Albert Lothar Wiese, Sarajevo und Porec, 10/2010
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Einfache diskrete Objekte zur Erweiterung des Standardmodells (DOM)

war: Stoßverhalten in einem einfachen Gas harter Kugeln (HKG) aus dem eine Erweiterung von Standardmodell und ART zum Harte Kugeln Modell (HKM) folgen soll

Inhalt (Anfang)


1. Erweiterung der Standardphysik

1.1 Wichtige Phänomene und deren Ursache

1.2 Grenzen der Beschreibung 

1.3 Motivation für ein Modell mit einfachen diskreten Objekten

2. Standardphysik im Diskrete Objekte Modell 

2.1 Formale Ansätze zur Entwicklung des DOM´s 

Axiome 

Definitionen für Erklärungsansätze 

2.2 Elementare Bewegungsgleichungen ohne Potenzial 

Stoßtransformationen 

Differenzierbarkeit 

Bewegungsgleichungen 

Wahrscheinlichkeitsfelder 

Zufallsgeneratoren als Rechenhilfen

2.3 Stöße und Erhaltungssätze 

     Impuls- und Drehimpulserhaltung

     Energieerhaltung

2.4 Entstehung von Ansammlungen (Systembildung) 

Beschreibung  der Dynamik von diskreten Objekten

Spin durch Verwirbelung

Ladung und magnetisches Moment 

Grenzen der Auffüllung 

Zufällige Systembildung 

2.5 Quantenhaftigkeit im DOM 

Eigenschaft h in der Grundmenge 

Fluktuationen 

Stoßgleichgewicht 

Erhalt der Stoßwahrscheinlichkeit 

2.6 Relativität der Raumzeit 

Energie-Impuls-Tensor im HKG 

Konstante Signalgeschwindigkeit 

Eigenschaftsänderungen bewegter Systeme 

3. Ansätze für eine diskrete Erweiterung des Standardmodells

      3.1 Substrateigenschaften

      3.2 Feldzuordnungen

      3.3 Brücke zur Standardphysik

4. Mögliches Szenario für die Weltentwicklung im DOM und daraus folgende Theorien 

4.1 Homogenes Gas 

4.2 Evolutionsbeginn 

4.3 Allgemeine Drehung 

3.4 Kugelansammlung (Gravitation) 

4.5 Jetbildung 

4.6 Elementarteilchenbildung 

4.7 Bildung von Eichbosonen  (Photonen) 

4.8 Potenzialbildung von Kugelmengen (z.B. Elektromagnetismus) 

4.9 Ausblick auf möglicherweise im DOM erklärbare Phänomene 

Literatur 

Stichwortverzeichnis 

Abbildungsverzeichnis 

Grundgrößen im HKM

4. Mögliches Szenario für die Weltentwicklung im DOM und daraus folgende Theorien

Mit den beiden vorletzten Kapiteln, also der Quantenhaftigkeit und der Gültigkeit der Relativitätstheorie in einem Gas kleinster Objekte, welche möglicherweise stabile Elementarteilchen bilden können, ist nun zumindest ein Rahmen abgesteckt, in dem man vielleicht einmal zu einer Allumfassenden Theorie (Theory of Everything = TOE) kommen kann. Die angedeutete Möglichkeit zur Zuordnung zu den bewährten Beschreibungen der Standardphysik mit Hilfe von Zufallsgeneratoren (2.2) bildet eine Basis für viele mögliche Theorien im Rahmen des diskret erweiterten Standardmodells. Das mögliche Szenario für eine physikalisch beginnende Evolution, welches hier stichwortartig angegeben wird, erfordert vermutlich mit jeder durch steigende Nummern dargestellten Szene stark wachsenden Forschungsaufwand. Anfänglich in einem Gas harter Kugeln vermutete und vielleicht auch tatsächlich global vorkommende Symmetrien, zuerst also Isometrie und Homogenität, werden später gebrochen (spontane Symmetriebrechung). Mit den nur angedeuteten weiteren Szenen ab Szene 9 kommen neben chemischen, biologischen, medizinischen, technischen und philosophischen Forschungen auch vielfältige Entwicklungen zu einer immer größeren Vielfalt hinzu. Durch Suchmaschinen wie Google oder lexikalische Erfassungen wie in Wikipedia wird das dabei entstehende Wissen erfasst. Ohne Anspruch auf Beweisfähigkeit wird dabei, durch die Zunahme von Strukturen, ein dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik entgegen gesetzter Effekt von Entropieabnahme möglich.

4.1 Homogenes Gas


SZENE 1: Anfangs gleichmäßig verteilte, sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegende Kugeln stoßen ständig mit anderen zusammen. Bei den Stößen ändern sich Geschwindigkeiten und Richtungen.


