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(Objektorientierte) Einzelaspekte (zum Beispiel zum Wasserstoffatom), phänomenologische Zusammenhänge, detaillierte Angaben, konkrete Anwendungs-Berechnungen finden sich in den Einzelkapiteln, die über das Webseiten-Menü wählbar sind. Zum Kennenlernen werden einige Sachverhalte und Denkanstösse an verschiedenen Stellen bewusst wiederholt. Der Leser mag selbst entscheiden, ob er bereits Bekanntes nochmals liest.

Für ein  anschauliches Verständnis und resultierend für die phänomenologisch begründeten Elementarkörpertheorie basierenden Gleichungen sind nachweislich weder eine variable Zeit, noch mathematische Raum-Zeit-Konstrukte, noch irgendeine Form der Substrukturierung notwendig. Die spezielle Relativitätstheorie knüpft zwar an das physikalische Experiment von Michelson & Morley an, beruht aber lediglich auf dessen mathematischer Deutung durch Lorentz. Die Relativierung der Zeit ist physikalisch nicht begründet, sondern nur das Ergebnis einer mathematischen Annahme. Auch die Herleitung der Masse-Energie-Äquivalenz ist unter formalanalytischen Gesichtspunkten weit weniger "eindeutig geklärt", als es die Spezielle Relativitätstheorie (SRT) suggeriert. Ohne das Gedankenexperiment Einsteins und den Rechenweg an dieser Stelle explizit auszuführen, folgt gemäß Albert Einstein respektive gemäß SRT E = mc² aus einer  "klassischen Grenzfall" - Approximation mittels Taylorreihenentwicklung. Streng genommen ist diese Herleitung - salopp formuliert - nicht "zwingend", da hier ergebnisorientiert die gewünschte Lösung die Näherung (mit-)bestimmt.

 

Elementarkörper basierende Herleitung der Energie-Masse-Beziehung E = m0

Grundannahmen der Elementarkörpertheorie

Es gibt keinen Masse entkoppelten leeren Raum.

Ein leerer Raum kann keine physikalischen Eigenschaften besitzen. Mit der Einführung eines solchen Raum(-Feld-)Begriffs kann man insbesondere nichts dynamisch erklären. Masse entkoppelter Raum existiert nicht und ist keine Energie-Quelle.

Raum ist eine Energieform.

Ausgangsgleichungen

 

 

Mittels der Gleichungen r(t) = r0sin(ct/r0) [P2.3] und m(t) = m0sin(ct/r0) [P2m] und deren zeitlichen Ableitungen ergibt sich E(t). Da E(t) konstant ist folgt : E(t) ► E = m0c², obwohl zu jedem Zeitpunkt das Verhältnis von Radius abhängiger Energie respektive Masse abhängiger Energie und Bewegungs-Energie unterschiedlich ist. Da alle auftretenden Grössen dynamisch sind, können wir hier von einem "durch und durch zeitabhängigen" Prozess "sprechen", welcher nicht im Widerspruch mit der Erhaltung der Gesamt-Energie ist. Es gibt keine Rückstellkräfte, da es sich um eine Zustandsänderung handelt. Somit gilt zu beachten, daß trotz des negativen Vorzeichens der zweiten Ableitung von r(t) ► d²r/dt² = (-) (c²/r0²) · r(t) nur Energie-Beträge IEI aus phänomenologischer Sicht relevant sind, da die Änderung der Geschwindigkeit : dv/dt = d²r/dt² stets einen additiven Beitrag zur Gesamt-Energie liefert.  Die Änderung der Geschwindigkeit ist  für t≠0 größer Null und endet mit Erreichen von r(t) = r0 und m(t) = m0. Eine rein mathematische Betrachtung, die "formalistisch" einem zeitabhängigen Potential entspricht, ist "sinnfrei".

