Kosmologie des Zwillingsuniversums Materie-Geistermaterie-Astrophysik.3: Die Strahlungsära: Das Problem der „Entstehung“ des Universums. Das Problem der Homogenität des frühen Universums. (S. 7)
6) Schlussfolgerung.
Wir folgen der grundlegenden Idee: Während der Materie-dominierten Ära (die für beide Systeme – Materie und Geistermaterie – gleichzeitig angenommen wird) verhalten sich die Größen {c, G, h, m, e, eo} wie absolute Konstanten. Während der Strahlungsära variieren sie zeitlich.
Wie in [4] gezeigt wurde, können c und G zeitlich variieren. Wir weisen darauf hin, dass der Übergang von der chronologischen Variablen x° zur kosmischen Zeit t nicht automatisch x° = c₀t mit einer absolut konstanten Lichtgeschwindigkeit c₀ ist. Systeme mit x° = c(t)t sind möglich.
Wir suchen zeitliche Variationen G(t), c(t), h(t), m(t), e(t), eo(t), die alle Gleichungen der Physik invariant lassen. Wir finden sie und zeigen, dass sie für diese Strahlungsära eine gemeinsame Evolutionsregel ergibt: R(t) = R*(t) ≈ t²/³.
Daraus folgt, dass die Entropie pro Baryon nicht mehr konstant ist, sondern wie Log t variiert (sog. konforme Zeit). In den Koordinaten {s, x, y, z} wird die Metrik konform flach.
Wir stellen uns eine grundlegende Uhr vor, bestehend aus zwei Massen m, die um ihren gemeinsamen Schwerpunkt kreisen. Wir berechnen, wie viele Umdrehungen seit dem „Ursprung der Zeit t = 0“ stattgefunden haben, und finden unendlich viele. Wir schließen, dass die „kosmische Zeit“ t für die Strahlungsära keine geeignete Variable mehr ist. Für diese letzte Phase wird s zu einer besseren chronologischen Variable, um Ereignisse zu beschreiben. Wir betrachten eine Umdrehung unserer Uhr als Ereignis. Folglich fanden in der fernen Vergangenheit eine unendliche Anzahl von (Mikrophysik-)Ereignissen statt. Wenn wir Zeit mit Ereignissen identifizieren, hat das Universum keine Zeitursprungs mehr. Die „Anfangssingularität“ verschwindet.
Wir berechnen den kosmologischen Horizont und finden, dass er wie R variiert, wodurch die Homogenität des frühen Universums gewährleistet ist. Die Inflationstheorie mit ihren starken Annahmen ist damit überflüssig.
Literaturverzeichnis.
[1] J.P. Petit: Der fehlende-Massen-Effekt. Il Nuovo Cimento, B, Band 109, Juli 1994, S. 697–710 [1] J.P. Petit, P. Midy und F. Landshecht: Materie-Geistermaterie-Astrophysik. Astrom. und Astrophys. Referenz....
[2] J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A3 (1988) 1527
[3] J.P. Petit & P. Midy: Materie-Geistermaterie-Astrophysik. 1: Der geometrische Rahmen. Die Materie-Ära und die Newtonsche Näherung. Geometrische Physik A, 4, März 1998.
[4] J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A3 (1988) 1733
[5] J.P. Petit, Mod. Phys. Lett. A4 (1989) 2201
[6] Petit J.P.: Kosmologie der Zwillingsuniversen. Astrophysics and Space Science. Astr. And Sp. Sc. 226: 273–307, 1995
[7] J.P. Petit und P. Midy: Materie-Geistermaterie-Astrophysik. 5: Ergebnisse numerischer 2D-Simulationen. VLS. Über ein mögliches Schema für die Galaxienbildung. Geometrische Physik A, 8, März 1998.
Danksagung:
Der Autor dankt Herrn Prof. J.M. Souriau für wertvolle Hinweise und Kommentare.
Diese Arbeit wird vom französischen CNRS und der Firma A. Dreyer Brevets et Développement unterstützt.
Eingereicht in verschlossener Hülle an die Académie des Sciences de Paris, 1998. ___________________________________________________________
Kommentar.
Dieser Beitrag stellt eine Verbindung zwischen zwei Ansätzen dar: dem in Astrophysics and Space Science veröffentlichten Papier (Artikel 2 des Unterabschnitts Geometrische Physik) und der in Artikel 3 (abstoßende Geistermaterie) entwickelten Betrachtung. In diesem Artikel repräsentierte das System aus zwei Feldgleichungen:
(3)
(4)
eine Art „Klapperkiste“, deren Wirkung darin bestand, das Standardmodell in der Strahlungsphase wiederherzustellen, wobei die Gleichungen dann folgendermaßen wurden:
(3')
(4')
das heißt... zweimal das Standardmodell. Damit konnte eine ausreichend heftige Expansion in dieser Phase erreicht werden, um die Nukleosynthese zu „einfrieren“ und so Helium zu produzieren. Bei einem System:
S = c ( Tr - T*r)
S* = c ( T*r - Tr)
mit „festen Konstanten“ wäre die Expansion (R ≈ R* ≈ t) dann jedoch zu langsam. Damit würde das gesamte Wasserstoff im Universum in Helium umgewandelt.
