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SCHWERE

In diesem Kapitel untersuchen wir Galileis Fallgesetze näher und prüfen, ob mit der neuen Anschauung der Gravitation bislang ungeklärte Phänomene der Physik verständlicher werden.


Wir entdecken, dass es auch Dinge gibt, die der Schwerkraft widerstehen, supraflüssig sind oder sich überhaupt von dieser Erde verabschieden, als gäbe es keine Schwerkraft.

Wir klären die Ursache für das Pasqualsche Paradoxon und die Kapillarwirkung auf und entdecken, dass wir nicht mehr dazu gezwungen sind, Geheimnisse mit Geheimnissen zu erklären! Im folgenden Kapitel HIMMELSKÖRPER betrachten wir die Kepler'schen Gesetze näher.

Wir stellen die These auf, dass Planeten aus abgesprengten Sonnenringen entstanden sein müssen und verschieden alt sind - und Ringe überhaupt prinzipiell um jeden Himmelskörper vorhanden sind - eine Tatsache, die erst lange nach Erscheinen des Buches verifiziert wurde!


     Die Gravitationskraft, die zwei Körper aufeinander auszuüben scheinen, äußert sich in einer beschleunigten Bewegung zueinander. Galilei war es, welcher zuerst erkannte,  dass im Schwerefeld der Erde alle Körper gleich schnell fallen. Das musste ein Rätsel sein, wenn man das verschiedene Gewicht der Körper in Betracht zog. Die Fallgesetze Galileis ("Der fallende Apfel") und die Kepler'schen Gesetze veranlassten Newton  zur Feststellung,
dass die Ursache für die gleiche Beschleunigung aller Körper  in einer Anziehung zwischen den Massen liegt, die sowohl einen Apfel vom Baum fallen lässt als auch den Mond auf seiner Bahn um die Erde hält. Er erkannte, dass die Kraft  zwischen der fallenden Masse m1 und der Erdmasse m2 proportional zu m1 sein muss (wegen F=ma folgt F/m=a=const) und auf die Masse m2 eine gleich große, entgegengerichtete Kraft wirkt und deshalb auch F proportional zu m2 sein muss, somit bleibt für die Abhängigkeit der Gravitationskraft von den beteiligten beiden Massen:  F ist proportional zu  m1m2 .  Mit anderen Worten: F=ma drückt die Trägheit des fallenden Körpers aus, aus dieser ergibt sich die Masse, die auf die Erdmasse eine Kraft ausübt, die gleich groß ist wie jene, die die Erdmasse auf den fallenden Körper ausübt. 

    Wenn jemals eine Feststellung  in der Wissenschaft zielgerichtet war, dann diese.  Denn sicher kann die Erde niemals wissen, welche Masse gerade auf sie herunterfällt und ihre Kraft auf die Trägheit einstellen, die da runter kommt. Diese automatische Einstellung der Kräfte ist deshalb seltsam, weil die Schwerkraft eine symmetrische Erscheinung ist, die immer nur zwischen mindestens 2 Massen auftritt , wobei in diesem Falle die Massen die Ursache für die Schwerkraft sind ("Schwere Masse"), wogegen eine Masse alleine die Trägheit repräsentiert ("Träge Masse") und diese Massen offenbar äquivalent sind, also exakt dieselben Eigenschaften haben. Das bedeutet: man kann nicht feststellen, ob eine Kraft auf eine Masse von der Gravitationskraft hervorgerufen ist, oder ob sie als Trägheit in einem beschleunigten Bezugssystem auftritt. Diese Erkenntnis war deshalb der Ausgangspunkt für eine relativistische Theorie der Gravitation: Einsteins allgemeine Relativitätstheorie.

    Einstein machte der Schwerkraft den Garaus, indem er  - lapidar gesagt - den Raum "krümmte", Schwere Masse mit der Trägen Masse gleichsetzte (d.h. das Äquivalenzprinzip von Newton übernahm!)  und sie einfach den gekrümmten Raum entlang fallen ließ - wobei  der Begriff der "Masse"  überhaupt irgendwie verloren ging. Wir betonten bereits,  dass Einstein damit das "Spiegelbild der Wirklichkeit" fand (denn Massen und Anziehungskräfte gibt es ja tatsächlich nicht).  Doch bevor wir uns mit diesem Spiegelbild beschäftigen (im Kapitel Relativität) werden wir uns mit der Wirklichkeit befassen.