 

Das mathematische Ergebnis, daß ausgehend von einem zeitabhängigen Impuls (der durch Differentiation zur Kraft F(t) führt, ist zwar erfreulich, doch suggeriert es eine "falsche" Phänomenologie. Denn bereits zum Zeitpunkt t = 0 ist die Energie E0 = m0c² in Form von reiner Bewegungs-Energie vorhanden. Obige mathematische (Be-)Rechnung belegt nur, daß durch den Vorgang der »Impuls-Masse-Inversion« keine Energie verloren geht.

Erkenntnistheoretisch - und wenn man so will philosophisch - "steht" also der Nullpunkt, die "Null", nicht für "Nichts", sondern repräsentiert den maximalen Bewegungszustand. Dieser Zustand entspricht der (zeitlosen) Lichtgeschwindigkeit.

 

 

Historisches

Bereits Isaac Newton äußerte sich 1717* zur Umwandlung von Licht in Materie und umgekehrt,...

"Sind Körper und Licht nicht ineinander umwandelbar, und können Körper nicht viel von ihrer Aktivität von den Lichtteilchen empfangen, die in ihre Zusammensetzung eindringen? Die Umwandlung von Körpern in Licht und Licht in Körper ist sehr anpassungsfähig an den Verlauf der Natur, diese scheint begeistert von den Umwandlungen zu sein. "

"Are not gross bodies and light convertible into another, and may not bodies receive much of their activity from the particles of light which enter their composition? The changing of bodies into light and light into bodies is very conformable to the course of Nature, which seems delighted with transmutations."

* Newton , I. (1717) Opticks, or, a Treatise of the Reflections, Refractions, Inflections and Colours of Light, Query 30.

 

HINTERGRÜNDE

 

              

         Information als materieller Zustand = Elementarkörper                    Zustand als Information = Photon

                        

 

 

"abstract"

Die Elementarkörper-Theorie stellt einen Energie erhaltenden fundamentalen Zusammenhang zwischen dem «Phänomen Bewegung» und dem «Phänomen Raum» her.

Die Essenz der Fourier-Analysis als elementarer Bildungsbaustein

Das stetige „Analyse- und Synthese-System“ in Form der Fourier-Reihe respektive Fouriertransformation ist allgegenwärtig. Die Basis-Funktion ist die Sinusfunktion. Konsequent minimalistisch gedacht, ist es also nahe liegend, nicht die Fourier-Transformation als Methode der Fourier-Analysis als einfachste Abbildungsmöglichkeit zu Grunde zu legen, sondern minimalistisch die „reine“ Sinusfunktion selbst. Resultierend lassen sich intuitiv logische Randbedingungen für eine Basisbetrachtung formulieren (weitere Details siehe das Kapitel Elementarkörper).

Die grundsätzliche Denkmodell-Forderung besteht darin, daß möglichst minimalistische Gleichungen sowohl das masselose Photon als auch massebehaftete Materie abbilden. Die Entstehungsgleichungen r(t) = r0 ·sin(c ·t/r0) und m(t) = m0 ·sin(c ·t/r0) leisten genau das.

 

 

Elementarkörper-Entwicklungs-Gleichungen

Die zeitabhängigen Elementarkörper-Entwicklungs-Gleichungen leiten sich aus der beobachteten Invarianz der (Vakuum-)Lichtgeschwindigkeit ab. Der fundamentale Unterschied zur (Speziellen) Relativitätstheorie respektive zur Lorentztransformation ist der wechselwirkungsnotwendige radialsymmetrisch-dynamische Charakter dieser Gleichungen.

 

 

Im Rahmen vorliegender näherungsfreier, phänomenologisch begründeter Elementarkörper wird der Begriff Ruhemasse (m0) verwendet, dieser ist jedoch von dem Begriff der Ruhemasse der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) zu unterscheiden. Die Ruhemasse entspricht dem voll ausgebildeten Elementarkörper (m(t) = m0, r(t) = r0). Die innere Dynamik und alle möglichen Elementarkörperwechselwirkungen sind inertialsystembefreit.

