4. Energie und Zeit

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In diesen Kapitel wollen wir den Begriff Energie und Zeit einer zur DP passende Interpretation geben. Dadurch wird Masse wie auch Energie zu einer „Raumdichte“. Diese stellt eine geometrische Form dar, welche der Gravitation entgegenwirkt. Damit stehen auf beiden Seiten der Feldgleichung von Einstein geometrische Abbildungen in der Raumzeit. Die Beschreibung als „Raumdichte“ erklärt gleich noch einige Dinge wie die Äquivalenz-Prinzipien mit, da alles eine Art von Raumzeitkrümmung darstellt. Es gibt diese „Raumdichte“ als skalare und vektorielle Größe. Damit lassen sich viele Erscheinungen der QFT beschreiben. Als Hauptargument werden die Grenze des Universums und das Relativitätsprinzip benutzt. Diese Darstellung ergibt die Möglichkeit, dass die Singularität eines SL keine echte Singularität ist. Die Raumkrümmung muss nur die „Raumdichte“ einer Masse/Energie ausgleichen. Es wird kein Wert unendlich benötigt. Wir drehen die Argumentation um und das Relativitätsprinzip ergibt sich aus dieser Raumdichte. Dieses wird erweitert und in einem separaten Kapitel mit der Unbestimmtheit der QM in ein neues Äquivalenzprinzip vereinigt. Das grundsätzliche Rätsel der Zeit wird in der DP nicht gelöst. Die Zeit erhält eine Interpretation, welche für die neue Sichtweise passend ist. Auch in diesen Fall benutzen wir die Grenze des Universums als Argument.

Energie und Masse als eine Art von Raumdichte

Ein Teilchen ohne Ruhemasse muss sich ab seiner Existenz mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Ein Teilchen mit Ruhemasse kann die Lichtgeschwindigkeit niemals erreichen. Um die Geschwindigkeit in Richtung Lichtgeschwindigkeit zu erhöhen, muss für ein Teilchen mit Ruhemasse immer mehr Energie aufgewendet werden. Im Prinzip bis ins Unendliche. Da es in der Physik keine unendlichen Werte gibt, ist der Zustand nicht erreichbar. Wir bauen aus diesen Tatsachen folgenden Gedankengang auf.

• Die Erhöhung der Energie als Impuls ist der Versuch die dimensionale Grenze zu erreichen. Erhöhung des Impulses bedeutet eine Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit.
• Da bei der Lichtgeschwindigkeit eine Dimension fehlt, ist die höhere Energie eine „Stauchung“ der Dimension in Impulsrichtung
• Die Längenkontraktion der SRT ist tatsächlich eine Stauchung des Raumes und äquivalent mit der Energie des Impulses
• Eine gegebene Dimension kann nicht einfach verschwinden. Daher ist die Lichtgeschwindigkeit für Objekte die alle Raumdimensionen belegen nicht erreichbar.
• Ein Objekt mit Ruhemasse belegt alle vorhandene Dimensionen im Universum und kann damit die Lichtgeschwindigkeit nie erreichen
• Es gibt eine skalare Dichte = Ruhemasse und eine vektorielle Dichte = Impuls
• Energie und Masse sind als Raumdichte eine direkte geometrische Abbildung in der Raumzeit.
• Die Feldgleichung von Einstein hat auf beiden Seiten eine Abbildung in der Raumzeit. Der Energie-Impuls-Tensor besteht aus verschiedenen Formen von Raumdichte.
• Die Gravitation als Raumkrümmung ist auch eine Raumdehnung. Damit ist die Gravitation einfach die lokale „Gegenkraft“ zur Raumdichte.

Ergebnis: Daraus folgt, dass die Raumdichte eine geometrische Abbildung ist, welche den Raum staucht. Die Gravitation ist die „Gegenkraft“ und versucht mit einer Raumdehnung (Raumkrümmung/Gravitation) dies auszugleichen. Wir gehen davon aus, dass alle Objekte des Standardmodells aus einer Art von Raumdichte bestehen. Aus der Sichtweise mit der Raumdichte, welche lokal nicht feststellbar ist ergeben sich von selbst die bekannten Prinzipien aus der ART.

Für die QFT braucht es noch etwas mehr. Das kommt im nächsten Kapitel. Diese Raumdichte müssen wir uns erst mal genauer anschauen.

