Ein unbeachtetes Störglied in der Relativitätstheorie Albert Einsteins ist der Grund für antigravitative Effekte, die sich in der Kosmologie niederschlagen. Relativistische Massen hieraus sind der Schlüssel zur Dunklen Energie. Mit der Energiebilanz des Universums wird dies belegt. Expansionsgeschwindigkeit und Hubble-Parameter des Universums werden verifiziert.
Kosmologie im Zeichen der Antigravitation
Antigravitation ist bereits Teil der ART. Sie wird als Störglied bezeichnet, weil sie so gering erscheint und damit schon von A. Einstein nicht weiter berücksichtigt wurde. Sie wird aber erwähnt.
Dem Autor aber erscheint sie im Rahmen seiner Studien groß, was er mit diesem Aufsatz zum Ausdruck bringen will. Sein Störglied unterscheidet sich zwar nicht von dem aus der ART, leitet sich jedoch anders her (s. Anlage 1.1 und 1.2), woraus sich neue Möglichkeiten ergeben. Zudem erhält die Antigravitation aus dem Störglied mittels relativistischer Massen eine neue Dimension.
Inhalt:
Die Herangehensweise des Autors hat wenig mit der ART zu tun, die mit Energien nur schwierig umgehen kann. Es wird nämlich eine Energiebilanz für das Universum erstellt und daraus ein
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geschwindigkeit des Weltalls v ermitteln zu können und daraus dann naheliegend den Hubble- Parameter H(a), mit dem über den Wahrheitsgehalt der Theorie geurteilt werden kann, da er aus der Empirie existiert.
Doch es ergeben sich auch Schwierigkeiten, auf die noch eingegangen wird.
Energiebilanz:
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dem Radius des Universums nach seinem Alter mittels des Skalenfaktors a(t) zu R = a (t) R 0, wobei R0 vorübergehend mit R0 = c t0 angenommen wird. Die Terme werden anschließend definiert. Die Energiebilanz lautet:
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Definitionen:
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Dunkle Materie:
Aus dieser Energiebilanz wird nun q(a) bzw. q(t) extrahiert (s. Anlage 2):
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Der Verlauf q’s, also das Verhältnis der rel. Masse des Univ. zur Ruhmasse mit der Dichte baryonischer Materie, ist nun also ein ganz anderer als der beim Skalenfaktor a(t) aus der ART bislang angenommenen:
Davon unbeirrt zeigt sich über ß und q die Möglichkeit, der Expansionsgeschwindigkeit v des Universums auf die Spur zu kommen:
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Hubble-Parameter:
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Mit dem Faktor Mpc/1000 ergibt sich:
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Der Hubble-Parameter aus der Empirie zeigt,
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dass zwar eine Ähnlichkeit besteht, aber besonders am halben Alter eine starke Abweichung auftritt. Angesichts der Eigenschaften q’s lässt sich auch hier konstatieren, dass der bestehende Skalenfaktor a aus der ART nicht mit diesem Modell korreliert. Das Störglied der Antigravitation aus der ART ist nicht Teil des Skalenfaktors a, der hier verwendet wurde.
Alter bzw. Radius:
Über den Skalenfaktor a, der im Wesentlichen aus den Dichteparametern und der Zeit besteht, wie sie auch hier verwendet wurden , lässt sich leicht das Alter des Universums bestimmen. Nicht so verhält es sich mit dem Radius des Universums, der deshalb vorerst auf R0 = c t0 gesetzt worden war. Bei der Auswertung der Energiebilanz aber und damit mit q, stellte sich heraus, dass q auch Q m
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R0 ergibt sich zu 1.3 E26 Metern, während c t0 = 1.31 E26 war. Auch liegt es nahe, R0 über die Integration der Expansionsgeschwindigkeit v(a)‘s (s. S.2) mit R ° =J ° ° v (t) dt zu 1.3 E26 numerisch zu bestimmen. Dies ist deshalb möglich, da die Integrationskonstante null ist, schließlich beginnt R0 wie auch v bei null.
