DPG-Herbsttagung 2019 / Universität Freiburg 23.-27. Sept. 2019, nur englischsprachig
1st DPG Fall Meeting - sektionsübergreifend zu einem besonders aktuellen Forschungsthema:
Quantum Science and Information Technologies
Postersitzung FM 65.1 Mi 25.09.2019, 16:30-18:30 im Zelt
erster der Reihe FM 65, nebenan Posterstand FM 65.2 der DLR - Gemeinsamkeit s. unten
DLR = Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt/German Aerospace Center


Quantum Physics and Cosmology

The secured findings

-  The english text look here -
   with the picture of the poster session
   and the commentary "My scientific motives"

Preparation of the text in german / Textentwurf in Deutsch

Quantenphysik und Kosmologie

Die gesicherten Befunde

Abstract

"Gerade in Zeiten, in denen die Physik nicht einmal fünf Prozent des Universums zu beschreiben scheint, während der Rest im Dunklen liegt, kann es lohnen, die Grundlagen einer Wissenschaft auf den Prüfstand zu stellen und zu revidieren." (Meinard Kuhlmann, Juni 2016 im "Physik Journal") Bevor man damit beginnt, halte ich es für wichtig sich klar zu machen, was abseits aller Ideologie und Hypothesen es an gesicherten Befunden zur Kosmologie heute bereits gibt. Wie ich zeigen kann, dürften diese Befunde und ihre Konsequenzen ausreichend sein, um mit Hilfe der Quantenphysik, deren Potential nutzend, ein kosmologisches Weltbild von großer Einfachheit, Klarheit und Schönheit zu entwerfen. Auf diesem Weg wird durch die Quantenphysik die Einheit der Physik wieder hergestellt und der Stillstand in der Theoretischen Physik überwunden, den der amerikanische Physiker Richard Feynman "die Melancholie des 20. Jahrhunderts" nannte.

Nachbemerkungen
Nachbemerkungen zum Verschränkungsbegriff und zum Weltbild der Physik finden Sie hier,
zuvor noch Nachbemerkungen zur Gemeinsamkeit benachbarter Posterstände.
Schließlich sage ich noch, was meine wissenschaftlichen Motive sind.

Text für Poster  (passend für 2 DIN-A4-Seiten im Querformat)

I. Quantenphysik und Gravitation

Ich versuche anhand gesicherter Befunde zu zeigen, wie die Einheit der Physik aussehen könnte. Hier zuerst eine Zusammenfassung dessen, was wir von der Gravitation aus Erfahrung definitiv wissen und soliderweise sagen können:

  1. Die Gravitation (Schwere) existiert;
  2. Gravitation ist nicht abschirmbar, was bereits ein wichtiger Hinweis auf ihre Vorrangigkeit und Eigenart ist;
  3. von einem Teilchen, einem Körper ausgehend, verteilt sie sich als Gravitationfeld gleichmäßig im Raum;
  4. jedes Objekt besitzt Gravitation und jedes unterliegt ihr;
  5. beim Fallen im Gravitationfeld kommt es nur auf dessen örtliche Stärke und resultierende Richtung an, nicht jedoch auf die Eigenschaften des Fallenden;
  6. das Verhältnis der physikalischen Menge eines Objekts (Masse genannt) und der Stärke seiner ihm zugehörenden Gravitation ist konstant (Gravitationskonstante).
  7. Trägheit und Gravitation sind komplementäre Aspekte jeder Materie.
  8. auch für diesen Punkt folgt die Begründung sogleich:
    was wir im Zeitalter der Quantenphysik nämlich ebenfalls noch wissen können: auch die Gravitation ist ein Verschränkungsphänomen, verursacht vom Big Bang des von uns bewohnten Kosmos, weshalb sich alle seine Teile als eines verhalten und sie zueinander hinstreben lässt, wie die Beobachtung es uns lehrt;
  9. als Verschränkungsphänomen ist sie ohne Zeitfaktor;
  10. das Gravitationfeld ist so von Anfang an am Ort seines Wirkens, muss weder erst durch den Raum eilen, noch ihn zuvor "krümmen" oder ähnliche Fernwirkungen;
  11. denke ich, dass die Reichweite des Gravitationfeldes eines Objekts durch das Plancksche Wirkungsquantum begrenzt ist, d.h. ein Feld kann sich nicht beliebig verdünnen.
Dieser Umstand trägt zu der zunehmend beschleunigten Ausdehnung des Kosmos bei, erkennbar an der immer schnelleren "Flucht" seiner Quasare und Galaxien, die bereits durch die Ausdünnung des Gravitationfeldes im intergalaktischen Raum unvermeidlich ist.