Dichte der Raumdefinition DRD

In der SRT gibt es bereits die Längenkontraktion. Da die Herleitung in der SRT auf der Lichtgeschwindigkeit beruht ist das eigentlich eine äquivalente Beschreibung. Die Längenkontraktion der SRT lässt die Raumdimension in Bewegungsrichtung bei der Lichtgeschwindigkeit Null werden. Der Begriff der Längenkontraktion ist in der DP zu wenig. Es wird nicht einfach eine Länge gestaucht. Diese Stauchung ist auch gleichzeitig die Energieerhöhung. Längenkontraktion und Erhöhung des Impulses sind in der SRT getrennte Begriffe. Wir wollen es in einen Begriff zusammen führen.
Alle Objekte mit Energie oder Masse und damit alle Elementarteilchen sind eine Form von „Stauchung des Raums“. Hier könnte man einfach den Begriff der Raumdichte verwenden. Leider passt eine einfache Dichte für diese Beschreibung nicht. Grund ist das Relativitätsprinzip.
Wenn man bei einem Stoff die Dichte erhöht, bleiben wir beim Gummi, so ist das innerhalb wie auch außerhalb des Gebiets leicht zu erkennen. Bei der Raumzeit ist das nicht möglich. Wenn ein Raumschiff schnell fliegt, so kann es die Veränderungen wie Stauchung/Längenkontraktion/Energieerhöhung usw. für sich alleine nicht erkennen. Die Raumzeit ist die Definition für eine geometrische Betrachtung. Die Energie oder Masse ist eine geometrische Abbildung in der Raumzeit. Wenn sich aber die Definition ändert, so ändert sich für das Raumschiff einfach nichts. Lokal bleibt ein Meter ein Meter. Das Raumschiff kann nicht erkennen, dass seine Raumdefinition eine andere ist als die außerhalb des Raumschiffs. Was sich tatsächlich ändert ist die „Dichte der Raumdefinition“. Durch den Begriff der „Definition“ wird ausgedrückt, dass man lokal keine Möglichkeit hat eine geänderte Dichte zu erkennen. Da dies immer noch länglich ist wird die Abkürzung DRD eingeführt. Wenn in der DP ein Masse-Energie Äquivalent bezeichnet werden soll, wird nun der Begriff DRD verwendet. Die Umwandlung von Masse in Energie und umgekehrt ist in der DP mit der DRD eine zwingende Konsequenz. Es ist alles eine nieder-dimensionale eingebettete Raumzeit. Eine echte Raumkrümmung wie in der ART ist eine negative DRD, dies ist die Gravitation.
Die Erweiterung des Relativitätsprinzips ist durch die Änderung der Raumdefinition bereits erkennbar. Wir klären dies aber nachdem die Zeit mit einbezogen ist. Dann können alle Gegebenheiten auf einmal berücksichtigt werden.

DRD und Gravitation

Für eine klare Beschreibung starten wir mit der ersten Formel. Die Feldgleichungen von Einstein. Keine Angst ich benutze die kompakteste Beschreibung die möglich ist und erkläre diese kurz:

• G_{\mu\nu} ist der Einstein-Tensor. Ein Tensor ist ein mathematisches Gebilde(Matrix) mit mehreren Unterobjekten. Die kleinen Buchstaben \[Mu] und \[Nu] unten sind die Zähler (Index) für diese Unterobjekte. Die Anzahl hängt von der verwendeten Raumzeit ab. In unserem Universum haben wir eine 4D-Raumzeit. Daher gibt es 4×4 Unterobjekte. Diese Unterobjekte sind Funktionen der Raumzeit. Der Einstein-Tensor beschreibt die Raumkrümmung.
• T_{\mu\nu} ist der Energie-Impuls-Tensor. Das ist im Prinzip die Speisekarte eines SL. Alles was das Ding fressen kann ist in diesen Tensor enthalten. Damit alle Formen von DRD. Dieser hat auch 4×4 Unterobjekte als Funktionen.
• k ist eine Proportionalitätskonstante. Ein fester Umrechnungsfaktor zwischen den Tensoren. k ist winzig ca. 10^-43, also super winzig. Man braucht eine verdammt große Menge an DRD um die Raumzeit ein klein wenig zu krümmen.

