Raumteilchentheorie1

 Startseite        Prolog        Anstoß       LeitsĂ€tze       Hypothesen        Anspruch        Dilemma        Lösung: RTT        Ergebnisse RTT

Das Dilemma der theoretischen Physik

Die fundamentalen Theorien der physikalischen Welt sind die Allgemeine RelativitÀtstheorie und die Quantentheorie. Beide Theorien wurden durch eine Vielzahl von Experimenten in ihren Vorhersagen bestÀtigt. Beide Theorien beschreiben die Welt so, wie sie gemessen wird.

Der theoretischen Physik stehen also zwei Theorien zur VerfĂŒgung, mit denen sie Modelle ĂŒber die Entwicklung der Welt und deren fundamentalen Zusammensetzung entwickelt. Sehr gute Voraussetzungen erfolgreich entsprechende Modelle zu entwickeln, wĂ€re da nicht der Umstand, dass beide Theorien unsere Welt unterschiedlich beschreiben. Auf der Grundlage dieser Theorien könnte man annehmen, dass es nicht nur eine Welt gibt sondern zwei Welten.

Die Allgemeine RelativitĂ€tstheorie macht genaue Vorhersagen darĂŒber, wann sich ein Teilchen wo befindet, und die Quantentheorie erklĂ€rt, dass genau das unmöglich ist. In der einen Theorie beeinflusst die Materie den Raum und der Raum beeinflusst die Bewegung der Materie. Die andere Theorie braucht einen festen Raum, um die Bewegung der Teilchen zu beschreiben. Verwirrend kommt bei der Quantentheorie hinzu, dass Teilchen nur im Moment einer Messung einen konkreten Ort haben. Zwischen zwei Messungen sind Aufenthaltsort und der Weg im Raum vollkommen unbestimmt.

Genau diese Unterschiede zeigen das Dilemma der modernen theoretischen Physik. Solange dieses Dilemma besteht, wird es z.B. unmöglich sein, alle 4 bekannten NaturkrĂ€fte in einem Formelsystem zu beschreiben. Um dieses Ziel zu erreichen, ist die Entwicklung einer neuen Theorie erforderlich. Diese neue Theorie muss die experimentell bestĂ€tigten Vorhersagen der Quantentheorie und der Allgemeinen RelativitĂ€tstheorie reproduzieren und darĂŒber hinaus Antworten auf die noch ungelösten Fragen der theoretischen Physik ermöglichen.

Aktuelle AnwĂ€rter fĂŒr diese neue Theorie sind:

Gemeinsam haben beide Theorien, dass das mathematische GrundgerĂŒst extrem komplex ist und dass die elementaren Bestandteile mindestens so klein wie die PlancklĂ€nge (ca. 10-35 m) sind. Und damit sind sie praktisch nicht nachweisbar. Die etablierte Physik kommt so aus ihrem Dilemma nicht heraus.


Wie konnte es zu diesem Dilemma kommen?

Ein Blick auf die Standardmodelle der Physik soll uns diese Frage beantworten.

Mit der Quantenfeldtheorie, einer Theorie aus Quantentheorie und Spezieller RelativitĂ€tstheorie, hat die Wissenschaft versucht, die Diskrepanz zwischen RelativitĂ€tstheorie und Quantentheorie zu ĂŒberbrĂŒcken. Als Ergebnis wurde ein angeblich perfektes Modell der Elementarteilchen geschaffen, das sogenannte Standardmodell der Elementarteilchen. Der Höhepunkt dieser Entwicklung war die Entdeckung des Higgs-Bosons 2014 in Cern.

Doch irgendwie scheinen die Quantenfeldtheorien und das Standardmodell in eine wissenschaftliche Sackgasse zu fĂŒhren. Selbst die Physiker, die extrem stolz auf die Erfolge der Theorie sind, weisen immer auf eine Physik nach dem Standardmodell hin. Doch diese Physik wird nicht gefunden. Die großen Erwartungen an Ergebnisse aus Cern nach dem Umbau 2015 wurden bisher alle enttĂ€uscht. Z.B. gibt es keinen Hinweis auf Teilchen fĂŒr die Theorie der Supersymmetrie (SUSY), der angeblich vielversprechendsten Theorie nach dem Standardmodell der Elementarteilchen.

