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Das Rätsel des Sonnenneutrino-Mangels.
...In der klassischen Allgemeinen Relativitätstheorie wird implizit angenommen, dass das Universum aus einem einzigen Blatt besteht. Manche sagen, es sei nicht notwendig, eine andere Konfiguration zu betrachten.
Auch das.
Die Kernfusion im Inneren der Sonne erzeugt Energie in Form von:
- Photonen – Neutrinos.
...Neutrinos interagieren sehr wenig mit Materie und verlassen daher die Sonne ungehindert. Die Energie in Form von Photonen durchläuft mühsam die Sonnenoberfläche, die Chromosphäre, durch eine Folge von Absorptionen und erneuten Emissionen, unterstützt durch die Konvektion im Stern. Sobald diese Energie die Chromosphäre erreicht, wird sie als Photonen emittiert.
...Auf der Erde empfangen wir daher, abgesehen von dieser Verzögerung, sowohl Photonen als auch Neutrinos. Bis vor relativ kurzer Zeit wusste man nicht, wie man diesen Neutrinofluss messen könnte, obwohl pro Sekunde jeder Kubikzentimeter unseres Körpers, soweit ich mich erinnere, von zehn Milliarden Neutrinos durchdrungen wird.
...Die Messung dieses Flusses hat ein beunruhigendes Phänomen offenbart. Wir erfassen nur etwa die Hälfte der erwarteten Neutrinos. Das ist der Sonnenneutrino-Mangel, der Mangel an Sonnenneutrinos. Es muss unbedingt eine Erklärung dafür gefunden werden, sonst stürzt unser gesamtes Wissen über die Dynamik der Sonne (und der Sterne) zusammen.
...In meinem letzten Buch, das bei Éditions Albin Michel erschienen ist und den Titel „Wir haben die Hälfte des Universums verloren“ trägt, hatte ich in Teil I geschrieben, dass wir über die Funktionsweise der Sterne eine theoretische Grundlage besäßen, die als zufriedenstellend gelten könne. Doch da sich die Dinge weiterentwickeln, werde ich im folgenden Buch ein Kapitel mit dem Titel einfügen müssen:
Wir haben die Hälfte der Sonnenneutrinos verloren.
...Einige theoretische Physiker sind entsetzt, andere erfreut. Denn hier liegt erstmals ein Phänomen vor, das die Quantenmechanik tatsächlich in Frage stellt. Es wird Zeit, dies neu zu überdenken.
Ein Universum oder zwei?
Welche spekulativen Ideen gibt es derzeit?
Zwei erste Referenzen:
R. Foot und R.R. Volkas, Phys. Rev. D, Band 52, Nr. 11, 1. Dez. 1995
Z.G. Berezhiani und R.N. Mohapatra, Phys. Rev., Band 52, Nr. 11, 1. Dez. 1995.
...Foot und Volkas vermuten, dass das Universum aus zwei „Sektoren“ besteht: unserem und einem „Spiegel-Sektor“, der spiegelbildlich, enantiomorph, also „P-symmetrisch“ ist. Die durch die Fusion freigesetzte Energie würde daher sowohl klassische Neutrinos als auch „Spiegel-Neutrinos“ betreffen, Neutrinos aus dem zweiten „Sektor“ (Neutrinos der drei Arten: elektronisch, myonisch und tauonisch, sowie natürlich ihre Antiteilchen). Sektor, Blatt, Schicht: Synonyme.
...Unser Universum ist nicht symmetrisch. Es ist der Sitz dessen, was man die Verletzung des Paritätsprinzips nennt. Reaktionen „rechts“ verlaufen nicht mit der gleichen Geschwindigkeit wie ihre Spiegelbilder. Klassische Referenz:
T.D. Lee und C.N. Yang, Phys. Rev. 104, 254 (1956)
...Foot und Volkas „symmetrisieren“ das Universum, indem sie annehmen, dass es ein Doppelgänger besitzt, das Spiegeluniversum, in dem diese Verletzung des Paritätsprinzips in umgekehrter Richtung stattfindet. Dabei haben wir ein Modell entwickelt, in dem die Neutrinos „kleine Brüder“ besitzen, CPT-symmetrisch, unter Verwendung der Gruppentheorie.
...Siehe: „J.P. Petit & P. Midy: Geometrization of antimatter through coadjoint action of a group on its momentum space.“ 3: Twin group. [Im Internet: Geometrical Physics B, 1-3], 1998.