Es gibt also nicht nur kein Problem zwischen der Gravitation und den Teilchen, ganz im Gegenteil:
Erst die Quantenphysik macht uns die Gravitation und den Kosmos verständlich.

Und das ist m.E. alles, was wir im Sinne des moderaten Positivismus der Quantenphysik, der sich auf experimentell gefestigte Befunde stützt, von der Gravitation definitiv wissen und soliderweise sagen können und das ist auch alles, was wir zu wissen brauchen, was aber auch verstanden sein will. Alle darüber hinaus gehende Sachannahmen zur "Erklärung" der Gravitation sind freie und wie ich denke entbehrliche Erfindungen, da sie sie Natur der Gravitationskraft als ein Phänomen der Verschränkung verfehlen.

II. Quantenphysik und Kosmologie

Ebenso wie sich die Quantenphysik auf experimentell gesicherte Befunde stützt, so sollte sich auch die Kosmologie auf unbestreitbare Befunde und deren Konsequenzen stützen. (kosmische Fliehkraft = die vom Big Bang verursachte Fliehkraft)

Diese sind:

  1. Gravitation und kosmische Fliehkraft existieren.
  2. Es gilt das Gesetz von der Erhaltung der Energie. (Erhalt bedarf keiner Begründung, nur die Änderung eines Zustandes bedarf einer Ursache.)
  3. Der Kosmos expandiert - bei Zusammenhalt seiner Untereinheiten.
  4. Er expandiert notwendig immer schneller, weil sich mit seiner Ausdehnung die Gravitation im intergalaktischen Raum verdünnt, wodurch sich die kosmische Fliehkraft immer mehr durchsetzt.
  5. Ursache der kosmischen Megaexplosion (Big Bang) muss eine zusammenströmende Materie oder Antimaterie oder deren Zusammenstoß gewesen sein, die bei genügender Dichte explodierte und alle Formatierungen löschte, bei Erhalt der Energie.
  6. Wenn es also außerhalb und vor unserem Kosmos notwendig etwas gegeben haben muss, damit er entstehen konnte, dann ist spätestens an dieser Stelle die Unterscheidung zwischen Kosmos und Universum geboten, um verständlich argumentieren zu können.
  7. Das Universum ist ohne Grenzen in Raum und Zeit - was sollte ihm Grenzen setzen? Daher kann es auch nur ein Universum geben. In ihm könnten unzählige Kosmen oder andere Erscheinungen existieren.
  8. Die Unterscheidung von Universum als dem Unbegrenzten und dem Kosmos als ein Ereignis in ihm beantwortet die Frage nach seiner Herkunft und Zukunft gleichermaßen.
  9. Die Megaexplosion ist sowohl die Ursache der kosmischen Fliehkraft, als auch deren Widerpart, der Gravitation. Im Moment der Megaexplosion wurde alle betroffene Materie durch Verschränkung Eines, weshalb sie sich ständig wieder vereinen will, woran sie jedoch von den Fliehkräften gehindert wird.
  10. So wie Erde und Mond in ihrem Bahnverhalten eine Einheit bilden, sind sich verschränkte Teile und Körper subatomar nicht fern, weshalb auch die Gravitation instantan wirkt.
  11. Es ist nur menschliche Angewohnheit, getrennt Gesehenes auch getrennt verstehen zu wollen. Auch hier hilft das Bedenken der Beobachterrolle, ist der einzelne Gegenstand als Einzelner doch nur ein Konstrukt unseres Denkens.
  12. Bei Beachtung der gesicherten Befunde zur Kosmologie und bei richtigem Sprachgebrauch ergibt sich der Rest von selbst. Die Suche nach dunkler Energie und Materie erübrigt sich.

