Das Abstoßungsprinzip

Warum nicht Anziehungskraft, sondern Druck, Schub oder Abstoßung die Welt zusammenhält

Dem Augenschein nach wird die Welt von Bindekräften verschiedenster Art zusammengehalten. Sonnen binden ihre Planeten an sich, Salze bestehen aus gebundenen Ionen, sogar Flüssigkeiten setzen sich aus Molekeln zusammen, die auch stets beisammen bleiben und bei Gasen sind es immerhin die Moleküle oder Atome selbst, in denen Bindekräfte wirksam sind und die Entitäten nicht ins Unendliche zerfallen lassen. Der Molekülverband von Atomen wird mit Anziehungs- und Kohäsionskräften, Volumenskonstanz, Oberflächenspannung, Kondensation und den atomaren und molekularen Anziehungskräften begründet - alle diese Kräfte und Eigenschaften sind der Einfachheit halber dem Augenschein folgend postuliert worden ... und niemandem fällt auf, dass das eigentlich so gar nicht funktionieren kann!

Wären es wirklich nur die Anziehungskräfte, die in all diesen Atom- und Molekülkonglomeraten wirkten, so würden die angezogenen Teile zueinander beschleunigt werden. Es gibt in der Physik in den meisten Fällen gar keine Begründung dafür, wieso das nicht passsiert! Obwohl dies nach den einfachsten Grundgesetzen der Mechanik eigentlich zu begründen wäre. Wenn die Teile zueinander in Ruhe bleiben, müsste nämlich geschlossen werden, dass entweder die Anziehungskraft gar nicht vorhanden ist - oder diese Kraft in jedem Moment bzw. zumindest im zeitlichen Mittel durch irgendeine Gegenkraft kompensiert wird. Während die Anziehungskraft augenscheinlich zu existieren scheint, wird in den meisten Fällen die nötige Gegenkraft einfach als Scheinkraft angenommen. So lässt sich das Problem im Falle eines Planeten, welcher seine Umlaufbahn um die Sonne nicht verlässt, zwar mit der "Fliehkraft" lösen - eine Scheinkraft, die der Gravitation Parole bieten soll, aber diese Lösung ist nur willkürlich erdacht. Besser wäre schon die Erklärung, dass der Einfluss der Sonnenanziehung sich bei einem vollen Umlauf wieder heraus mittelt, weil die Kraft nach einem halben Umlauf die entgegengesetzte Richtung hat (Pendel!). In der Tat sind Planetenumläufe nichts anderes als Pendelbewegungen - und die Fliehkraft ist eine reine Illusion. Niemand stellt aber die Frage, was die Atome in einem Kristall oder einem Molekül auf Abstand hält. Als materielle, substanzielle oder ponderable "Teilchen" schließen sie andere Teilchen jedenfalls aus dem Bereich aus, in welchem sie sich aufhalten. Es scheint nicht nötig zu sein, von Kräften zu sprechen oder welche näher zu spezifizieren. Der einmal eingenommene Bereich eines Teilchens als nicht mehr zu beanspruchender Raum scheint alles befriedigend zu erklären, so eine Art Ausschließungsprinzip genügt den Physikern offenbar. Aber die Frage nach der Stabilität der Materie wird dringlicher, wenn man den Atomaufbau selbst betrachtet. Es ist kein Zufall, dass die ersten Atommodelle dem Sonnensystem nachempfunden waren, um in ihnen dieselben Ursachen für die Kompensation der Anziehungskräfte annehmen zu können wie im Makrokosmos. Mit den heutigen Kenntnissen des Atomaufbaus weiß man aber, dass Elektronen keine Pendelbewegungen oder Umläufe wie Planeten ausführen, die Atomverbände bleiben stationär - und von einer Elektronenbewegung, die geeignet wäre, die postulierten (elektrischen) Anziehungen auszugleichen, ist nichts zu erkennen! Noch schwieriger wird das Verständnis der Atomstabilität, wenn man davon ausgeht, dass es bei den in Wolken herumwirbelnden Elektronen zu unzähligen Zusammenstößen kommen müsste.

