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Über „negative Massen“.

Diese Frage der negativen Massen wird im Buch des französischen Mathematikers Jean-Marie Souriau (mein Nachbar und alter guter Freund) angesprochen.

„Structure des Systèmes Dynamiques“, Dunod-France 1970, S. 197-200

Kürzlich ins Englische übersetzt:

„Structure of Dynamical Systems“, Birkhäuser Ed. 1997. (Leider sehr teuer: 124 $...).

Ausgangspunkt: Gruppentheorie. Dynamische Gruppen bestimmen die Physik. Die Poincaré-Gruppe bestimmt die relativistische Welt. Diese Gruppe ist aus der Lorentz-Gruppe aufgebaut (siehe Geometrische Physik B). Wie letztere hat die Poincaré-Gruppe „vier Komponenten“. Zwei davon sind „orthochron“ und beziehen sich auf Teilchen mit positiver Energie und positiver Masse. Die zweite Gruppe von zwei Komponenten, „antichron“, beschreibt Teilchen, die sich rückwärts in der Zeit bewegen. Dann zeigte Souriau (durch die „coadjointe Wirkung dieser Gruppenkomponenten auf den Impuls“), dass dies Objekten mit negativer Energie und negativer Masse entspricht.

Grundsätzlich ist es nicht verboten, dass negative Massen existieren könnten. Aber es ergibt sich ein sofortiges Problem: Das Ergebnis einer Kollision zweier Teilchen, das erste mit einer positiven Masse (und positiver Energie mc²) und das andere mit negativer Masse und Energie, würde... nichts ergeben. Keine Teilchen und sogar keinen Raum, denn das Leere ist aus „gekoppelten Photonen“ „gemacht“.

Was ist die Lösung?

Vielleicht hat Gott, mit unendlicher Weisheit und Voraussicht, beschlossen, den antichronen Teil der dynamischen Poincaré-Gruppe zu amputieren. Daher kann die Gruppe keine negativen Massen erzeugen.

Souriau schließt die Möglichkeit nicht aus, dass negative Materie irgendwo im Universum existieren könnte. Sein Vorschlag:

• Gegenseitige Anziehung zwischen positiven Massen (unsere Materie, Newtonsches Gesetz)

• Gegenseitige Abstoßung zwischen einer positiven und einer negativen Masse (Anti-Newton)

Er fügt hinzu:

• Negative Massen stoßen sich gegenseitig ab.

Nach Souriaus Vorstellung sollten negative Massen völlig autistisch sein, alles abstoßen, einschließlich anderer negativer Massen. Sie sollten einfach den gesamten verfügbaren Raum ausfüllen. Eine Art Panphobie.

Solche negative Materie könnte zur Begrenzung von Galaxien beitragen.

Zwischen massereichen Objekten sollte die negative Materie so gleichmäßig wie möglich verteilt sein, damit sie keine gravitative Linsenwirkung erzeugt (in diesen weiten Regionen). Wir könnten sie nicht nachweisen, außer durch den begrenzenden Effekt auf Galaxien und Galaxienhaufen.

Wie dem auch sei, wenn diese negative Materie heute in unserem Universum vorhanden wäre, wäre sie in früheren Zeiten eng mit der normalen Materie vermischt gewesen. Dann hätte eine Kollision in dieser dichten Mischung zur vollständigen gegenseitigen Vernichtung geführt:

• mc² - mc² = Null.......

Inverse Gravitationslinsenwirkung.

Positive Gravitationslinsenwirkung wurde in Abbildung 44 in einem vorherigen Abschnitt angesprochen. Wir verwendeten das grobe Modell des stumpfen (Posikonus).

Eine Konzentration von „negativer Masse“ würde dem „stumpfen Negakonus“ entsprechen. Siehe Abbildungen 88 und 89. Wir erhalten ein divergierendes System von Geodäten.

Dies ist eine exakte Lösung der Feldgleichungen. Siehe:

Jean-Pierre Petit und Pierre Midy: Matter ghost matter astrophysics. 2: Conjugated steady state metrics. Exact solutions. Geometrical Physics A, 5, 1998.

In Abbildung 88 sehen wir, dass es wirkt, als ob negative Masse Photonen abstoßen würde.
(88)

NB: Eine gleichmäßige Verteilung positiver oder negativer Masse erzeugt keinen positiven oder negativen Linseneffekt.

Begrenzungseffekt durch umgebende negative Masse.

Positive Massen ziehen sich gegenseitig an, gemäß dem Newtonschen Gesetz. Gravitative (Jeans-Instabilität) tritt in positiver Materie auf. Dies führt zu Massenkonzentrationen (Galaxien, Galaxienhaufen). Nach Souriaus Idee würde negative Materie, falls vorhanden, zwischen Objekten positiver Masse lokalisiert sein und den gesamten verfügbaren interstitiellen Raum ausfüllen. Wenn negative Materie negative Materie abstößt, wäre das Medium zwischen den Klumpen positiver Materie sehr gleichmäßig. Diese hypothetische negative Materie wäre lakunar (löcherig). Siehe Abb. (89).
(89)

Zum Beispiel könnten Galaxien in dieser lakunaren Verteilung negativer Masse Platz finden.
(90)

Der Gegendruck aufgrund der negativen Massen würde zur Begrenzung von Galaxien beitragen.

Stellen wir uns ein didaktisches Modell vor: ein großes Zelt, das auf Heringen befestigt ist, welche positive Massen darstellen. Je schärfer die Heringe, desto dichter sind die Massenkonzentrationen. Umgekehrt gilt: Je stumpfer die Heringe, desto größer sind diese Massenkonzentrationen.
(91)

Die Zelt-Heringe

(92)

Der Teil der Plane, der die Heringe berührt, weist eine positive Krümmung auf. Zwischen diesen Punkten ist die Krümmung negativ. Wenn der Kopf des Heringes scharf ist, ergibt dies eine punktförmige Masse, einen Punkt konzentrierter positiver Krümmung (eine konische Spitze).

Global gesehen, aus großer Entfernung betrachtet, ist das Zelt flach. Das bedeutet, dass hier die Menge der positiven Krümmung gleich der Menge der negativen Krümmung ist. Physikalisch würde dies einer Welt entsprechen, in der die Menge der positiven Masse gleich und entgegengesetzt zur Menge der negativen Masse sein sollte ( M* = - M ).
(93)

Wir haben einige Geodäten (92) und ihre ebenen Projektionen (94) dargestellt.
(94)

Aufgeben der didaktischen Vorstellung. Wie sieht es mit der 4D-Hyperfläche aus?