Aus Sicht der Realphysik orientierten Elementarkörpertheorie bleibt von der Relativitätstheorie nur der Lorentzfaktor γSRT als eindimensionaler, statischer Fall einer Elementarkörpertheorie basierenden allgemein gültigen Formulierung γdyn "übrig":

γSRT =

inertialsystembehaftet, statisch und eindimensional

γdyn =

inertialsystembefreit, radialsymmetrisch, dynamisch

 

                 

Der dynamische Faktor γdyn ist inertialsystembefreit und wirkt radialsymmetrisch. γdyn lässt sich "einfachst" aus der Elementarkörpergleichung r(t) mittels dr/dt ableiten :

 

Randnotiz zur (Ruhe-)Masse in der SRT

Ohne das an dieser Stelle näher auszuführen, wird im Rahmen der SRT der Begriff invariante Masse statt Ruhemasse verwendet. Die Ruhemasse (invariante Masse) der SRT ist inhärent mit Inertialsystemen verbunden. Zur Begriffsdefinition: Eine Größe, die sich bei Lorentz-Transformationen nicht ändert, heißt Lorentz-Invariante. In der Speziellen Relativitätstheorie wird Masse (mSRT) so definiert, dass sie eine lorentzinvariante Größe ist.

 

Die axiomatisch begründete SRT ist im Rahmen ihres „inertialsystembelasteten“ Gültigkeitsbereiches also stets richtig aber realphysikalisch – im wahrsten Sinne des Wortes - gegenstandslos. Sie behandelt die Welt rein kinematisch ohne – beispielsweise - Rücksichtnahme auf geometrische Strukturbildungen. Sie ist erst recht gegenstandslos unter dem Gesichtspunkt realphysikalischer Vorgänge, denen allesamt Beschleunigungen zu Grunde liegen. Es ist also - moderat formuliert – sehr befremdlich, daß Physiker beschleunigte, massebehaftete Ladungsträger mit der Axiomatik der SRT „belegen“. Mit anderen Worten: Bevor hier Mißverständnisse aufkommen. Es wird nicht behauptet, das die Mathematik der Relativitätstheorie falsch ist. Wie könnte auch eine axiomatisch begründete These falsch sein? Doch das mathematische Konstrukt besitzt - außer der zu Grunde liegenden beobachtbaren Invarianz der [Vakuum-]Lichtgeschwindigkeit - keine realphysikalische Basis. Es existieren zwar Beobachtungen aber es existiert schlicht keine Phänomenologie zur Mathematik der SRT.

 

Vom Photon zum Elementarkörper

Die Transformation von einem Photon zu einem masse-radius-gekoppelten Raum entspricht phänomenologisch also nicht einer Teilschwingung, wie anfänglich (auch) im Rahmen des Elementarkörperdenkmodells angenommen wurde. Die materiebildende Transformation von einem Photon entspricht einer irreversiblen Zustandsänderung.

 

Zeitumkehr, wie sie „mechanistisch“ von der klassischen Physik bis hin zur Quantenmechanik gefordert wird, steht ganz allgemein im Widerspruch zur Meß-Realität (thermodynamischer Prozesse). Der voll ausgebildete Elementarkörper (r(t) = r0 , m(t) = m0) kann aus sich heraus nicht wieder den Zustand des Photons erreichen.

 

 

 

Zustand als Information = Photon

t = 0 Die gesamte Energie liegt als reine Information masse- und raumlos vor

 

Wir stellen fest, daß sich die Geschwindigkeit der Energie stetig verlangsamt und das der Betrag der Geschwindigkeitsdifferenz I(c-v(t))I äquivalenten Energie zur Bildung einer Masse m(t) führt. Das bedeutet exemplarisch für einen Elementarkörper mit dem Entwicklungsstadium von r(t) = ½ · r0 eine kinetische Energie und eine masseabhängige Energie von ½ · m0  · c² :

 

Die zeitabhängige Masse-Bildung ist an die zeitabhängige Radius-Vergrößerung r =r(v(t)) gekoppelt. In einfachen Worten: Aus der anfänglichen, reinen Bewegungs-Energie entstehen stetig zeitabhängige Kugeloberflächen, die als solche einen Raum aufspannen, dessen reziproke Größe ein Maß für die äquivalente Masse ist. Nach einer Viertelperiode (½ · π) ist der Elementarkörper voll ausgebildet (r(t) = r0 , m(t) = m0), daß bedeutet das die Expansionsgeschwindigkeit v(t) gleich Null ist.