Zurückkehrend zum System (3) + (4) zeigte dieses eine Schwierigkeit, die vom Gutachter von A & A mit großem Recht aufgegriffen wurde: Wenn Photonen in Materie und umgekehrt umgewandelt werden (wie im Artikel erwähnt), ändert sich ihre Beitrags zum Feld das Vorzeichen – und es war damals unklar, wie man dies rechtfertigen könnte.
Der Rückgriff auf das Modell mit variablen Konstanten für die Strahlungsphase lieferte nun eine global konsistente Lösung. Wie auch immer, ob dieses Modell Bestand hat oder nicht, bleibt eine äußerst merkwürdige Eigenschaft bestehen: dass alle bekannten Gleichungen unserer Physik invariant sind gegenüber der vorgeschlagenen verallgemeinerten Eichtransformation. Man muss dabei die Feldgleichung (selbst wenn man sich auf die Einsteinsche beschränkt), die vollständigen Maxwellschen Gleichungen und die Schrödinger-Gleichung verstehen.
Häufig wurde behauptet, die physikalischen Konstanten könnten nicht variieren, da bereits die geringste Veränderung einer dieser Konstanten sofort zu physikalischen Unmöglichkeiten führen würde. Sicher. Doch es geht hier nicht darum, nur eine oder einige Konstanten zu verändern, sondern alle gleichzeitig.
Die Messgeräte sind mit den Gleichungen der Physik und deren „Konstanten“ gebaut. Wenn man ein solches Eichphänomen mit gleichzeitiger Variation aller Konstanten betrachtet, wird es unmöglich, dieses Phänomen im Labor nachzuweisen, da die Messgeräte gleichzeitig mit dem Phänomen variieren, das sie messen sollen. Es ist vergleichbar damit, eine Temperaturänderung zu erkennen, indem man die Längenänderung einer Eisenstange mit einem Maßstab aus gleichem Metall misst. Ich weiß, dass dies ein Punkt ist, den viele Menschen schwer verstehen und noch schwerer akzeptieren.
Natürlich ist auch diese Beschreibung der Strahlungsära nur eine erste Skizze. Sie berücksichtigt weder die schwache noch die starke Wechselwirkung. Um eine solche Erweiterung vorzunehmen, müsste man andere Gesetze für die Variation der Konstanten in diesen Bereichen vorstellen. Dabei sei angemerkt, dass in diesem seltsamen Modell die Planck-Zeit wie t und die Planck-Länge wie R variiert, wodurch die „quantenmechanische Barriere“ mit Annäherung an den „Anfangszeitpunkt t = 0“ immer weiter zurückweicht. Ein seltsames Phänomen, das eine Interpretation erfordert.
Aber diese Arbeiten sind noch lange nicht abgeschlossen. Vielleicht sollten wir dies alles als eine Art Manifest betrachten. Persönlich glaube ich, dass unsere Vorstellungen über die kosmische Entstehung in den kommenden Jahren oder Jahrzehnten stark verändern werden, und dass wir mit unseren noch primitiven theoretischen Werkzeugen, die wir unbedingt in diese heiße Vergangenheit zurückführen wollen, letztlich in eine Art organisierter Schizophrenie geraten. Ich denke beispielsweise an Linde’s Theorie: die Inflation, die nur durch die Notwendigkeit der Homogenität des frühen Universums gerechtfertigt wird, und an die fast alle Menschen sich anschließen.
Einige meinen, unsere Weltanschauung im Rahmen des Standardmodells sei im Begriff, abgeschlossen zu werden, und es würden nur noch kleinere Korrekturen benötigen, um das Gebäude zu vervollständigen. Ich bin mir da nicht so sicher. Ich denke, die kommenden Jahrzehnte könnten uns viele Überraschungen bringen und eine völlig andere Beschreibung dieser kosmischen Entstehung liefern (und ich behaupte dabei nicht, dass mein Ansatz in diesem Sinne einen Fortschritt darstellt). Immer schon waren die Menschen davon überzeugt, dass ihr Wissen über das Universum im Begriff sei, abgeschlossen zu werden. Vor dem Ausbruch zu Beginn des Jahrhunderts schrieben viele herausragende Menschen: „Jetzt fehlt uns nur noch, unsere Berechnungen mit Dezimalstellen zu ergänzen.“
Ich las einmal in einem Werk über die M…