Masse.
Die Teilchen erhalten dann in einer sirupartigen Flüssigkeit ihre Trägheit und diese Flüssigkeit wird dann
verglichen mit dem Higgsfeld. Sehen wir doch im Higgsfeld den thermodynamischen Äther, der transparent ist
für die Photonen der elektromagnetischen Wechselwirkung. Sie bestehen aus reiner Wirkung . Die Quarks und
Leptonen wechselwirken mit Wärmeteilchen, die das ganze Universum erfüllen und Wärmeladungen tragen.
Die Quarks und Leptonen nehmen je nach Ladungsstruktur Wärmeladungen ( Entropiequanten) auf und
erhalten so Ihre Masse und ihre Trägheit. Damit wird das Massenspektrum der Elementarteilchen abgebildet,
wie es in früheren Interviews gezeigt wird. Mit der Higgsformel konnte auch die Masse des Higgsbosons
vorausgesagt werden.

2. Interview in Heidelberg

Copyright © Friedrich Moeller 1997-2013