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Einleitung.

Unser Ziel ist es, einige neue Erkenntnisse zur Astrophysik, Kosmologie und zur Theorie der Elementarteilchen vorzustellen.

Die zugrunde liegenden Ideen sind relativ einfach. Sie lassen sich in drei verschiedenen Formen ausdrücken:

• In der Sprache eines Fachmanns.
• Schematisch.
• Auf gewöhnliche Weise.

Man kann auf verschiedene Weisen gewöhnliche Texte über die Wissenschaft verfassen.

...Im Allgemeinen bietet der Autor gewöhnlicher Bücher, die der Wissenschaft gewidmet sind, hübsche Bilder an, um die Vorstellungskraft des Lesers anzuregen. Doch am Ende des Buches hat er nicht viel gewonnen.

Indem man Bilder, das heißt Geometrie, die seit einem Jahrhundert die Physik stark durchdrungen hat, verwendet, kann man dem Gehirn bessere Nahrung bieten.

...Eine geeignete analogische Umwandlung ermöglicht es, die Hauptziele und Wege einer Theorie zu evozieren. Dabei erwirbt der Leser am Ende solide Kenntnisse in der zweidimensionalen Geometrie.

Newton und Anti-Newton.

...Die kosmischen Strukturen werden durch eine fundamentale Kraft organisiert: die Gravitation. Wenn sich die Objekte des Kosmos nicht gegenseitig anziehen würden, würde dort nichts geschehen. Die Galaxien hätten sich nicht gebildet, weder Sterne noch Planeten. Wir wären nicht hier, um darüber zu sprechen. Zum Beispiel würde eine abstoßende Gravitationskraft die Objekte voneinander fernhalten. Der Kosmos würde amorph und schlaff bleiben, was tödlich langweilig wäre.

Das Gesetz der Anziehung ist das Newtonsche Gesetz:
(1)

G ist die Gravitationskonstante. m und m' sind zwei Massen und d ist der Abstand zwischen ihnen.

...Wie später gezeigt wird, umfasst unser Modell „normale Massen m“ und etwas, das wir „Geistmasse m“ nennen. Galaxien, Sterne, Planeten, Menschen und Katzen bestehen aus normaler Masse. Niemand weiß, ob Geistkatzen existieren.

...Der entscheidende Punkt ist, dass Materie und Geistmaterie nur über die Gravitationskraft wechselwirken. Ansonsten ignorieren sie einander. Zum Beispiel können sie keine Photonen austauschen, sodass die Geistobjekte aus unserer Falte des Universums unsichtbar sind. Umgekehrt kann ein „Geistbeobachter“, falls er existiert, weder uns noch unsere Galaxien, Sterne usw. sehen.

Das Wechselwirkungsschema ist wie folgt:
(2)

Zwei gewöhnliche Massen ziehen sich gemäß dem klassischen Newtonschen Gesetz an.

Dasselbe gilt für zwei Geistmassen.

Aber eine gewöhnliche Masse und eine Geistmasse stoßen sich gemäß einer Art „Anti-Newton-Gesetz“ ab:
(3)

...Wir könnten zwei Mengen von Massenpunkten, die den gewöhnlichen und den Geistmassen entsprechen, in einen Computer eingeben, sie wechselwirken lassen und sehen, was passiert. Aber der Physiker wird sofort einwenden:

• Deine Geistmaterie hat eine negative Masse m* < 0!

Tatsächlich ändert sich das Vorzeichen der Kraft, wenn wir in dem Newtonschen Gesetz das Vorzeichen einer Masse umkehren:
(5)

...Wenn wir jedoch das Vorzeichen beider Massen ändern, bleibt die Kraft unverändert. Dann würde man dazu neigen, zu schließen, dass wir in diesem Modell einfach zwei Arten von Massen haben: eine positive und eine negative, da dies das vorgeschlagene Kraftschema berücksichtigt.

...Aber negative Massen m* < 0 gehen mit Energien m*c² < 0 einher, was zuerst von dem französischen Mathematiker Jean-Marie Souriau in seinem Buch untersucht wurde:

Struktur dynamischer Systeme (Erstausgabe in Frankreich, 1973, Seiten 197 bis 200):

Birkhäuser Verlag, 1997.

...Objekte mit negativer Energie werfen ein ernstes Problem auf. Was passiert nämlich, wenn sie mit Objekten positiver Energie (positiver Masse) kollidieren?

...Dies entspricht nicht der Materie-Antimaterie-Vernichtung. Wie in Geometrische Physik B, 4 gezeigt wird, besitzt Antimaterie, die sich in unserem Universum befindet, eine positive Masse und positive Energie. Ihr Aufeinandertreffen erzeugt Photonen. Die beiden erzeugten Photonen tragen die gesamte Energie der Materie- und Antimaterieteilchen vor ihrer Kollision. Wenn zwei Objekte mit entgegengesetzten Energien aufeinandertreffen und kollidieren könnten, wäre das Ergebnis völlig anders. Das würde .... nichts ergeben.

...Zu Beginn des Universums kollidierten gemäß dem Standardmodell Materie und Antimaterie häufig und erzeugten Photonen hoher Energie. Umgekehrt erzeugen diese hochenergetischen Photonen Paare von Materie- und Antimaterieteilchen. Die beiden Prozesse halten sich im frühen Universum die Waage. Aber wenn das Universum positive und negative Massen, Teilchen positiver Energie und Teilchen negativer Energie enthalten hätte, hätten sich die beiden Teilmengen einfach gegenseitig aufgehoben. Wenn das anfängliche Verhältnis fünfzig zu fünfzig gewesen wäre, wäre das gesamte Universum verschwunden.

Deshalb sind Physiker gegenüber Teilchen mit negativer Masse so skeptisch.

...Deshalb ist eine schematische Darstellung des Modells erforderlich. Wie später gezeigt wird, „funktioniert es so, als ob die Geistmaterie eine negative Masse hätte“. Um diesem scheinbaren Paradoxon nahezukommen, müssen wir etwas Geometrie lernen.