Die Erkenntnis, dass Gegenstände Raum beanspruchen, ist trivial und eben so jene, dass dies das Vorhandensein eines anderen Gegenstands an derselben Stelle in der Regel ausschließt. Diese materiellen Merkmale sind so wenig hinterfragt, dass wir in der Mechanik mit größter Selbstverständlichkeit und guter Näherung Klötze, Stangen, Räder, Rollen, Platten und dergleichen als starre Körper und Flüssigkeiten als inkompressibel behandeln können. Es scheint einfach eine simple Grundeigenschaft der Materie zu sein, einen bestimmten Raum zu erfüllen. Gase scheinen von diesem Prinzip zwar abzuweichen - aber die Molekeln, aus denen das Gas besteht, erfüllen es ja dennoch.

Wir übersehen aber, dass diese Stabilität im Raum durch Anziehungskräfte, die von dieser Raumbeanspruchung gar nicht abgeleitet werden können, nicht zu verstehen ist, wenn nicht zumindest Kräfte existieren, die sie kompensieren und ein Gleichgewicht innerhalb der Materie herstellen. Wenn andererseits makroskopische Körper sich uns als elastisch zeigen, so erscheint uns dies als Auswirkung derartiger kompensierender, abstoßender Kräfte durchaus plausibel. Atomverbände reagieren offenbar deutlich mit Abstoßungskräften, wenn man sie verdichten will! Elektronenwolken ähneln irgendwie elastischen Gebilden, die sich gegen eine zu große Annäherung mit Nachdruck sperren. Dies mit mehr oder weniger großem Erfolg. Wenn Atome starkem Druck ausgesetzt werden, ziehen sich die Elektronenwolken enger um einen Kernbereich zusammen und wir schreiben dies einer wachsenden "Ladung des Kerns" zu. Aber auch ein scheinbar kompakter, starrer Zustand eines Körpers hat eher etwas mit Abstoßungs- als mit Anziehungskräften zu tun, nämlich mit jenen aus der Umgebung, die sein Auseinanderfliegen verhindern.

In diesem nebulösen Bereich eines wissenschaftlichen Erklärungsnotstandes treffen wir so geniale Postulate wie die Unschärfebeziehung Heisenbergs oder Paulis Ausschließungsprinzip an, aber damit können wir den Tatbestand bestenfalls nur beschreiben, aber keinesfalls ursächlich erklären. Aus beiden Prinzipien lassen sich keine Anziehungskräfte herleiten, sondern es versteht sich fast von selbst, dass sich beide Grundsätze nur mit Raumverdrängung begründen lassen, folglich mit universeller Abstoßung. Ja, auch die Unschärferelation, denn diese Relation ergibt sich ebenfalls aus einer Verdrängungsbeziehung, einem räumlichen Strukturen-Vergleich, welcher nur aufgrund von Abstoßung möglich bzw. ab einer gewissen Relation eben nicht mehr möglich wird.

Was wir hinter diesen scheinbaren Anziehungskräften der Atome und Moleküle einzig und allein entdecken können, sind daher Schub- Druck und Abstoßungskräfte. Sie allein sind die logische Folge der raumfordernden Existenz von Impulsen, Feldern, Partikeln und physischen Körpern. Wenn wir davon ausgehen, dass physikalische Felder (Magnetfelder, Gravitationsfelder) keine mathematischen Konstruktionen sind, sondern von Impulsenergie erfüllte Raum-Bereiche ("Quantenvakuum"), die ebenso den Ausschließungsprinzipien unterliegen wie dichtere, "materielle" Bereiche, dann können wir Gravitation, Magnetismus und elektrische Kräfte tatsächlich auf eine einzige Kraft zurückführen. Hier entscheiden dann nur strukturelle Unterschiede in den Feldern (wie z.B. Polarisationen), ob wir abstoßende oder anziehende (zusammenschiebende) Kräfte wahrnehmen.

In den folgenden Beiträgen wird davon die Rede sein, wie die Welt von "Anziehungskräften" zusammen gehalten wird, obwohl sie gar nicht existieren.

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