Wir betrachten dazu ein HKG in sehr ferner Vergangenheit. Dichte und auch die Teilchengeschwindigkeiten seien beliebig. Stoßwahrscheinlichkeiten können bei Kenntnis lokaler Eigenschaften des HKG berechnet werden (Brendel-stoss.pdf). Querstöße kommen in diesem Gas mit größerer Häufigkeit vor, als frontale Stöße (nach B_stoss.pdf, 4.4 Abb. 8: durchschnittlich rund 72° Flugwinkel). Dabei sind nach einem seitlichen Stoß mit hoher Wahrscheinlichkeit größere Geschwindigkeitsunterschiede zu erwarten. Als Grenzwert vieler Stöße ergibt sich die Maxwell-Boltzmann-Verteilung für die Geschwindigkeitsbeträge. => Phänomene eines Gases harter Kugeln (Thermalisierung). Dabei wird immer noch die perfekte Symmetrie der vorkommenden Winkel angenommen. Das führt zur Gültigkeit des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik.

4.2 Evolutionsbeginn


SZENE 2: Einseitig bevorzugte Stöße erzeugen erste kleine Asymmetrie bei den Winkel­wahrscheinlichkeiten. Die langsameren Kugeln bleiben länger in Nähe des Stoßortes. Erste Asymmetrien treten in dem HKG auf.


Normalerweise gibt es in keinem Raumgebiet größere Ansammlungen von Kugeln mit kleiner Geschwindigkeit. Ist allerdings genügend Zeit vorhanden, wird die Wahrscheinlichkeit groß, dass irgendwo eine solche Ansammlung entsteht, so dass in diese zufällig von außen hinein geratene langsame Teilchen nicht mehr von denen der Ansammlung unterschieden werden. Diese bleiben dann in der Ansammlung und vergrößern diese, falls von außen weiterhin Stoßgleichgewicht herrscht. Hervorrufen kann das nur eine kleine Asymmetrie bei den durchschnittlich auftretenden Flugwinkeln bzw. den damit verbundenen Stoßachsenwinkeln. Das ist nur dann der Fall, wenn die innere Geschwindigkeit entsprechend der größeren Dichte abnimmt (Phänomen Dunkle Materie) und deshalb gegenüber dem Außenbereich die Stoßfrequenzraumwinkeldichte unterschiedlich wird, also eine kleine Asymmetrie bei den Winkeln auftritt. Anfangs dürften bei diesem Effekt die Kugelgröße und die Teilchenzahldichte kaum eine Rolle spielen. Bei einer fast vollständigen Füllung eines solchen Bereichs werden durch die Ausdehnung der diskreten Objekte die so störenden mathematischen Probleme (Divergenzen) vermieden. Dann beginnt die Bedeutung der freien Weglängen. Diese Materiesammlung widerspricht auf den ersten Blick dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik und ist deshalb Grundlage für dessen Ergänzung, welche Systembildung durch Asymmetrie bei den vorkommenden Winkeln ermöglicht und deshalb den Beginn der Evolution zu komplizierteren zusammengesetzten Systemen erzeugt. Es handelt sich aber um offene Systeme und bei diesen ist Entropieabnahme möglich.


Außen herrschen vorerst noch fast unveränderte Bedingungen. Weil aber mehr schnelle Kugeln aus dem betrachteten Gebiet kommen und diese irgendwann außerhalb wieder mit anderen Kugeln zusammenstoßen, erhöht sich die äußere Durchschnittsgeschwindigkeit langfristig bei gleichzeitiger Abnahme der Anzahldichte (Phänomene Dunkle Energie und Vakuumfluktuationen). Dunkle Materie wird in diesem Modell demnach von langsamen, im Bezug zur Umgebung vielleicht sogar fast ruhenden kleinsten Kugeln gebildet und dunkle Energie von den sehr schnellen und im Durchschnitt immer schneller werdenden kleinsten Kugeln der Umgebung, welche auch die kosmologische Konstante erzeugen. Dieses Substrat sich bewegender und zusammenstoßender kleinster Objekte ist nach diesem Modell fast unbemerkbar und muss auch das Medium für die Ausbreitung von Störungen und andererseits den Zusammenhalt von Systemen angesammelter kleinster Kugeln, also Elementarteilchen bilden. Dazu ist vermutlich aber noch eine allgemeine Verwirbelung durch weitere Symmetriebrüche in einer nächsten Szene erforderlich.


Quantitative Hinweise sollten sich in der zeitlichen Entwicklung des Hubble-Faktors und damit zusammenhängender Entdeckung immer fernerer Galaxien zeigen. Die Größenordnung gegenseitiger Anziehung von Sammelgebieten kann unterschiedlich von der in unserer Umgebung beobachteten Gravitation sein.


4.3 Allgemeine Drehung


SZENE 3: Gebiete mit Materiesammlung ziehen sich gegenseitig an. Dadurch kommt es zu Annäherungen und Zusammenstößen. Bei Vorbeiflügen und Zusammenstößen von Sammelgebieten erfolgen viele Einzelzusammenstöße. Eine Drehrichtung der Ansammlung ist danach bevorzugt, wenn einseitige Streifstöße häufig vorkommen (Stoßachsenwinkel -/2 bis /2). Nun gibt es noch mehr seitliche Treffer, wodurch die einen beteiligten Stoßpartner noch langsamer werden. Es bilden sich Ströme in Drehrichtung.