Dieses Gleichungssystem ist mathematisch extrem schwer zu lösen. Zum Glück brauchen wir das hier nicht. Wir schreiben diese Formel einfach etwas um. Das ist kein Hexenwerk. Jede beliebige Gleichung kann in dieser Form geschrieben werden.
G_{\mu\nu}\space -\space k * T_{\mu\nu} = 0
In dieser Schreibweise kann man besser sehen, dass sich die Raumkrümmung (Gravitation) und die DRD (Energie/Masse) gegenseitig aufheben müssen. Es macht Sinn das beide Tensoren eine gegensätzliche geometrische Abbildung in der Raumzeit sind. Dies ist ein Ergebnis der Überlegungen und nicht der Startpunkt für das Konzept. Es gibt einige Theorien die diese Überlegung als Ausgangspunkt haben. Nach meinem Wissen ist aber keine dabei die tatsächlich Relevanz hat. Es fehlt der logische Unterbau mit den quantisierten Multiversum, der dimensionalen Grenze und der realen Längenkontraktion als DRD.

Was man gut erkennen kann ist, dass ein frei fallender Beobachter in einem Gravitationsfeld das ideale Inertialsystem abgibt. Die DRD des Impuls und die Raumdehnung aus der Raumkrümmung heben sich auf. Ein von Kräften vollkommen freies System. Da die Gravitation die komplette DRD aufheben will und nicht nur den Impuls, wird diese immer stärker. Laut der klassischen Sichtweise wird die Raumkrümmung unendlich, wenn es keine andere Gegenkraft gibt. Dies soll in einem SL bei einem Radius von Null geschehen. In der DP ist aber eine Länge von Null gar nicht zulässig, sonst ist man nicht mehr in der Raumzeit. Der Energie-Impuls-Tensor hat keine unendliche Menge an DRD. Es gibt keinen Grund, das die Raumkrümmung unendlich wird. Sie hebt nur die vorhandene DRD auf. Das muss die Gravitation für jedes Stücken DRD machen. Daher wächst ein SL proportional zur DRD. Ein Objekt, dass eine „unendliche Größe“ hat kann nicht mehr wachsen.

Zeit als Abstand zur dimensionalen Grenze Lichtgeschwindigkeit

Die Zeit ist eine Angabe wie weit man von der dimensionalen Grenze weg ist. Durch die DRD ergibt sich die Konstanz der Eigenzeit. Für ein besseres Verständnis entwickeln wir das Ganze gleich an einem gut bekannten Beispiel, dem Zwillingsparadoxon.

Zeit zur nieder-dimensionalen Grenze

Die Zeit ist über die Raumzeit Teil der DRD. Wir starten wieder bei den Grenze des Universums . So wie sich die DRD in Richtung Grenze erhöht und damit eine Länge kontrahiert, so wird auch die Zeit immer langsamer gehen, die Zeitdilatation. Laut der SRT passiert die Kontraktion und die Dilatation nur für einen externen Beobachter. Lokal darf gar nichts passieren.
In der DP verändert sich die DRD tatsächlich! Da die DRD die Definition der Raumzeit verändert, sind alle geometrischen Veränderung lokal nicht erkennbar. Die DRD ist eine geometrische Abbildung in der Raumzeit. Ein Meter bleibt ein Meter. Da sich lokal an der Geometrie nichts ändert, kann sich auch an der Zeit nichts ändern. Wir leben in einer Raumzeit. Keine lokale Änderung in der Raumgeometrie bedeutet auch keine lokale Änderung der Zeit. Daher kommt man aus der lokalen Sicht der Grenze des Universums keinen Schritt näher. Egal wie nahe man an die Lichtgeschwindigkeit kommt, lokal ist unter keinen Umständen eine Änderung feststellbar. Es ergibt sich die Konstanz der Eigenzeit. Längenkontraktion, Zeitdilatation und Massenzunahme aus der SRT sind auch in der DP nur mit einer zusätzlichen externen Sicht erkennbar.
Die Verbindung von Raum und Zeit zu einer Raumzeit ist in der DP nicht einfach nur auf Grund eines Relativitätsprinzip vorhanden. Die Logik ist umgedreht. Durch die DRD, insbesondere wegen der veränderten Definition, ergibt sich ein erweitertes Relativitätsprinzip. Jedes Elementarteilchen hat lokal von seinem Bewegungszustand keine Kenntnis. Nur über eine Wechselwirkung (die externe Sicht) kann eine Zustandsänderung erkannt werden.
Durch die dimensionale Grenzen des Universums, hat die Zeit für jeden einzelnen Raumpunkt eine klare Definition. Vollkommen unabhängig davon, wie die Umgebung des Raumpunktes ist. Daraus folgt, dass eine Veränderung des Raumes im Universum, wie zum Beispiel die Expansion unseres Universums, auf die Zeit keinen Einfluss hat. Nur weil das Universum expandierte ändert sich nicht die dimensionale Grenze.