Abb.81Abb.81a 81b

    Wenn wir die Abbildung 81 betrachten, sollten wir uns die Frage stellen, welcher Druck (man sollte vielleicht besser sagen: Schub) auf den (nicht lage- und maßstabsgetreuen) Mond stärker ist - jener der Erde oder jener des Weltalls? Da sich rings um die Erde das gesamte (!) Universum befindet, gibt es nur eine Antwort: Der Druck des Alls ist zweifellos wesentlich stärker. Da ihm der schwächere Druck der Erde entgegenwirkt, befindet sich der Mond nicht im Gleichgewicht mit seinem Umfeld. Es ist aber sofort zu finden, wenn der Mond eine Bewegung in Richtung zur Erde ausführt, zu der er ja von der Kraft des Alldrucks gezwungen wird. Nun hört aber der Alldruck nicht auf, eine angelegte Kraft zu sein, und deshalb erhält der Mond jene Beschleunigung, wie wir sie im Kapitel Trägheit definierten. Es ist in diesem Beispiel die Fallbeschleunigung der Erde; sie beträgt bekanntlich 9,81 m/s2. (Warum er nicht einfach runterfällt, werden wir im nächsten Kapitel erfahren.)

    Nur wenn der fallende Körper diese Beschleunigung aufweist, ist sein Feld mit den rundum wirkenden Kräften im Gleichgewicht und demnach schwerelos! Stören wir (oder die Erdoberfläche) dieses Gleichgewicht, indem wir den Bewegungsausgleich verhindern, so wirkt sich die Kraft des Alldrucks als spürbarer Druck zwischen Erdoberfläche (oder einer Waage!) und dem Feld aus. Dieser Druck ist messbar, seine Größe nennen wir GEWICHT. Hinter dieser hemdsärmeligen Ausdrucksweise steckt jene diffizile Kraftwirkung, die wir in der Trägheit entdeckt haben: die Übertragung der Schubkraft des Erdfeldes durch den "fallenden"  Körper mit Lichtgeschwindigkeit und die Übertragung der Schubkraft des Alldrucks durch denselben Körper mit Lichtgeschwindigkeit von der anderen Seite! Man kann davon ausgehen, dass die Beschaffenheit des Körpers keine besondere Rolle spielt für diese  Kraftübertragung  und nur  die Dichte den Masseneindruck  und die Gravitationsstärke bestimmt. Wir benötigen daher für die Beziehung der Dichte (die eben bei einem Steinchen gleich sein kann wie bei einem Riesenstern!) zur Gravitationsstärke einen Faktor, der dieses Proportionsverhältnis ausdrückt, also eine Gravitationskonstante, denn ohne diese Konstante wäre das Gravitationsgesetz vollkommen wertlos!

    Und nun kommt der nächste seltsame Umstand: dass man angesichts der verschiedensten Massen im Universum und der verschiedensten dadurch angeblich bedingten Gravitationswirkungen tatsächlich nach so einer Konstanten suchte und - noch seltsamer -  tatsächlich eine fand! Denn nach Newtons Gesetz nach ist es gar nicht möglich, im Erdbereich eine Konstante festzustellen, die universell gültig sein sollte! Stellt doch sein Gesetz  nur die Beziehung zweier Massen mit einer  von Gott gegeben Kraft dar (denn logisch ist sie nicht nachvollziehbar), demnach müsste auch eine Konstante von Gott gegeben sein, der Materie auf ebenso mystische Weise immanent wie die Schwerkraft selbst. Kann man so etwas messen? 

    Man konnte. Und man konnte es nur deshalb, weil das Weltall tatsächlich von einer messbaren Kraft erfüllt ist! Es ist der Alldruck. Cavendish maß die Kraft des Alldrucks, als er die Gravitationskonstante feststellte! Es war nicht die Anziehungskraft zwischen den Massen seiner Gravitationswaage! Sehen wir uns das einmal näher an (Abb.81a. Abb.81b zeigt das Original): 

    Durch Annähern der zwei großen Kugeln  an die kleinen Kugeln, werden diese durch den  Alldruck zusammengedrückt. Die Kraft, mit der die kleinen Kugeln angeschoben werden, führt zu einer Verdrillung des Torsionsfadens, bis dessen Federkraft gleich der Schubkraft ist. Die Torsion wird durch die Skala angezeigt. Nun werden die zwei großen Kugeln auf die andere Seite der kleinen Kugeln gedreht, und dadurch werden die kleinen Kugeln in die entgegengesetzte Richtung wie zuvor geschoben. Über das Gravitationsgesetz

kann nun die Gravitationskonstante berechnet werden.