Die Sammelgebiete könnten im Universum ungefähr gleichmäßig verteilt sein, so dass es wegen gegenseitiger Anziehung zu zufälligen Zusammenstößen solcher Gebiete kommt. Bei Zusammenstößen oder Vorbeiflügen von Sammelgebieten finden viele Einzelstöße statt und es wird Impuls auf das jeweils andere Sammelgebiet übertragen, der Drehimpulse erzeugen kann. Die Vereinigung von Sammelgebieten kann zur Galaxienbildung führen.

Ist nun zufällig eine Ordnung in der Art vorhanden, dass von innen nach außen die Geschwindigkeit der Kugeln zunimmt, kann durch die von außen erfolgenden Stöße ein Effekt entstehen, bei dem die Querstöße durch sehr viel schnellere Umgebungskugeln eine Richtungsänderung der Kugeln der Ansammlung verursachen, die eine Drehung der Ansammlung bedeuten. Dadurch gibt es am Ansammlungsrand sich in Drehrichtung bewegende Kugelscharen. Der Dreheffekt überträgt sich in die Umgebung durch die das Sammelgebiet verlassenden schnelleren Geschwindigkeitsvektoren, es entsteht eine allgemeine Verwirbelung der Vakuumfluktuationen. Ein mitdrehender Zeiger kann das veranschaulichen (Phänomen Nichtlokalität bzw. Verschränkung von Zuständen in einigen Experimenten). Ein quantitativ messbarer Effekt dieses Vorgangs kann mit der kleinen Asymmetrie der vorkommenden Winkel aus SZENE 2 verbunden sein und zur allgemeinen Materiesammlung führen.



4.4 Kugelansammlung (Gravitation)



SZENE 4: Eine Ansammlung leert ihre Umgebung, absorbiert demnach aus dieser Kugeln. Weil dieser Effekt zwischen mehreren Ansammlungen messbar ist, ergibt er eine Bestimmungsgröße für die Asymmetrie der durchschnittlich auftretenden Winkel und Geschwindigkeiten.


Im Sammelgebiet finden wegen höherer Dichte noch häufiger Querstöße statt. Je nach Abstand der Kugeln voneinander und dazu in Relation stehender Zahl der während der freien Bewegung von außen in das Sammelgebiet eintretenden Kugeln, kommen mehr oder weniger Stöße auf schnelle oder langsamere Kugeln vor. Diese Phase umfasst alle bekannten Wechselwirkungen, wie sie durch eine „große Vereinigung" bzw. eine Allumfassende Theorie (vgl. auch Hierarchieproblem) beschrieben werden sollen. Wesentlich ist das Stoßgleichgewicht zwischen Umgebungen mit unterschiedlichen Eigenschaften, das zu deren (annähernder) Stabilität führt (Phänomen Materiezusammenhalt vor allem der Teilchen mit starker WW, die aber nicht einzeln in der gesamten Ansammlung erkennbar sind). Das gesamte Sammelgebiet könnte in einem riesigen Gebiet des Universums allein vorkommen und so Vorstufe des Urknalls (Big Bang) sein oder als schwarzes Loch Vorstufe eines Gebietes zur Bildung von Kugelsternhaufen und erstes beobachtbares Anzeichen dafür könnte die Bildung von Quasaren sein. Eine Unterscheidung zwischen solchen Modellen kann aufgrund von Beobachtungen möglich werden.


Wirr durcheinander fliegende Kugeln führen nicht zu geordneten Stößen und daher ist kein längerer Zusammenhalt zu erwarten. Genauer untersucht werden muss aber die Stoßwechselwirkung aus dem umliegenden Normalraum auf eine Schar von in Formation fliegenden Kugeln höherer Dichte. Weil große Ansammlungen angenommen werden, wird eine kleine Grenzfläche mit unterschiedlichen Eigenschaften auf beiden Seiten betrachtet, bei der aus Stabilitätsgründen durchschnittliches Stoßgleichgewicht herrscht. Äußere häufige Querstöße erzeugen hohe Geschwindigkeitsunterschiede. Langsame Kugeln bleiben etwas zurück und so wandert die Abnahme der Geschwindigkeit zum Ansammlungszentrum, weil in tieferen Schichten die langsamen auf noch langsamere treffen, für welche sie die schnelleren sind. Das kann unabhängig von möglicherweise in der Ansammlung existierenden Wirbeln (die noch keine Elementarteilchen sein müssen) erfolgen.

In den Kugelscharen kann es neben der langsamen Durchschnittsgeschwindigkeit (in möglicher Drehrichtung der Ansammlung) eine zufällige schnelle (Zitter-) Bewegung der Impulsübertragung von außen geben. Prinzipiell fliegen die Kugeln bis zu einem Zusammenstoß gerade aus. Bis zum Systemrand, d.h. der Oberfläche des Sammelgebiets, das wegen der isotropisch aus dem gesamten Raum erwarteten, außen auftreffenden Kugeln ebenfalls Kugelform haben sollte, erfolgt fast sicher einer der häufigen Querzusammenstöße. Deshalb ergibt sich vermutlich die schon in SZENE 3 beschriebene Drehung der kugelförmigen Ansammlung. Eine aus dem Außenraum mit hoher Geschwindigkeit, bevorzugt seitlich, auftreffende Kugel bleibt selbst ungefähr im Gebiet des Auftreffens, der Impuls durcheilt aber das Sammelgebiet und kann dabei immer wieder häufig seitlich auf andere Kugeln treffen. Weil diese zur Ansammlung gehören und deshalb Bestandteil von Schwärmen sind, ist deren Geschwindigkeit jeweils annähernd gleich um den in der jeweiligen Schicht vorherrschenden Mittelwert verteilt und langsam, entsprechend der durchschnittlichen Drehung des gesamten Sammelgebiets (bis auf die erwähnten möglichen zusätzlichen kleinen thermischen Schwankungen). In manchen Schichten können Bedingungen zur Erzeugung neuer Wirbel herrschen.