Schlussbemerkung:
Kinet. Energie und rel. Masse und damit die Dunkle Materie korrespondieren in erster Linie mit der pot. Energie, wie aus (1) hervorgeht, was damit begründet wird, dass die Dunkle Energie feststeht. Der Autor stellt sich den Urknall ähnlich wie eine Supernova vor, bei der ein Großteil der ursprünglich vorhandenen Materie abgesprengt wird, nur dass dies beim Universum nicht möglich ist. Schließlich entstehen Raum und Zeit erst durch ihn selbst.
Dass die Energiebilanz (1) bei näherer Betrachtung null ergibt, ist für den Autor eine Überraschung. Vermeintlich ist die Ausgangsenergie im Verhältnis zu den umgeordneten Energien, aus denen alles entsteht, sehr sehr gering, wie schon S. Hawking mit seinem Universum aus dem Nichts postulierte. Hawking lässt nicht einmal einen göttlichen Funken (Energie) zu.
Die Erkenntnis, der Skalenfaktor a, wie wir ihn kennen, passe nicht zu der hier behandelten Auffassung von der Expansionshistorie des Universums, wirft dem Autor große Schwierigkeiten auf den Weg. Dass die Kosmologie Einsteins ohne das Störglied so lange überdauern konnte, ist für ihn unverständlich. Die Problematik ist nun, dem Aufbau der bestehenden ART das Störglied hinzuzufügen, das Einstein nicht ohne Grund ignoriert haben wird. Der Autor wünscht, es möge nicht zu kompliziert werden bzw. wenigstens eine numerische Lösung möglich sein.
Anhang:
Verwendete Werte:
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Ergebnis
In diesem Aufsatz sollen zwei Wege aufgezeigt werden, die zum Verständnis der Schwerkraft fuhren, wie es dem Aufsatz „Calculation of the Cosmic Expansion Rate“ zugrunde liegt. Der eine heißt 'Fluchtgeschwindigkeit', der andere Richtgeschwindigkeit’.
Fluchtgeschwindigkeit
Ganz zu Anfang der Untersuchung stand die Frage, welche Geschwindigkeit sich wohl ergibt, wenn die Zeitdehnung durch Bewegung gleich der Zeitdehnung durch die Gravitation sein soll. Allerdings soll die Zeitdehnung durch Gravitation nicht relativ zugrunde gelegt werden, sondern absolut. Damit wird angenommen, dass es die unendliche Entfernung vom Himmelskörper gibt.
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Verhältnissen sehr, sehr nahe an der Fluchtgeschwindigkeit ve = J2 , die sich aus der
Äquivalenz von kinetischer und potentieller Energie ergibt.
Es gibt aber noch einen Trick, die Fluchtgeschwindigkeit herzuleiten: Nimmt man die Durchschnittsbeschleunigung auf dem Wege aus der unendlichen Entfernung zur Oberfläche des Himmelskörpers, darf man die Physik der gleichförmigen Beschleunigung anwenden:
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Die Übertragung dieses Zusammenhangs auf die Fluchtgeschwindigkeit erfolgt, indem
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Da die Beschleunigung hin zu größeren Abständen kleiner wird, also bremst, muss, um einen Vergleich zur Erdbeschleunigung herzustellen, das Vorzeichen gewechselt werden, so dass gilt:
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Dieses g gilt für den Fall, dass die aus einem Vergleich der Zeitdehnungen hergeleitete Geschwindigkeit die 2. kosmische Geschwindigkeit ist. Diese Beschleunigung unterscheidet sich in den üblichen Verhältnissen nur sehr, sehr wenig von der newtonschen Auffassung der Gravitation.
Lichtgeschwindigkeit
Die gleiche Auffassung der Schwerkraft ergibt sich nun auf ganz anderem Wege:
Nach Newton gilt für den freien Fall E + Ekin = const. Hierbei ist E =m-U. Für den Fall, dass am Start Ekin(R} - 0 ist, gilt dann const = Epot(R}. Am Ziel des freien Falles gilt E ki,.(r)= const ~ Epo<(r) und damit ergibt sich Ekm(r) = E Pot(R~EPot(r) > so dass man sagen kann: E,. ( , = EE ,.
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- Daniel Adamczyk (Autor), 2025, Kosmologie im Zeichen der Antigravitation, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1687421