    Es gibt verschiedenste Abwandlungen und Verbesserungen der Messmethoden. Immer wird im Grunde die Beschleunigung zweier Testmassen zueinander gemessen. Diese Beschleunigung ist nichts anderes als die Überwindung der Trägheit durch den Alldruck, also durch das universelle Feld, das sich zusammensetzt aus mit Lichtgeschwindigkeit dahinpulsenden kleinsten Stößen!  Und dieses wirkt auf einen Körper ein, der dieses Einwirken, Eindringen oder Durchdringen maximal  mit Lichtgeschwindigkeit zulässt!  Versucht man in diesem Geschehen zwischen zwei "trägen Massen" einen Proportionalitätsfaktor zu messen, misst man nichts anderes als die Lichtgeschwindigkeit! Setzen wir als Maß für den Widerstand gegen die mit c eindringende Kraft den Kehrwert von c, also 1/c, so erhalten wir für eine Masse den Faktor für die Trägheit, für die Gravitationsproportionalität  zweier Massen ergibt sich der Faktor demnach mit 2 x 1/c = 2/c. (1/G wäre in der ART das Maß für die "Starrheit" der Raum-Zeit). Die Konstante G beträgt an der Oberfläche einer Masse von 1 kg (Dichte 1) etwa 6,6713*10-9  Nm²kg-², der 2-fache Kehrwert der Lichtgeschwindigkeit (2/c) = 6,6713*10-9 m/s. Diese zahlenmäßig verblüffende Übereinstimmung ist einigen Astronomen schon  aufgefallen, aber man wird es wohl für einen Zufall  halten. Scheint aber kein Zufall zu sein. Allzu genau darf man die Zahlen aber nicht nehmen, denn die Konstante G kennt man nicht präzise ( und wahrscheinlich ist es gar keine Konstante)  und die Konstante c kennt man zwar ziemlich genau - aber ob es eine Konstante ist,  hat noch niemand bewiesen (es gibt ja keine "Naturkonstanten!"). Aber der Zusammenhang von c mit der Gravitation wird in der Allgemeinen Relativitätstheorie nicht nur noch deutlicher sondern überhaupt von grundlegender Bedeutung. Und bevor wir mit unseren Gedankengängen mitten in dieser Theorie landen, werden wir auf etwas oberflächlichere Weise den Hintergrund der Newton'schen Dynamik betrachten.     (Beachtet auch meinen Extrabeitrag zur Gravitationskonstanten>>>)

    Jeder fallende Körper reguliert durch seine Größe (die Größe des Widerstandsfeldes) die Angriffstärke von Erd- und Alldruck selbst! Das heißt, auf einen kleinen Körper drückt der Alldruck schwächer, aber auch die Erde übt einen schwächeren Gegendruck aus! Auf einen großen Körper drückt der Alldruck stärker - aber auch die Gegenkraft der Erde ist nun stärker! Aus diesem jeweiligen Ausgleich heraus fallen selbstverständlich alle Körper gleich schnell! Und wir müssen einsehen,  dass Schwere Massenwirkung  in der Tat dasselbe zu sein scheint wie beschleunigte Träge Massenwirkung -  was nicht überraschend ist, weil es die Schwere Massenwirkung als Ursache für die Gravitation ja gar nicht gibt! Es gibt also nur eine Art von "Masse" - und es ist nur eine Wirkung und kein "Urstoff", aus dem womöglich Materie bestehen könnte. Deshalb sieht Newtons "Quantity of matter" so zutreffend aus, weil man es auch mit "Menge des Geschehens" übersetzen kann! Und so ist es ja, wir haben es nicht mit Dingen zu tun sondern mit Ereignissen.

     Das Gewicht eines Körpers offenbart uns, in welchem Ausmaß er aus dem Gleichgewicht mit seinem Umfeld kommt. Fehlt der Ausgleich des entgegenwirkenden Erdrucks, so sind die vormals gleich schnell fallenden Körper natürlich plötzlich verschieden schwer. Diese Schwere definiert sich daher unmittelbar aus der Energiegröße, die das Feld durch seine (fehlende) Bewegung repräsentiert. Wir nennen diese Größe POTENTIELLE ENERGIE. Sie ist durchaus identisch mit der kinetischen Energie und ihr gleichzusetzen, wie wir bereits in unserem Ventilatorradbeispiel entdeckten!