Bei kleiner innerer Durchschnittsgeschwindigkeit können möglicherweise keine individuellen Systeme (Elementarteilchen) vorkommen, außen (vgl. Szene 3.5) könnten aber wegen der leereren Umgebung solche sich drehende kleine Ansammlungen (mit Spin) das betrachtete Gebiet verlassen. Die abprallenden zweiten Stoßpartner an der Oberfläche des Sammelgebietes könnten ebenfalls eigenständige Wirbel bilden, die beispielsweise als elektromagnetische Felder interpretiert werden können. Die gesamte Ansammlung würde so zu einer Elementarteilchenquelle und vielleicht Kugelsternhaufen entstehen lassen.


Dieser Sammeleffekt könnte nun unendlich lange weiter gehen, wobei lediglich das Gebiet immer weiter wächst. Aus sehr weiten Entfernungen kommen immer neue kleine diskrete Objekte (harte Kugeln) hinzu, von denen aber nur der Anteil mit kleinerem Geschwindigkeitsbetrag gut ins Sammelgebiet passt, auch wenn die Umgebung immer dünner wird, mit größer werdenden Geschwindigkeiten. Dabei gibt es aber eine Beschränkung. Die Zahl der Stöße in der Umgebung nimmt immer mehr ab, weil die freien Weglängen im dünnen Medium größer werden. So kommen nur noch Teilchen von sehr weit in das Sammelgebiet. Entstanden nun aber irgend wo weit entfernt weitere Sammelgebiete, wird der Raum dazwischen leer gefegt. Nur von außerhalb dieser Gebiete gibt es noch mehr Teilchen. Deshalb erfolgt wegen einer Art Schatteneffekt (Abschirmung) eine Anziehung der Sammelgebiete. Die Gravitation ist geboren (Phänomen allgemeine Anziehung zwischen Massen). Daraus folgt ein mechanischer Erklärungsansatz der Gravitation wie beispielsweise in den Druck- (http://de.wikipedia.org/wiki/Le-Sage-Gravitation ) oder MOND-ähnlichen Gravitationstheorien (http://de.wikipedia.org/wiki/Modifizierte_Newtonsche_Dynamik).


Die Gravitationskonstante kann deshalb möglicherweise einen Ansatzpunkt zur Bestimmung eines Absorptionsfaktors und damit der Asymmetrie bei den Stoßwinkeln (SZENE 2) liefern sowie dann zusammen mit beobachtbaren freien Weglängen in Elementarteilchengrößen zur Bestimmung der Durchmesser der kleinsten Objekte des HKM´s beitragen. Das Dilemma der möglichen Größenverhältnisse wird ganz zum Schluss noch einmal angesprochen (vgl. auch Zahlenspielereien). Favorisiert wird ein Modell, bei dem die Gravitationskonstante vom in dem betrachteten Sammelgebiet vorherrschenden Geschwindigkeitsintervallen erzeugt wird, welches einem sehr kleinen Intervall von in der Umgebung erzeugten Maxwell-Bolzmannschen Geschwindigkeitsvektoren entspricht, die so nicht von systeminternen unterschieden werden können.


Eines der früheren Hauptargumente gegen die Absorption war die erforderliche starke Erwärmung, die aber, wegen der direkten möglichen Umwandlung der thermischen Energie in Elementarteilchen, entkräftet werden kann (vgl. auch Le-Sage-Gravitation).



4.5 Jetbildung



SZENE 5: Wegen der inneren maximalen Auffüllung eines großen Sammelgebietes kommt es bei äußerem weiteren Hinzukommen von Teilchen zu einer Verdrängung aus dem extrem dichten und langsameren Zentrum. Einzige mögliche Ausweichrichtung ist die Drehachse. Dort können Jets gebildet und wegen der vollkommen anderen Umgebung spontan Symmetrien der auftretenden Stoßwinkel gebrochen werden.