Auf Grund der obigen Logik, wird in der DP die Zeit als Abstandsmaß zur dimensionalen Grenze interpretiert. Damit ist Zeit gleichzeitig auch eine Maßeinheit für den Betrag einer vektorielle DRD. Die Richtung eines Impulses spielt für die Zeit keine Rolle. Der Abstand zur dimensionalen Grenze kennt keine Raumrichtung und ist daher ein Skalar. Die DRD für den Impuls entspricht selbst einen Vektor (Bedeutet, dass die Dichte nur in dieser Richtung festgestellt werden kann) daher hat die Zeitdilatation eine Richtung, die dem Impuls entspricht. Der Zeit selbst ist eine Richtung egal. Eine Grenze zum nieder-dimensionalen hat keine Raumrichtung. Damit gibt es keine „negative“ Zeit (die Zeit läuft nicht rückwärts), wenn die DRD abnimmt. Die Zeit ist einfach nur mehr oder weniger, wie der Raum. Aus dieser Überlegung heraus kann es in der DP keine Zeitreisen geben. Der Zeitpfeil ist immer zur nieder-dimensionalen Grenze hin gerichtet. Diese Richtung ist für jeden Raumzeitpunkt im Universum identisch. Für ein Objekt das keinen Impuls oder vektorielle DRD hat vergeht keine Zeit. Wie wir später bei der Unbestimmtheit sehen werden, gibt es so ein Objekt nicht.

Zwillingsparadoxon

Bekannte Ausgangssituation. Zwei gleichaltrige Personen (deswegen Zwillinge) sind auf der Erde. Zwilling A bleibt auf der Erde. Zwilling B steigt in ein Raumschiff und fliegt mir relativistischer Geschwindigkeit zu einem anderen Sonnensystem. Bleibt dort kurz und kommt mit der gleiche Geschwindigkeit wieder zurück. Laut SRT ist der Zwilling aus dem Raumschiff jünger geblieben, obwohl beide auf Grund des Relativitätsprinzips von sich behaupten können, ich war in Ruhe und der andere hat sich entfernt. Zur Lösung wird in der SRT eine Minkowski-Diagramm gezeichnet. Wir werden das einfacher klären können.

Der einfache Fall aus der Sicht der Erde. Von der Erde aus, wird das Raumschiff beschleunigt und fliegt davon. Nach einer gewissen Zeit stoppt das Raumschiff und kehrt wieder mit relativistischer Geschwindigkeit zurück. Entscheidend ist die hohe Reisegeschwindigkeit über den Zeitraum. Die Beschleunigung wird nur benötigt, damit sich die DRD überhaupt ändert. Der Rückflug ist nur deshalb notwendig, damit ein Vergleich des Alters gemacht werden kann. Für die eigentliche Logik spielt dies keine Rolle. Der Zwilling aus dem Raumschiff war in der höheren DRD, damit ist dieser jünger und der Zwilling auf der Erde älter. Gleiches Ergebnis wie in der SRT und sehr einfach nachvollziehbar.