    Ein bewegter Körper führt die angelegte Kraft, die ihn bewegt, zwar mit sich, wirkt bei gleichförmiger Bewegung aber kräftefrei, weil der entgegen gerichtete Alldruck diese Kraft kompensiert. Fällt die Bewegung und damit die Kompensation weg, so wird die Kraft wieder frei und übt neuerliche Arbeit aus. Da der innere Energiegehalt - wie wir bei der Betrachtung der Trägheit bemerkten - tatsächlich durch Impulsveränderung erhöht wurde, wobei sich die Trägheit um den Betrag dieser Kraft erhöhte - was wiederum die Massenwirkung erhöhte, kann der Physiker die mitgebrachte Energie einfach aus der Masse eines Feldes und seiner Geschwindigkeit errechnen. Wir müssen uns allerdings an die halbe Masse halten (1/c=G/2!) also kinE=l/2m*v2.

    Ein Körper, der auf dem Erdboden aufschlägt und ein tiefes Loch gräbt, bezieht seine Energie dazu direkt aus dem Kosmos. Eine einmal angelegte Kraft kann von Körper zu Körper weitergegeben werden, ohne Energie zu verlieren. Das ist bekannt als Erhaltung des Impulses. Und deshalb haben wir die Störung des T.A.O. von Anfang an als IMPULS bezeichnet... Und nun zur Frage: Fallen wirklich ausnahmslos alle Körper gleich schnell zur Erde? Die erstaunliche Antwort auf diese Frage lautet NEIN! Denn wir dürfen im Spiel von All- und Erddruck einen wichtigen Faktor nicht übersehen: die geometrische Anordnung der Kräfte zueinander - die Krümmkraft! Wie wir bereits wissen, resultiert diese Kraft aus der Tendenz eines Körpers, sich gegen Verformung zur Wehr zu setzen. Ganz ähnlich verhält es sich auch mit der Trägheit, wenn wir uns an unsere Entdeckung erinnern, dass jeder Körper durch angelegte Kräfte grundsätzlich verformt wird!

    In einem Raum von gegebener Krümmung, wie der Raum um die Erde, ergibt sich die Stärke der Krümmkraft aus der Relation zweier Felder zueinander. Nun erkannten wir,  dass die Fallbeschleunigung aus dem Verhältnis  zwischen Erd- und Alldruck stammt. Eine konstante Beschleunigung dürfte sich eigentlich nur ergeben, wenn diese beiden Kontrahenten überall und immer gleich groß wären. Aber das sind sie nicht.

   Unsere Abbildung 15  zeigte schon die Geometrie der Druckverteilung auf. Je weiter wir uns von der Erde entfernen, desto schwächer wird merkwürdigerweise der Alldruck seine Feldlinien werden sozusagen dünner (das liegt eben daran, dass dieser Druck sphärisch einströmt). Je näher wir zur Erde kommen, desto stärker wird der Erddruck, das Feld wird dichter. Da zwischen diesen Kräften das Feld des fallenden Körpers steht, wirken immer ein wenig mehr Kraftlinien des Erddrucks auf das Feld, als Kraftlinien des Alldrucks. Das ergäbe ein ständiges kleines Plus für den Erdruck wenn nicht die Krümmkraft eingreifen würde und diese Differenz ausgliche. Die Krümmkraft eines auf die Erde fallenden Körpers ist aber abhängig von seiner Ausdehnung. Generell sind deshalb dichte Materialien tatsächlich immer etwas leichter als locker gebundene (ein Umstand, den die Physiker bislang nicht erklären konnten!). Und deshalb werden auch Körper, die sich ausdehnen, etwas schwerer! Bei einem sehr großen fallenden Feld wird die Krümmkraft so stark,  dass sie den Körper zerbricht, bevor er zur Erde fällt. Auf diese Weise entstehen die Ringe um die Planeten, von denen noch die Rede sein wird. Und es ergibt sich ein Unterschied zwischen vertikalen und horizontalen Massen, der bislang unbekannt war.