Im Sammelgebiet (im Universum erzeugt oder für kurze Zeit künstlich in Beschleunigern hergestellt) nimmt von außen die Geschwindigkeit nach innen ab, gleichzeitig aber auch die Dichte bis zur maximalen Auffüllung zu. Dabei kommt es oft zu kurzfristig hintereinander stattfindenden Stößen und als durchschnittliche Bewegungsfreiheit bleibt nur die in Drehrichtung. An der Mittelachse des Sammelgebiets wird die Bewegungsfreiheit am kleinsten, der Außendruck bleibt aber, so dass ein Ausweichen nach vielen Stößen nur an den Polen des Sammelgebiets mit der kleinen Durchschnittsgeschwindigkeit der Ansammlung möglich ist. An der gesamten Oberfläche des Sammelgebiets verlassen aber die Kugeln mit hoher Durchschnittsgeschwindigkeit das Gebiet. Die an den Polen heraus gedrängten Teilchenscharen haben intern natürlich auch nur geradlinige Bewegungen. Wegen der großen Dichte erfolgen häufige Zusammenstöße von außen, auch mit bereits gebildeten Wirbeln (verbunden mit elektromagnetischen Feldern) und vorwiegend quer und mit der hohen Geschwindigkeit der Umgebung. Dabei ist eine kurze interne freie Weglänge zu erwarten, nach der beim Stoß eine abrupte Richtungsänderung erfolgt. Eine spontane Trennung von Scharen mit kleinen Geschwindigkeiten von solchen mit großen, führt zur Bildung von zugehörigen Wirbeln. Die Herkunft aus sehr dichter Umgebung bevorzugt das Vorkommen dichter Systeme mit kleinerer Durchschnittsgeschwindigkeit, was wir als Bevorzugung von Materie- gegenüber Antimateriebildung interpretieren können. Die Asymmetrie zeigt sich in den die größte Masse tragenden Protonen. In laborerzeugten Jets ist diese Asymmetrie geringer und es entstehen annähernd gleich viele Teilchen wie Antiteilchen, weil die Entstehungsgebiete gleich nahe der dünneren Umgebung liegen. Eine große Vereinigung der Wechselwirkungstheorien unter Beibehaltung dieser Asymmetrie ist demnach im Labor nicht überprüfbar. Wegen des umgebenden fast leeren Raumes werden somit zusammengehörige Portionen als Elementarteilchen in den Jets abgespalten. Deren freie Weglängen werden durch die Umgebung bestimmt, in der sich ein Stoßgleichgewicht einstellt (Phänomen mit ħ quantisierte Elementarteilchen).



4.6 Elementarteilchenbildung



SZENE 6: Auf (annähernd) Dreiecken ähnlichen Bahnen sich bewegende Kugelscharen befinden sich mit der Umgebung im Stoßgleichgewicht, bis nicht eine entscheidende Kreuzung interner Kugelscharen dieses Gleichgewicht stört. Durch Außenstöße erfolgt eine Verwirbelung, welche die Stoßzahl von innen verringert (=> starke Asymmetrie der vorkommenden Bahnenwinkel). Dabei werden erneut Symmetrien gebrochen, deren annähende Beschreibung dem Standardmodell zugeordnet werden kann.

Schlüsseleffekt für die Systembildung bzw. -erhaltung ist das Verhalten beim Auftreffen auf einen Schwarm gemeinsam fliegender Kugeln aus bevorzugten Richtungen. Die Asymmetrie bei den vorkommenden Winkeln muss im DOM die Elementarteilchen bildenden Kugelmengen zusammen halten. In einen solchen hineingeratende Objekte werden nicht mehr von denen des Schwarms unterschieden. Sie verstärken den Effekt in Richtung weiterer Ansammlung bis zur maximal möglichen durch Stoßgleichgewicht bestimmten, Auffüllung. Schnellere verlassen schneller dieses Gebiet. Stöße mit schnellen Objekten von außen sind ebenfalls häufiger Querstöße. Erfolgen diese zentral, führen sie lediglich zu einem schnellen Übertrag auf eine tiefer in der Ansammlung befindliche Kugel. Bei seitlichem Stoß wird der Geschwindigkeitsunterschied groß und es erfolgt ein weiterer Sammeleffekt. In den Grenzgebieten muss bei stabilen (aber offenen) Systemen ein Stoßgleichgewicht herrschen, weil wenige schnelle zur gleichen Stoßfrequenz führen können, wie viele langsame. Durch die freien Weglängen wird nun ein Gebiet aufgespannt, in dem es trotz oder gerade wegen der seitlich aus der Umgebung auftreffenden Kugeln kleine Wirbel geben kann, welche in ihrer Umgebung stabil bleiben. Die kleineren oder größeren Geschwindigkeitsvektoren des Schwarms bilden trotz geradliniger Bewegung im Durchschnitt Wirbel, was sich im Standardmodell im Phänomen einer erhaltenen Verwirbelung, also dem Spin, zeigt. In Experimenten können diese kleinen Ansammlungen mit ähnlichen kollidieren, wobei nur der Systemmittelpunkt bei der Bahnverfolgung in Erscheinung tritt. Die gesamte Schar erscheint punktförmig, weil zu jeder Kugel ein Stoßpartner da ist und die Systembewegung wegen des starken Zusammenhalts in einer vom Schwerpunkt bestimmten Richtung weiter fliegt. Größere oder kleinere das System bildende Geschwindigkeitsvektoren bestimmen wegen der gegenteiligen, das System verlassenden, Vektoren die Ladung. (Phänomen => Lepton)