Mit einem zweiten Standardmodell erklĂ€ren uns die Physiker die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute und darĂŒber hinaus. Dieses sogenannte Standardmodell der Kosmologie wurde auf der Basis der Allgemeinen RelativitĂ€tstheorie entwickelt. Um aber die Bewegungen der Galaxien und deren Entwicklung vom Urknall bis heute mit der Allgemeinen RelativitĂ€tstheorie wirklich erklĂ€ren zu können, fehlt es an sichtbarer Materie. Aber statt die Theorie in Frage zu stellen, wird heute intensiv nach dunkler Energie und dunkler Materie gesucht, die 95% der gesamten Materie im Universum ausmachen mĂŒssen, damit das Modell funktioniert. Trotz massiver BemĂŒhungen, hat man hier bisher in Cern und an anderen Experimenten weltweit keinerlei Spuren von dieser rĂ€tselhaften Materie gefunden. 

Unbeeindruckt von diesen Misserfolgen gelten die Standardmodelle, die Quantentheorie und die Allgemeine RelativitĂ€tstheorie als "Heilige KĂŒhe" der Physik.


Was kann man aus der Geschichte der Physik lernen?
 
Ein Blick in die Vergangenheit zeigt, dass wissenschaftlicher Fortschritt immer damit verbunden war, alte, als absolute Erkenntnis eingestufte, GrundsÀtze in Frage zu stellen. Was im Umkehrschluss nicht bedeutet, dass immer, wenn man etwas in Frage stellt, ein besseres Ergebnis erzielt wird.

Es hat ĂŒber 1600 Jahre gedauert, bis u.a. Nikolaus Kopernikus erkannt hat, dass sich die astronomischen Beobachtungen viel besser erklĂ€ren lassen, wenn man statt die Erde die Sonne ins Zentrum der Bewegungen der Planeten legt. FĂŒr das sogenannte alte geozentrische Weltbild hatte Claudius PtolemĂ€us bereits ca. 100 Jahre vor Christus mit der Epizykeltheorie die mathematischen Grundlagen geschaffen. Um diese Theorie an die verbesserten Beobachtungen in den Jahrhunderten ihrer GĂŒltigkeit anzupassen, wurde sie immer komplexer. Eine Vereinfachung gelang erst durch Abschaffung der alten Grundannahmen. So gelang es Johannes Kepler am Anfang des 17. Jahrhunderts (von 1609 bis 1619), unter der Voraussetzung eines heliozentrischen Weltbildes, sehr einfache Formeln fĂŒr die Berechnung der Planetenbahnen zu entwickeln.

Gleichzeitig musste aber noch ein zweiter Glaubenssatz aufgegeben werden, nĂ€mlich die von Aristoteles bereits ca. 300 Jahre vor Christus formulierte Annahme, dass ein Körper sich nur gleichförmig bewegt, wenn er eine Kraft erfĂ€hrt. Erst Galileo Galilei erkannte ca. 1800 Jahre spĂ€ter, dass sich ein Körper nur gleichmĂ€ĂŸig bewegt, wenn eben gerade keine Kraft auf ihn wirkt. Durch einfaches Untersuchen des dynamischen Verhaltens von Objekten in unserer NĂ€he kann nicht festgestellt werden, ob man ruht oder sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit in eine Richtung fortbewegt. Damit war nun auch die noch offene Frage beantwortet, warum wir keinen Fahrtwind spĂŒren, wenn sich die Erde mit ĂŒber 10.000 km Std.-1 auf ihrer Bahn um die Sonne bewegt. Der Weg zur Entwicklung einer neuen Physik war jetzt frei, so dass Isaak Newton die berĂŒhmte Newtonsche Mechanik entwickeln konnte, die er 1687 veröffentlichte.

Um sich im 19. Jahrhundert erklĂ€ren zu können, wie sich die von James Clerk Maxwell 1864 berechneten elektromagnetischen Wellen im Raum ausbreiten, wurde der sogenannte Äther eingefĂŒhrt. Dieser passte auch sehr gut zu dem von Isaak Newton geforderten absoluten Raum. Die theoretischen Physiker hatten jetzt eine ontologische ErklĂ€rung fĂŒr das, was man nicht sehen, aber messen und berechnen konnte. Als aber weitere Experimente zeigten, dass der Äther nicht nachweisbar war, brauchte es den Mut von Albert Einstein zu erklĂ€ren, „den Äther gibt es nicht“. Ihm gelang auf der Grundlage der Abschaffung des Äthers und weiterer simpler Annahmen die Entwicklung seiner Speziellen RelativitĂ€tstheorie, die er 1905 veröffentlichte. Als Konsequenz daraus wurden der absolute Raum und die absolute Zeit in seinen Formeln abgeschafft. FĂŒr die Dynamik starrer Körper oder Teilchen gab es nun ein neues, rein mathematisches GrundgerĂŒst, dass auch die Theorie der elektromagnetischen Wellen mit einbezog.