Der schwierige Fall aus der Sicht des Raumschiffs. Vom Raumschiff aus kann man behaupten, die Erde fliegt weg und fliegt nach der Kehrtwende wieder auf eine zu, also muss doch die DRD der Erde höher sein. Da die Erde und alle Sterne im Verhältnis die gleichen Länge behalten muss sich das gesamte Universum in Bewegung versetzt haben. Dann müsste sich das gesamte Universum auf B zubewegen. Für das Raumschiff sieht das so aus. Das Universum hat dem Raumschiff diesen Gefallen aber nicht getan.
Die Auflösung ist einfach. Die veränderte DRD ist lokal nicht erkennbar. Ein Meter ist ein Meter und eine Sekunde ist eine Sekunde. In einer Sekunde macht das Raumschiff z. B. 200.000 km. Im Raumschiff ist der Meter aber kürzer und die Sekunde länger. Die Gesamtstrecke ist gleich geblieben. Daher muss aus der Sicht des Raumschiffes sich die DRD des Universums erhöhen oder anders gesagt, die Strecke muss sich für B verkleinert haben. Sonst schafft er die Strecke in seiner lokalen Zeit nicht. Für den Beobachter von außen muss die Sekunde im Raumschiff länger geworden sein, denn sonst schafft das Raumschiff mit seinen kürzen Meter die Strecke in der Zeit nicht. Daher kann es die Strecke in einer Sekunde jeweils aus der lokalen Sicht zurücklegen. Beide haben aus Ihrer DRD heraus recht für ihre Sichtweisen. Laut der DP ist klar wo die DRD erhöht ist und die Zeit langsamer vergeht. Wenn B in die DRD von A zurückkehrt, kann die Differenz festgestellt werden. B war in der höheren DRD. Es ist nur eine vollkommen gleichberechtigte Sichtweise. Die Erhöhung der DRD ist aber eindeutig und nicht nur eine Sichtweise. Damit gibt es kein Paradoxon.

Zeit zur höher – dimensionalen Grenze Gravitation

Wie sieht das mit der Zeit in Richtung der höher-dimensionale Grenze aus? Die höher-dimensionale-Grenze ist über die Gravitation erreichbar. Schauen wir uns eine DRD in einem Gravitationsfeld an. Die Gravitation will der DRD entgegenwirken und muss in Summe eine Null ergeben. Daraus folgt, dass wir die Raumkrümmung als eine negative DRD ansehen können. Wir setzen die Raumkrümmung als negative und Masse/Energie als positive DRD fest. Das passt besser zum klassischen negativen Gravitationspotenzial.
Da auch die Gravitation eine DRD ist sollte es uns nicht wundern, dass wir lokal eine Gravitation nicht feststellen können und das Relativitätsprinzip wieder greift. Wir brauchen schon einen externe Rückmeldung, wie zum Beispiel den Erdboden, um diese erkennen zu können.
Bei der Gravitation stellt die negative DRD in der Ausbreitung im Raum global eine Erhöhung der Raumdichte dar. In einem Gravitationsfeld steckt mehr Raum drin als dort, von außen betrachtet, eigentlich rein passen darf. Damit ist diese lokale negative DRD mit einer globalen positiven DRD behaftet. Folglich beinhaltet eine Gravitationsfeld Energie und die Feldgleichungen können nicht linear sein.
Wenn man einem Impuls oder eine Beschleunigung reduzieren will, so braucht man einem entgegenwirkenden Impuls oder Beschleunigung. Daher stellt sich das Gravitationsfeld als eine Beschleunigung da. Damit wird ein Objekt im Gravitationsfeld in Richtung nieder-dimensionale Grenze bewegt. Obwohl wir eine Raumdehnung haben erhalten wir wieder eine Zeitdilatation. Da die Gravitation eine negative DRD ist sollte auch der Energieverlust klar sein, wenn man einem Gravitationsfeld entkommen will. Die positive DRD muss um den Teil kleiner werden, dem man der negativen DRD wieder abnehmen muss.
Die Zeit ist nur mit der nieder-dimensionalen Grenze verbunden.