Bei sehr dichten Kugelschwärmen kann es Stoßzentren geben, in denen die Kugeln bevorzugt mit solchen aus dem Inneren des betrachteten Systems zusammen treffen. Geschieht das massenweise, wird die durchschnittliche Bewegungsrichtung möglicherweise so geändert, dass der Strom eine neue Richtung erhält. Sind nun in so einem Gebiet genügend Kugeln vorhanden, die ins System passen, kann dieses stabil sein. Im anderen Fall kommt der Fluss durcheinander und das System löst sich auf. Dabei sind aber Scharen in (vermutlich gerade drei) verschiedenen Flugrichtungen vorhanden. In jedem Stoßerwartungsgebiet ist es am günstigsten, wenn für jede dort ankommende Kugel ein Stoßpartner vorhanden ist (Stoßgleichgewicht). Die Teilschwärme können nicht allein existieren, die Stabilität wird durch die freie Weglänge bestimmt (Phänomene => Confinement, Quarks und starke Wechselwirkung, siehe auch Uratommodell). Übrige verlassen das Gebiet im freien geradlinigen Flug, bis sie auf Kugeln des Vakuums (Normalraum) treffen. Die Beschreibungsunterschiede von Leptonen und Quarks durch die Symmetrien des Standardmodells werden vom Stoßgleichgewicht gegenüber der Umgebung (U(1)xSU(2)) bzw. zu systeminternen Stoßerwartungsgebieten (SU(3)) bestimmt. Höhere Dimensionen sind zur Erklärung nicht erforderlich, können aber zur mathematischen Beschreibung verwendet werden.

Ein, zwei oder drei freie Weglängen der gesammelten Kugeln legen möglicherweise zusammen mit der maximalen Auffüllung des Gebietes und der Stabilität zur Umgebung die Zahl der beobachteten Elementarteilchengenerationen fest.

Beide stabile Kugelmengenarten, d.h. die ganz dichten Quarks bzw. die im Stoßgleichgewicht mit der Umgebung, also dem Vakuum, stehenden Leptonen, haben gegenüber ihrer Umgebung im Durchschnitt Geschwindigkeitsbetrags­überschüsse oder -mängel (Phänomen => elektrisches Feld = Geschwindigkeitsvektoren). Auch außerhalb dieser Mengen werden dabei Kugelmengen von den Quellen zu Senken transportiert (Phänomen => Magnetfeld = Kugelmengenfluss). Neutrale zusammengesetzte Systeme emittieren weder größere noch kleinere Geschwindigkeitsvektoren, das Stoßgleichgewicht mit dem Vakuum muss bei stabilen Systemen aber trotzdem vorhanden sein. Daraus folgt, dass die systeminterne Durchschnittsgeschwindigkeit der Kugeln, die das elektromagnetische Feld bilden, wegen der höheren Dichte angesammelter Kugeln, niedriger als die Vakuumlichtgeschwindigkeit c sein muss.



4.7 Bildung von Eichbosonen (Photonen)



SZENE 7: Überschüssige von Systemen abgelöste Kugelscharen können massive Eichbosonen bilden. Fehlende, mit durchschnittlicher Normalraumgeschwindigkeit, von Kugelscharen absorbierte Teilmengen bilden Scharen, die in eine feste Richtung ins Vakuum davon eilen (Photonen). Die beteiligte Anzahl an Kugeln und deren Geschwindigkeiten ergeben das für Stabilität wichtige, aber im Raum fortschreitende Stoßgleichgewicht: Phänomen => gequantelte Energie mit c = const.

Die genauere Untersuchung von übrigen Schwärmen sollte zeigen, dass die Eigenschaften bekannten Phänomenen entsprechen. Die Anzahldichte mit der konstanten Geschwindigkeit c ergibt die bestimmte freie Weglänge einer zusammengehörigen Portion (Phänomene => Quantenhaftigkeit, De-Broglie-Wellenlänge). Würde beim Flug die ursprüngliche bei der Störung entstandene Kugelmenge über viele freie Weglängen transportiert, würden sich durch die vielen Zusammenstöße Quanten schnell auflösen. Deshalb reichen die durch massive Eichbosonen vermittelten Kräfte nicht sehr weit. Ein Stoßgleichgewicht in der offenen Umgebung ist bei den überschüssigen Kugelmengen nicht vorhanden und deshalb verursacht eine Änderung der Dichte eine Veränderung der Geschwindigkeiten und umgekehrt, weil immer Querstöße vorherrschen und die zugehörigen Kräfte, welche mit Hilfe von virtuellen Teilchen beschrieben werden, verlieren durch Thermalisierung Energie an den durchquerten Raum. Massive Eichbosonen, die nur auf linksdrehende Elementarteilchen wirken, also die schwache Wechselwirkung verursachen, besitzen diese Eigenschaft möglicherweise auch als virtuelle Teilchen mit viel weniger Masse. Das kann zur Störung und Umwandlung eines fast stabilen Systems ausreichen.