Was jetzt aber fehlte, war eine ontologische ErklĂ€rung fĂŒr Raum und Zeit. Noch schwieriger wurde es fĂŒr die Philosophen der Physik, eine plausible ontologische ErklĂ€rung fĂŒr die PhĂ€nomene, die mit der Quantenmechanik im Laufe des 20. Jahrhunderts entdeckt und berechnet wurden, zu finden. Die vorher festen Grenzen zwischen Felder und Teilchen verschwanden.

Nach der Speziellen RelativitĂ€tstheorie waren Zeit, Raum und Masse abhĂ€ngig vom Ort und Bewegungszustand des Beobachters und Teilchen oder Feld entsprechend der Quantentheorie abhĂ€ngig davon, ob ein Beobachter eine Messung durchfĂŒhrt. Die letztere Aussage wurde federfĂŒhrend von Niels Bohr und Werner Heisenberg 1927 in der berĂŒhmten Kopenhagener Deutung formuliert.

Die Ergebnisse der Vorhersagen der bedeutendsten Theorien der Physik wurden jetzt also abhÀngig von Beobachtern. Die absolute Physik war damit abgeschafft.

Im Grunde stand die Physik an dieser Stelle bereits vor einer absoluten Katastrophe. Die Katastrophe wurde aber ignoriert. Schließlich hatten die Physiker, zwar abhĂ€ngig vom Beobachter, die Möglichkeit, mit den Theorien exakte Vorhersagen zu machen. Da die Messergebnisse aber hĂ€ufig eine Vielzahl von Interpretationen zuließen, besannen sich die Physiker darauf, alle ErklĂ€rungen der Mathematik zu ĂŒberlassen. Es entwickelte sich die Überzeugung, was berechnet werden kann, ist auch real.

In der 2. HĂ€lfte des 20. Jahrhunderts wurde mit diesem SelbstverstĂ€ndnis die oben erwĂ€hnte Quantenfeldtheorie entwickelt. Mit dieser Theorie wurde zumindest teilweise die Quantentheorie mit der Speziellen RelativitĂ€tstheorie vereinigt. Schließlich brauchte man eine Theorie, mit der Streuexperimente von auf fast Lichtgeschwindigkeit beschleunigter Teilchen, die nach einer Kollision neue Teilchen hervorbringen, erklĂ€ren kann - und das unter den Bedingungen der Feld- / Teilchenproblematik der Quantentheorie und unter Einbeziehung der Heisenberg`schen UnschĂ€rferelation von 1927.

Das Ergebnis waren sehr komplizierte mathematische Berechnungen und das berĂŒhmte Standardmodell der Elementarteilchen. Man hatte aber keine ErklĂ€rung mehr fĂŒr das, was berechnet wurde. Das allein wĂŒrde keinen etablierten Physiker wirklich stören, wenn das Standardmodell der Elementarteilchen eine Weiterentwicklung zuließe. Aber aktuell deutet alles darauf hin, dass man sich in einer wissenschaftlichen Sackgasse befindet. FĂŒr eine Physik nach dem Standardmodell gibt es keinerlei experimentelle Nachweise.

Eine parallele Geschichte einer Sackgasse ist das Standardmodell der Kosmologie zusammen mit der Allgemeinen RelativitÀtstheorie. Wie oben bereits erwÀhnt, fehlen diesem Modell 95 % der erforderlichen Materie.


Warum kommt nun die etablierte theoretische Physik nicht aus ihren Sackgassen heraus?

Ausgangspunkt der folgenden Analyse ist die angeblichen Aussage des englischen Physikers William Thomson, Lord Kelvin, nach dem die absolute Temperaturskala benannt ist. Er soll gesagt haben (Zitat aus dem Buch „Materie und Antimaterie“ S. 376 von Herwig Schopper): "Ich bin niemals zufrieden, ehe ich nicht ein mechanisches Modell fĂŒr eine Sache entwickelt habe, dann erst habe ich das PhĂ€nomen richtig verstanden."

Die heutige Physik spricht zwar auch von Modellen, diese erklÀren aber nichts. Sie verdecken aber geschickt, dass die etablierte theoretische Physik keine reale Welt mehr kennt. Es gibt heute kein allgemein akzeptiertes VerstÀndnis von Raum, Zeit und Masse, dem Fundament jeder Physik. René Decartes hat im 5. Jahrhundert erklÀrt "Ich denke, also bin ich.". Die etablierten Physiker handeln heute nach dem Motto "Ich kann es berechnen, also ist es.". Auf diese Weise entwickeln sie aktuell eine Welt mit 11 Dimensionen und Paralleluniversen und erklÀren dem staunenden Laien mit filmreifen Computersimulationen, wie man mit Hilfe von Wurmlöchern durch die Zeit reisen kann.