Ergebnis: Die Kosmen kommen und gehen, doch die Energie, das Universum bleibt!

III. Die Einheit der Physik   - sollte allen Physikern das wichtigste Anliegen sein -

So wie Newton um 1680 die Gemeinsamkeit zwischen dem Fallen eines Apfels und dem Kreisen der Planeten sah, Faraday um 1830 durch Entdeckung des Elektromagnetismus Elektrizität und Magnetismus zusammenführte, so wird es Zeit, Gravitation und Verschränkung in Einem zu sehen und dadurch der Physik eine neue Richtung zu geben, in der für den Kosmos und die Quanten die gleichen Gesetze gelten. Auf diesem Weg wird durch die Quantenphysik die Einheit der Physik wieder hergestellt und der Stillstand in der Theoretischen Physik überwunden, den der amerikanische Physiker Richard Feynman "die Melancholie des 20. Jahrhunderts" nannte. Ich hoffe, es ist mir gelungen, ohne jede willkürliche Annahme, Ihnen in Kürze ein kosmologisches Weltbild von großer Einfachheit, Klarheit und Schönheit zu vermitteln, das Ihnen das Gefühl gibt, den Aufgang einer ganz wunderbaren Physik und Kosmologie erlebt zu haben. Bleiben Sie dran!

Autor:
Helmut Hille, Heilbronn
FV DD, Mitglied der AG Phil

(FV DD = Fachverband Didaktik der Physik, AG Phil = Arbeitsgruppe Philosophie der Physik)
Der eingangs zitierte Meinard Kuhlmann ist seit Jahren Chairman der AG Phil.
Das Bild der Postersitzung finden Sie auf der Seite des englischen Textes, Link ganz oben.

Freiburg 2019
Nachbemerkungen zur Sitzung am 25.09.2019 in Freiburg

Gemeinsamkeit mit der DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt)
Andreas Spörl vom benachbarten Posterstand FM 65.2 der DLR vom Forschungszentrum Oberpfaffenhofen hat mir das Ergebnis der von ihm vertretenen Forschung anhand seines Posters erläutert, dass man festgestellt habe, dass "unten" bei den Quanten und "oben" beim Satellitenflug die Gesetze genau gleich seien, was sich mit meiner Überzeugung deckt, dass "für den Kosmos und die Quanten die gleichen Gesetze gelten", was eigentlich selbstverständlich ist, was den Anhängern der Relativitätstheorie jedoch gar nicht gefällt (s. unten). Theorie und Praxis waren zu dem gleichen Ergebnis gekommen! (Titel des Posters des DLR: "Quantum Technologies in Applications for Satellite Operations" = Quantentechnologien in Anwendung für den Satellitenbetrieb.) Die Nachbarschaft und Reihenfolge war also kein Zufall. Ich konnte ihn dazu noch darauf hinweisen, das bereits 2002/2003 (wie von mir in der Besucherstatistik der Institution von Forschung und Lehre auf WEGE DES DENKENS aufgelistet) NASA, DASA, ESA, DLR, später noch ein "Center via Russian Space Science" und "ERNO Raumfahrttechnik Bremen" teils mehrfach auf meinen Seiten waren (evtl. Anlass der Zugriffe dürfte sehr wahrscheinlich mein Aufsatz "Der Tunneleffekt und eine Weltraumfahrt, die diesen Namen verdient" auf WEGE DES DENKENS gewesen sein = die Datei (I/C4) mit Kurz- und Langtext, sowie dort meine Stellungnahme zu Überlichtgeschwindigkeiten in der Raumfahrt.