Aufgebraucht bzw. absorbiert werden Kugelmengen aus der Umgebung, wenn in dem beteiligten System eine höhere Stabilität zur Umgebung entsteht. Die Eigenschaften werden deshalb wohl durch eine Wellenbewegung weiter gereicht und treten erst bei einer Wechselwirkung mit anderen Systemen zutage (Messung). Je nach Art der Wechselwirkung wird entweder der Aspekt der Geschwindigkeit oder jener der Anzahl gemessen. Wegen des Fehlens von Stoßfrequenzraumwinkeldichte bewegen sich in den Leerraum aus der Umgebung Kugeln, weil erwartete Stoßpartner nicht ankommen. Eine solche Störung muss sich deshalb mit der konstanten Lichtgeschwindigkeit des umgebenden Raumes fortbewegen, die vom Mittelwert der Kugelbewegungen erzeugt wird. Einzelne solche Störungsquanten können sich nicht durch Thermalisierung auflösen, wie das bei massiven Quanten der Fall sein kann.

Beschrieben werden können diese als elektromagnetische Wellen zu deutenden Störungen durch die Maxwellsche Elektrodynamik oder genauer durch die Quantenelektrodynamik. Eine mögliche Zuordnung von harten Kugeln zu den wesentlichen Größen dieser Theorien mit Zufallsgeneratoren wurde schon vorn angedeutet.

Die elektrischen Feldkomponenten können mit den lokalen Durchschnittswerten der Geschwindigkeitsvektoren verknüpft werden. An einem Raumzeitpunkt müsste aber die gesamte Struktur, möglicherweise bei ganz naher Betrachtung mit fast chaotischen diskreten Geschwindigkeiten vorkommen können. Das deutet die Schwierigkeit der Beschreibung durch eine Wellengleichung (=> vorn) schon an. Wird die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Geschwindigkeiten betrachtet, müssen deren wichtigste Parameter zu jeder möglichen Raumrichtung angegeben werden, also mindestens der Erwartungswert und die Streuung. Das Gleiche ist dann für die Teilchenzahldichten der harten Kugeln in jeder Raumrichtung erforderlich, wobei nur die von den auf den betrachteten Raum-Zeit-Punkt zu fliegenden Kugeln erzeugten Wahrscheinlichkeits­verteilungen, welche auch zu Ereignissen, also Stößen führen können, von Bedeutung sind.



4.8 Potenzialbildung von Kugelmengen (z.B. Elektromagnetismus)


SZENE 8: Die wichtigsten Wechselwirkungen unserer direkten Umgebung werden durch Potenziale hervor gerufen. Diese sind bei ihrer Entstehung vom Durchschnittswert der Stoßfrequenzdichten abweichende, in Elementarteilchen erzeugte, Durchschnittswerte.


Die elektroschwache Wechselwirkung wird hier in der Form von mischenden Geschwindig­keitsvektoren beschrieben. Obwohl diese eigentlich nur reine elektrische Felder (virtuelle Photonen) beschreiben, kann der Mechanismus auch auf die Kugelmengen-Flüsse (Anzahldichte) des magnetischen Feldes und beispielsweise systeminterne Axialvektorströme der schwachen Wechselwirkung angewandt werden. Diesen superponierbaren Wechselwirkungen ist im DOM gemeinsam, dass die aus anderen Systemen kommenden, sich örtlich überlagernden und mischenden Objekte, vor allem auch in ihrer allein möglichen nicht realen Beschreibung durch Wahrscheinlichkeitsfunktionen, nicht von systeminternen unterschieden werden können. Die durch Außenstöße nach innen weitergegebenen Geschwindigkeitsvektoren bilden nicht die Hauptströmung, sondern sind eher überlagert wie die kurzfristigen Impulse bei einem Kugelstoßpendel.


Die Verlagerung eines Systems erfolgt immer dorthin, wo die zu den systeminneren Eigenschaften ähnlichste Umgebung anzutreffen ist. Erklärt wird das durch das weiter fliegen als normal erwartet und die Ununterscheidbarkeit von alten und neuen Systemkugeln. Das ist in Abbildung 10 durch die schwarzen Verbindungslinien angedeutet (vgl. auch Kapitel Elektroschwache Wechselwirkung auf Uratom.de). Nichts anderes besagt aber die Wirkung eines Potenzials auf ein System. Es besitzt die Fähigkeit, Arbeit zur Beschleunigung des Systems zu verrichten. Hier zeigt sich wieder deutlich das wichtigste Naturgesetz: Es geschieht genau das, was durch die Umstände erzwungen wird.


Für die Berechenbarkeit der auftretenden Potenziale sind möglicherweise nicht einmal grundlegende Informationen über die Kugelgrößen und die Anzahldichte erforderlich. Die Potenziale werden in den Elementarladungen erzeugt und ergeben die grundlegende Größenordnung von annähernd 1/137. Das sollte sich durch eine mit dem Spin ½ zusammen hängende Vektorwinkel-Asymmetrie, wegen der Abschirmung von durchs System gelangende Kugeln, zeigen lassen. In der hier vorgestellten Idee zur Entwicklung eines diskrete Objekte Modells entsprechen den elektromagnetischen Feldern demnach Kugelmengenflüsse, welche von den normal erwarteten abweichen und durch Wahrscheinlichkeitsstromdichten beschrieben werden können. Die virtuellen Verschiebungen in den Variationen zur Gewinnung der Bewegungsgleichungen im Lagrange-Formalismus der Feldtheorien werden somit etwas anschaulicher. Das notwendigerweise geltende Prinzip der stationären Wirkung charakterisiert die Stabilität der betrachteten Kugelmengensysteme (Elementarteilchen). Die unbekannten versteckten geradlinigen Bahnen (auch zu interpretieren als Bohmsche Trajektorien) der einzelnen Objekte, welche die betrachteten Systeme bilden, geben auch den in der De-Broglie-Bohm-Theorie verwendeten verborgenen Parametern eine anschauliche Bedeutung.