    Andererseits aber verspürt ein sehr kleines Feld von der Krümmkraft der Erde so gut wie gar nichts. Und nun gewinnt der Erddruck das Spiel: Das sehr kleine Feld wird nicht zur Erde fallen -  und sollte es auf der Erdoberfläche entstehen, wird es die Erde flugs in das Weltall befördern!

    Ein Feld dieser Art müsste also sehr klein sein und sich darüber hinaus nicht an andere Felder binden lassen. Es gibt nur ein so kleines eigenständiges Feld auf Erden: Helium! Und aus dem geschilderten Grund verschwindet Helium auf Erden kontinuierlich und spurlos, obwohl es in Unmengen durch die Radioaktivität des Erdgesteins erzeugt wird. Aus den gleichen Ursachen fließt Helium jede Gefäßwand hoch, ohne sich um die Schwerkraft zu scheren. Man nennt diesen "rätselhaften" Zustand SUPRAFLÜSSIG - und wir sehen, so rätselhaft ist diese Eigenschaft gar nicht. Auch Wasserstoff wird in das All katapultiert, wenn er in den obersten Atmosphäreschichten einzeln auftritt. Aber zum Glück bindet sich Wasserstoff gerne, und so bleibt uns noch einiges davon erhalten... Jetzt sollten wir noch an den Druck und an die Zusammensetzung des Sonnenwindes denken und an all jene Unmengen von Teilchen, die von den Sternen dieses Universums auf die Reise in die Unendlichkeit geschickt werden, weil sie klein genug sind, um den lauernden Krümmkräften des Alls zu entgehen...

    Wir sind mit dem Thema Gravitation noch lange nicht fertig. Viele Phänomene, die bislang zu den Geheimnissen der Physik  zählten, sind dadurch zu enträtseln, indem man die Schwerkraft auf den Kopf stellt. So ist es zum Beispiel mit der Schwerkraft vollkommen unerklärlich, wieso Himmelskörper oder überhaupt alle Massen unendlich lange gemütlich vor sich hin gravitieren und Anziehungskräfte zueinander ausüben, ohne von irgendwoher Energie zu erhalten!* Auch die Einstein'schen Massen haben ganz schön zu tun mit der Raumkrümmerei - und wo sie die Energie dazu herbekommen, weiß kein Mensch! Diese Gravitationstheorien haben eine mystische Komponente: ob sie nun Schwerkraft ohne Energiezufuhr und Nachschub leisten oder in der Einstein'schen Raumzeit anderen Massen zeigen, welche gekrümmten Bahnen sie folgen müssen, um möglichst langsam zu "altern "(ja, es wird uns nicht erspart bleiben, auch das zu untersuchen), was ebenfalls Energien aus rätselhafter Herkunft verbraucht,  sie sind einfach schon vom Ansatz her logisch nicht nachvollziehbar! 

    Das Abstoßungsprinzip lässt dieses Erklärungsdilemma nicht zu. Die Verdrängung, die Abstoßung oder der Druck kommen ja durch einen Energiefluss von einem Körper zum anderen zustande. Wir werden noch sehen, dass dieser Energiefluss der Motor ist, der das ganze Universum überhaupt in Schwung hält.


* Newton selbst hatte mit seiner These so seine Probleme und schrieb: "Dass der Materie Schwere endogen, inhärent & essentiell eigen sein soll, so dass ein Körper über eine Distanz durch ein Vakuum hindurch auf einen anderen Körper ohne Vermittlung durch etwas Anderes einwirken kann, das ihre Wirkung & Kraft unmittelbar vom einen zum anderen übertragen würde, ist für mich eine derart große Absurdität, dass meines Erachtens kein Mensch, der philosophische Dinge kompetent bedenken kann, je auf so etwas hereinfallen könnte. Gravitation muss durch einen Überträger verursacht werden, aber ob dieser Überträger materiell oder immateriell ist, das ist eine Frage, welche ich der Überlegung meiner Leser überlassen habe."

That gravity should be innate inherent & essential to matter so yt one body may act upon another at a distance through a vacuum without the mediation of any thing else by & through wich their action or force may be conveyed from one to another is to me so great an absurdity that I believe no man who has in philosophical matters any competent faculty of thinking can ever fall into it. Gravity must be caused by an agent acting constantly according to certain laws, but whether this agent be material or immaterial is a question I have left to ye consideration of my readers.