...Es gibt ein weiteres Problem, das zu der Annahme zweier Universen anstelle eines einzigen verleitet, nämlich das Fehlen von primordialem Antimaterie in unserem Universum. Normalerweise bestand das Universum in seinem ursprünglichsten Zustand – um das Wort von Steven Weinberg zu gebrauchen – aus „verschiedensten Strahlungen“. Die Photonen erzeugten Teilchen-Antiteilchen-Paare, die sich sofort wieder gegenseitig vernichteten (Elektronen und Positronen beispielsweise, die sich aufgrund entgegengesetzter elektrischer Ladung anziehen). Das frühe Universum (das Tohu-wabohu der Hebräer) war daher ein sehr turbulentes Gemisch, in dem Strahlung ständig in Materie-Antimaterie und umgekehrt umgewandelt wurde. Mit der Expansion des Universums sank die Energie der Photonen, die nun nicht mehr in solche Paare umgewandelt werden konnten. Das Universum entvölkerte sich daher mit rasender Geschwindigkeit. Nach dreizehn Sekunden war alles entschieden. Frage: Warum sind wir hier? Warum war die Vernichtung nicht vollständig? Antwort: Keine Antwort.
...Daher stammen einige Arbeiten von Andrej Sakharov, der der Erste war, der vorschlug, dass zwei Universen gleichzeitig entstanden sein könnten, anstatt nur eines.
A. Sakharov: „CP-Verletzung und baryonische Asymmetrie des Universums“. ZhETF Pis'ma 5: 32–35 (1967); Übersetzung JETP Lett. 5: 24–27 (1967)
A. Sakharov: „Ein mehrschichtiges kosmologisches Modell“. Preprint des Instituts für angewandte Mathematik, Moskau 1970
A. Sakharov: „Kosmologisches Modell des Universums mit Umkehrung des Zeitvektors“. ZhETF 79: 689–693 (1980); Übersetzung in Sov. Phys. JETP 52: 349–351 (1980)
A. Sakharov: „Topologische Struktur von Elementarteilchen und CPT-Asymmetrie“ in „Probleme der theoretischen Physik“, gewidmet dem Andenken von I.E. Tamm, Nauka, Moskau 1972, S. 243–247
Hinweis: In diesen beiden Universen sind die Zeitpfeile entgegengesetzt. In einigen seiner Publikationen erwähnte Andrej Sakharov, dass diese „Zwillinguniversen“ auch enantiomorph, spiegelbildlich sein könnten.
Andere Herangehensweise: Die Superstrings. Dabei handelt es sich um Vorschläge von Schwarz (Caltech), Green (Queen Mary College) und dem Nobelpreisträger Abdus Salam (Direktor des Zentrums für Theoretische Physik in Triest, Professor am Imperial College London).
Ausgangspunkt: Die Gruppen und das Modell E8 x E8. Referenz: „Superstrings, eine Theorie alles?“ PC.W. Davis & J. Brown, Cambridge University Press 1988.
John Schwarz:
Die zweite Symmetrie E8 bezieht sich auf eine andere Art Materie, die man oft „Schattenmaterie“ nennt. Objekte, die aus diesem Bestandteil bestehen, wären für uns völlig unsichtbar.
Michael Green:
Eine der Vorhersagen dieser Theorien betrifft eine neue Art von Materie, die wir nicht direkt beobachten könnten, die aber mit unserer durch die Gravitationskräfte interagieren könnte, obwohl diese Schattenmaterie-Teilchen untereinander durch andere Kräfte wechselwirken könnten.
Abdus Salam:
Aus der Theorie der Superstrings ergibt sich eine Art Universum, das ein Doppelgänger unseres ist, das aber nur über die Gravitationskräfte mit uns kommunizieren könnte. Interessant ist dabei, dass dieses Universum bestimmen würde, wie die Supersymmetrie in unserem eigenen Universum gebrochen wird, und möglicherweise etwas Licht auf die speziellen Werte der Massen der verschiedenen Teilchen werfen könnte.
Aber im Moment bleibt es dabei. Auch die Superstrings gehen nicht weiter.
...Trotzdem: Wie kann man zwei eng miteinander verflochtene Universen darstellen, die nur über die Gravitation miteinander kommunizieren? Man kann sich zwei Spielerpaare vorstellen, die mit Filterbrillen ausgestattet sind und daher die Figuren der anderen Mannschaft nicht sehen können. Dennoch könnte jede Mannschaft die Gegenwart einer gegnerischen Figur in der Nähe auf einem „weichen Schachbrett“ vermuten:
...Die Materiefigur (auf den schwarzen Feldern gespielt) sieht die Dame der „Geistermannschaft“ nicht, aber spürt ihre Anwesenheit durch die Krümmung, die sie auf dem Schachbrett erzeugt (Gravitation). Siehe unten:
../../../bons_commande/bon_global.htm