Weitere und deshalb immer komplizierter werdende Systembildungen führen zu den chemischen, biologischen, sozialen,... Systemen welche mit unterschiedlichen Mitteln beschrieben werden können. Im Wesentlichen sind die dabei wichtigen Wechselwirkungen die Gravitation und die elektromagnetische Wechselwirkung. Verbalen Begriffen können mit den neueren Methoden unter Verwendung von Computern mathematische Funktionen zugeordnet werden, so dass auch diese Methoden teilweise verschwimmen.


4.9 Ausblick auf möglicherweise im DOM erklärbare Phänomene


SZENEN 9... Stichwortartiger Hinweis auf wichtige durch das DOM zu lösende Probleme und dafür nötige Theorien (stichwortartige Zusammenfassung):

  • Maximale Raumfüllung, dafür kein Stoßgleichgewicht mit Vakuum sondern nur mit Kugelschar aus lokaler Umgebung: Phänomen => Quarks.

  • Scharbewegung und Anzahl so, dass eine zusammengehörende Menge im Stoßgleichgewicht mit Vakuum: Phänomen => Lepton.

  • Im HKG auftretende Symmetrien => Elementarteilchentabelle.

  • Bei Materieansammlungen können, trotz relativ kleiner Geschwindigkeiten durch die massenweise Geschwindigkeitsaufspaltung bei Querstößen, Systeme mit gleicher Anzahl auf zwei verschiedene Arten gebildet werden, je nachdem ob als ladungsbildende innere Kugelschar die langsamen oder die schnellen gebildeten Geschwindigkeiten verwendet werden. Die jeweils anderen verlassen das System außen, zählen aber mit ihrem Feld zur Systemenergie: Phänomen => Antimaterie.

  • Auf (annähernd) dreiecksförmigen geschlossenen Bahnen sind maximal drei zusammengehörige Scharen möglich: Phänomen => drei Farben der Quantenchromodynamik.

  • Stoßachsenwinkel durchschnittlich 45° mit Stoßpartner aus Umgebung: Phänomen => Spin ½.

  • Unabhängiges systeminneres Stoßgleichgewicht (auch schnell bewegte Systeme): Phänomen => Spin ganzzahlig (Boson).

  • Van der Waals Rest der langsamen Ansammlungen interpretiert als freie Weglänge: Phänomen => starke WW.

  • Geschwindigkeitsunterschiede in Ansammlungen: Phänomen => el. m. WW (el. schw. WW).

  • Überschüsse bewegter Kugelmengen die nicht in lokale Systeme passen fliegen in Formation durchs Vakuum, bis sie gemessen werden: Phänomen => Neutrinos.

  • Absorbierte (fehlende) Kugelmengen ergeben Störungen welche sich mit c ausbreiten und nicht zerfließen: Phänomen => Photonen.

  • Spins führen zu allgemeiner Raumverwirbelung: Phänomen => Nichtlokalität.

  • Unbekannte Sendegeschwindigkeit fernen Lichts: => c = konstant nur lokales Phänomen.

  • Auch mit Lichtquanten stoßen Normalraumkugeln zusammen: Phänomen => Rotverschiebung fernen Lichts.

  • Das Vakuum enthält thermalisierte Kugeln mit Maxwellverteilung: Teil des Phänomens Hintergrundstrahlung.

  • In der Kosmologie wird die Entfernung von Objekten dadurch beschrieben, dass sich der Raum zwischen den Objekten ausdehnt <=> freie Weglängen werden zwischen den betrachteten Objekten größer <=> Kugeln werden in den Ansammlungen (durch Gravitation) absorbiert und deshalb wird außerhalb das HKG dünner.

  • Ungefähr 80% der Kugeln sind versteckt im "leeren" Raum und ihre Geschwindigkeiten nehmen in Verbindung mit Materieansammlung zu: Phänomen => dunkle Energie.

  • Großer Anteil der bereits angesammelten verwirbelten Kugelmengen sind unsichtbar => Phänomen dunkle Materie.

  • In sich drehenden Sammelgebieten ist die Drehachse ausgezeichnet. Dort bilden sich möglicherweise die Elementarteilchen und treten als Jet aus. Das kann bei allen kosmischen Objekten auftreten, bei denen es nicht durch die thermische Bewegung (z.B. durch Kernfusion verursacht) wieder zerstört wird, z.B auch in braunen Zwergen: Phänomen => Jetbildung.


Wichtigste Erkenntnis aus den Überlegungen zur Schaffung eines diskret erweiterten Standardmodells der gesamten Physik ist die feste Überzeugung, dass genau das geschieht, was durch die Umstände in der Umgebung eines Ereignisses erzwungen wird. Und das ist eigentlich überhaupt nichts Neues.


WEITER 

aktueller: HKM.pdf in Deutsch