Zum Verschränkungsbegriff
Bisher habe ich die Gravitation als ein Verschränkungsphänomen bezeichnet und sie nicht einfach mit der bekannten Verschränkung von Teilchen gleichgesetzt. Gemeinsam jedoch ist beiden bekanntermaßen die große Reichweite und Zeitlosigkeit bei Fehlen eines Mediums. Auf der Tagung wurde ich während der Postersitzung von einem besorgten Einsteinanhänger darauf hingewiesen, dass die Verschränkung von Teilchen nicht durch die Gravitation erklärt werden kann, was auch nie meine Absicht war. Doch hatte ich diesen Punkt bisher wissentlich offen gelassen, was vielleicht ein Versäumnis war. Für meine Sicht der Gravitation hatte ich zur Unterscheidung von der Teilchenverschränkung den Begriff "Superverschränkung" vorgeschlagen - s. die Tagungsbeiträge (10/FV MP) und (11/FV AG). Man könnte nun die Teilchenverschränkung als eine Unterart der Superverschränkung ansehen, da diese ganz am Anfang des Kosmos stand. Vielleicht ist aber die Teilchenverschränkung mit ihren Effekten wie z.B. der Spinänderung auch nur eine weitere allgemeine Eigenschaft der Superverschränkung, die eben nur bei Teilchenexperimenten in Erscheinung tritt, so wie z.B. die Unschärfe und der Zufall. Eigenschaften können sich in Abhängigkeit von der Größenordnung zeigen in der man forscht, ohne dass die Dinge selbst verschieden sein müssen. Dies, um die Rolle des Beobachters wissend, sollte man immer bedenken, bevor man ein neues Schisma postuliert, denn der Kosmos ist eine Einheit, von der immer auszugehen ist, die wir zwangsläufig unter verschiedenen Aspekten untersuchen.
      Neben seiner Bemerkung, dass er ein neues Weltbild der Physik überflüssig findet (immerhin hatte er richtig bemerkt, dass es mir vor allem um ein solches geht), sagte er mir noch, dass die Allgemeine Relativitätstheorie durch Fakten bestens bestätigt wäre. Da ich mir vorgenommen hatte, auf das zu erwartende Thema nicht einzugehen, da es von meinem mir wichtigen Anliegen weg ins Uferlose führen würde, habe ich leider versäumt ihn darauf hinzuweisen, dass man, um Einstein nicht aufgeben zu müssen, wohl dann nicht krampfhaft weltweit nach dunkler Materie und dunkler Ernergie suchen würde, um sich die großen Differenzen zu seiner Theorie zu erklären (s. das Zitat am Anfang meines Abstracts) - eine Suche gemäß dem herrschenden, fast 100 Jahre alten geheimen Paradigma, dass nur zu Gunsten der Relativitätstheorie geforscht und veröffentlicht werden darf, weshalb sich das Denkmuster so hartnäckig hält und mit allen Mitteln verteidigt wird. Einstein aber in seiner Altersweisheit wusste: "daß wir von einer tiefen Einsicht in die elementaren Vorgänge viel weiter entfernt sind, als die meisten Zeitgenossen glauben." Und: "daß von meinem Luftschloß möglicherweise nichts bestehen bleibt." Wer ist jetzt näher an Einstein?
Quellennachweis der Zitate s. auf WEGE DES DENKENS Datei (I/B8a) "Einsteins Selbsteinschätzung"
Nachtrag: zur Teilchenverschränkung s. auf WEGE DES DENKENS die Datei (I(A12)

Kommentar: Meine wissenschaftlichen Motive
Ich denke: es kann ja nicht falsch sein, die Einheit der Physik ohne Hypothesen herzustellen, es kann ja nicht falsch sein, die Quantenphysik weiter zu denken und es kann ja nicht falsch sein, auf strickte Einhaltung des Energie-Erhaltungssatzes zu achten. In diesem Sinne unterscheidet sich mein Vorschlag grundsätzlich von der gegenwärtigen (rückwärtsgewandten) Physik, Unvereinbares doch noch vereinen zu wollen, um den Status quo zu erhalten. Und für die Kosmologie ist es wichtig, endlich Kosmos und Universum zu unterscheiden, weil dies die Vergangenheit und Zukunft unseres Kosmos klärt und den Glauben an die Entstehung der Welt aus dem Nichts erübrigt - s. auch den Tagungsbeitrag (11) zum Thema.
Heilbronn, den 22./29. November 2019
Helmut Hille

Dokument: http://www.helmut-hille-philosophie.de/freiburg2019.html