Schauen wir uns zum Schluss noch das Verhalten am EH eines SL an. Da wir lokal in einer DRD eine Änderung nicht feststellen können, kommt man (wenn man klein genug oder das SL groß genug ist) ohne irgendetwas zu merken über den EH hinweg. Wie immer, lokal ändert sich nichts. Insbesondere auch nicht die Metrik. Wenn man aber global auf ein SL schaut, dann ergibt sich eine Anpassung der Metrik. Für die Zeit hat man lokal noch die alte nieder-dimensionale Grenze. Die bleibt hinter dem EH erhalten. Da man den EH aber überschritten hat, kommt mit dem EH selbst eine neue Grenze dazu. Der EH definiert sich gerade durch die Lichtgeschwindigkeit. Damit hat man aus einer globalen Sicht für die Zeit nun 2 mögliche Grenzen. Bei der radialen Komponente kann man sich mit der Lichtgeschwindigkeit zum EH bewegen, man bewegt sich trotzdem zur Singularität hin. Die radiale Komponente verliert innerhalb des SL in Richtung EH eine Bewegungsrichtung. Damit muss sich die Signatur der Metrik von (-1; 1; 1; 1) zu (1; -1; 1; 1) verändern. Die Annahme, dass sich innerhalb eines EHs die Zeitkomponente in eine Raumkomponente umwandelt und umgekehrt ist nicht Richtig. Die Komponenten bleiben was diese sind. Die Signatur ändert sich, weil die Grenzen zur Dimension sich verändern.

Zusammenfassung

Wir haben eine allgemeine Beschreibung von jeder beliebigen Form von Masse und Energie als DRD neu definiert. Die negative DRD ist die Gravitation mit einer geometrischen Abbildung als Raumkrümmung/Raumdehnung. Die positive DRD ist die Energie und Masse mit einer geometrischen Abbildung als Raumstauchung.
Damit kann sich Energie und Materie beliebig umwandeln. Es ist alles das Gleiche. Die DRD der Masse ist eine skalare DRD und hat keine bevorzugte Richtung. Der Impuls ist eine vektorielle DRD und kann nur in Richtung Impuls festgestellt werden. Da in der DRD gleich noch die „Raumdefinition“ enthalten ist, ergibt sich das Relativitätsprinzip. Alle Objekte der Realität sind eine geometrische Abbildung in der Raumzeit. In der DRD kann diese Veränderung nicht erkannt werden. Damit ist das Relativitätsprinzip in der DP nicht zwingend an eine maximale Lichtgeschwindigkeit gebunden. Diese ergibt sich, da eine Raumdimension maximal nur Null werden kann. Das Relativitätsprinzip und die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ergibt sich allein durch die DRD. Die Raumzeit ist in der SRT und der ART von der Bühne zum Akteur erweitert worden. In der DP ist die Raumzeit die Bühne und der einzige Akteur.

Der Verlauf der Zeit wird als Betrag des Abstandsmaß zur nieder-dimensionalen Grenze angesehen. Daher ergibt sich immer nur eine Zeitrichtung. Nur innerhalb eines SLs bekommt man durch den EH eine zweite Grenze mit dazu. Die Zeit verläuft aber immer noch in Richtung Zukunft, da sich die erste Grenze nicht verändert hat.

Die DRD wird ab jetzt als die zentrale Beschreibung aller Objekte benutzt. Insbesondere für den Aufbau der QFT ist es wichtig, dass die DRD eine Dichte aus einer eingebettete Welle ist, welche sich mit unterschiedlichen Raumzeiten verbinden kann.
Kleiner Vorgriff. Versuchen Sie doch mal eine Dichte über eine Welle eindeutig zu bestimmen. Es gibt den gleichen Rauminhalt mit mehr Amplitude und wenige Wellen oder mit weniger Amplitude und vielen Wellen. Die Dichte bleibt gleich. Alle realen Objekte haben keine eindeutige geometrische Darstellung sondern nur eine Anzahl an möglichen Darstellungen. Da kommt die Unbestimmtheit und Wahrscheinlichkeit durch. Diese liegt nicht nur in einer Messung, sondern in der Existenz als DRD für jedes Objekt. Wenn man die Anzahl der Amplituden feststellen will, so kann man diese bis zu einer bestimmten kleinen Abmessung machen, dann hat man von der Welle nur noch einen Teil übrig. Dann könnte man ein einzelnes gebundenes 2D-Universum feststelle. Das ist nicht möglich. Daher ergibt sich die Planck-Länge. Die DRD ist für die QFT die Verbindung zu den meisten Erscheinungen aus der QFT. Es gibt aber noch 2 Merkmale, welche nicht direkt an der DRD hängen. Das sind die letzten grundsätzlichen Aussagen im nächsten Kapitel, bevor wir dann die DP auf die einzelnen Teilgebiete wie Unbestimmtheit, Bindungsenergie usw. loslassen.