 

  Information als materieller Zustand = Elementarkörper

t(½π) Die gesamte Energie liegt als Masse m0 mit dem Radius r0 vor

Statischer Zustand des Elementarkörpers und (Teil-)Annihilation

Phänomenologisch ist die Umwandlung von Bewegungsinformation in Rauminformation abgeschlossen. Ohne äußere Wechselwirkung bleibt der Elementarkörper nun in diesem Zustand. Wird der Elementarkörper von außen "angeregt", kommt es zu verschiedenen Wechselwirkungs-Szenarien, die je nach Energie der Wechselwirkungspartner zur Teil-Annihilation oder (Voll-)Annihilation führen. Materiebildende Teil-Annihilationen kommen in der einfachsten Form durch die Proton-Elektron-Wechselwirkung zustande (Stichworte: Rydberg-Energie, Wasserstoffspektrum). Masse-gekoppelter Raum annihiliert gemäß r(t) und m(t). "Strahlung" wird aufgenommen oder abgegeben. Die Wechselwirkungs-Reversibilität, die möglich ist, muß über eine Anregung von „aussen“ geschehen. Das könnte die Wechselwirkung mit weiteren Elementarkörpern, Photonen oder „verkörperten Feldern“ sein, die stets als Elementarkörper(-Zustände) verstanden werden können.

Wie bereits erwähnt, besteht das grundsätzliche Mißverständnis ("außerhalb" der Elementarkörpertheorie) darin, daß die Eigenschaften eines wechselwirkenden Photons auf den »Ruhezustand« des Photons projiziert werden. Der »Ruhezustand« des Photons ist jedoch gemäß Gleichung [P2.3] und deren zeitlicher Ableitung [P2.3b], sowie [P2m] der raum- und masselose, „lichtschnelle“ (Energie-)Zustand maximaler Bewegung. Das bedeutet: Das sich eine Information ausbreitet, die sich erst bei Absorption (Wechselwirkung) des Photons gemäß Gleichungen [P2.3], [P2m] und deren Ableitungen „entfaltet“ und dann die zeitabhängigen messtypischen Phänomene der Interferenz und des (massebehafteten) Stoßes zeigt. Übertragen auf Photonen im interstellaren Raum ist der Lichtweg und somit das Photon unsichtbar. Erst wenn eine Wechselwirkung (Absorption) "in Erscheinung" tritt, wird das Photon sichtbar (detektierbar).

 

Begriff der energetischen Analogie

Bezogen auf den Elementarkörper drücken Größen wie Bahndrehimpuls, Spin, Geschwindigkeit, elektrische Ladung stets rein energetische Verhältnisse der radius-masse-gekoppelten, möglichen inneren Veränderungen bei Elementarkörper-Wechselwirkungen aus. In diesem Zusammenhang wird hier von energetischen Analogien gesprochen. Auf Grund der Radialsymmetrie reduziert sich die Betrachtung auf den (Elementarkörper-)Radius r0 und im Rahmen von Elementarkörper-Wechselwirkungen plausibel auf die resultierende Veränderung des Radius, was in jedem Fall eine "konstruktive Beschreibungsverarmung" bedeutet.

 

Grundannahmen der Elementarkörpertheorie

Es gibt keinen Masse entkoppelten leeren Raum.