Und warum kommt man aus dieser Sackgasse mit den "Heiligen KĂŒhen" der Physik nicht heraus? Die Antwort ist wie immer ganz einfach. Es fließt zu viel Geld in die Entwicklung einer Theorie nach dem Standardmodell der Elementarteilchen und der Suche nach der schwarzen Energie und der schwarzen Materie. Es geht hier um hunderte Milliarden Euro. Ein EingestĂ€ndnis, in eine wissenschaftliche Sackgasse investiert zu haben, trauen sich die Wissenschaftler nicht zu, weil sie befĂŒrchten mĂŒssen, dann aus ihrem wissenschaftlichen DĂŒnkel ausgeschlossen zu werden.

Neben den Physikern gibt es aber auch noch die Geldgeber, in der Regel Politiker, die die Entwicklung beeinflussen könnten. Den Wissenschaftlern ist es in der Vergangenheit aber immer gelungen, mit vielversprechenden Visionen die erforderlichen Gelder zu bekommen. Das war auch nicht unbedingt falsch. Erst jetzt ist auf der Basis der Forschungsergebnisse zu erkennen, dass ein Umdenken erforderlich ist. FĂŒr diese Entscheidung scheint beiden Seiten, Geldgebern und Wissenschaft, aber aktuell noch der Mut zu fehlen.

In der Konsequenz handeln alle nach dem Motto "Augen zu und durch". "Heilige KĂŒhe" sind eben heilig und sollen es auch bleiben. Und damit das auch so bleibt, werden dem staunenden Publikum immer wieder neue Besonderheiten aus der Unwirklichkeit der Theorien prĂ€sentiert. Das folgende Beispiel wurde zum Zeitpunkt dieser Veröffentlichung ins Netz gestellt. Im Artikel "Verwaschener Zeitfluss"
v. 10.03.2017 werden RĂŒckschlĂŒsse aus dem differenzierenden Zeitbild der Quanten- und der Allgemeinen RelativitĂ€tstheorie gezogen. Der Öffentlichkeit wird signalisiert, Zeit ist nicht einfach Zeit sondern ein sehr komplexes PhĂ€nomen. Doch keine Angst, wir sind ganz nah dran, es zu verstehen. Der große wissenschaftliche Durchbruch wird gelingen. (... Wir benötigen aber noch etwas mehr Geld, um unsere Forschung zum Erfolg zu fĂŒhren.)

Ohne ein ontologisches VerstÀndnis von Raum und Zeit bleibt die heutige theoretische Physik auf dem Erkenntnisstand des 20. Jahrhunderts stehen. Sie wird es zwar schaffen, immer komplexere und realitÀtsfernere Theorien aufzustellen, aber die wahre Erkenntnis wird sie dadurch nicht erreichen. Dass es auch eine andere Möglichkeit gibt, zeigt die Raumteilchentheorie. Die Raumteilchentheorie geht von einem klaren VerstÀndnis von Raum und Zeit aus.

Der Weg aus den hier beschriebenen Sackgassen der theoretischen Physik wird unter „Lösung: RTT“ beschrieben.

Die Potentiale der Raumteilchentheorie sind unter „Ergebnisse RTT“ zusammengefasst.

Unter „Anstoß“, „LeitsĂ€tze“, „Hypothesen“ und „Anspruch“ wird kurz zusammengefasst, was den Verfasser der Raumteilchentheorie angetrieben hat, ĂŒberhaupt eine Theorie zu entwickeln und warum er zu dem aktuellen Ergebnis gekommen ist bzw. sogar kommen musste.

Mit der Raumteilchentheorie werden viele Ergebnisse und Vorhersagen der etablierten Physik bestĂ€tigt. Es werden aber auch Vorhersagen gemacht, die im Widerspruch zu den etablierten Theorien stehen und damit eine experimentelle ÜberprĂŒfung ermöglichen. Dies gilt fĂŒr die RelativitĂ€tstheorien und die Quantentheorie. Da die Raumteilchentheorie beide in sich vereinigt, kann sie bei einer experimentellen BestĂ€tigung ein wesentlicher Grundbaustein fĂŒr eine umfassende neue Theorie des 21. Jahrhunderts werden.