Ein leerer Raum kann keine physikalischen Eigenschaften besitzen. Mit der Einführung eines solchen Raum(-Feld-Begriffes) kann man insbesondere nichts dynamisch erklären. Masse entkoppelter Raum existiert nicht und ist keine Energie-Quelle.

Raum ist eine Energieform.

Der Elementarkörper erzeugt (erst den) "Raum", der als solcher in Gestalt einer Kugeloberfläche "natürlich" gekrümmt ist. Die (Mehrteilchen-)Elementarkörper-Superposition erzeugt den kugeloberflächen-verschachtelten "bekannten dreidimensionalen" makroskopischen Raum. "Raum" auf mikroskopischer Ebene ist im Rahmen des hier zu Grunde liegenden Denkmodells also stets eine Superposition von Kugeloberflächen.

Oszillierende Elementarkörper besitzen zwei entgegengesetzte Ausbreitungsrichtungen. Die aufgespannte, radialsymmetrische Fläche, die den Raum verkörpert wird auf- oder abgebaut.

Plausibilitätsbetrachtungen zur Minimalistik radial-symmetrischer Informationsspeicherung

Die symmetrischste (räumliche) Anordnung ist die nichtrotierende infinitesimale Kugeloberfläche. In Anlehnung an das holografische Prinzip wird zur Informationsspeicherung kein Volumen(-Körper) benötigt. Nur auf einer (idealisiert) infinitesimalen, nichtrotierenden Kugelschale sind alle "Punkt-Elemente", respektive Flächenelemente gleichberechtigt.

Das Phänomen Energie ist ursächlich der von Elementarkörpern aufgespannte "Raum" selbst und äquivalent die zeitliche Änderung dieses Raumes. Die Masse-Energie-Äquivalenz entspricht ursächlich einer Raum-Bewegung-Äquivalenz. Vereinfacht: Raum läßt sich in Bewegung und Bewegung lässt sich in Raum transformieren.

In dem Zusammenhang ist die Invarianz der [Vakuum-]Lichtgeschwindigkeit auf eine Zustandsänderung der Materie zurückzuführen und nicht auf Mathematik in Form von Bezugssystemen und deren Verknüpfungen. Der Begriff Invarianz bekommt in der Elementarkörpertheorie eine phänomenologische Erklärung. Die Bewegungsgleichungen der Elementarkörpertheorie leiten sich einfach und stringent aus der Invarianz (bedingt durch eine Materie-Zustandsänderung) der Lichtgeschwindigkeit ab. Diese Gleichungen werden ausschließlich über zeitabhängige Sinus-Funktionen beschrieben. Daraus resultiert die Idee und Motivation sekundäre Begriffe wie (inhärent, radiusgekoppelte) Masse, Ladung und Energie als Phänomene der zeitabhängigen Ortsfunktion zu behandeln.

 

Da der Vorgang der Ruhe-Masse-Reduktion einer Inversion der relativistischen Dynamik einer geschwindigkeitsabhängigen Impulsmasse entspricht, wird die innere Dynamik zur Energie-Erhaltung des Elementarkörpers suggestiv Impuls-Masse-Inversion genannt. Ausgangspunkt sind die Elementarkörperbewegungsgleichungen:

   

 

Wir stellen fest, daß sich die Geschwindigkeit der Energie stetig verlangsamt und das der Betrag der Geschwindigkeitsdifferenz I(c-v(t))I äquivalenten Energie zur Bildung einer Masse m(t) führt. Das bedeutet exemplarisch für einen Elementarkörper mit dem Entwicklungsstadium von r(t) = ½ · r0 eine kinetische Energie und eine masseabhängige Energie von ½ ·m0  · c² :

  

 

Die Masse-Bildung ist an die zeitabhängige Radius-Vergrößerung r =r(v(t)) gekoppelt. In einfachen Worten: Aus der anfänglichen, reinen Bewegungs-Energie entstehen stetig zeitabhängige Kugeloberflächen, die als solche einen Raum aufspannen, dessen Größe ein Maß für die äquivalente Masse ist. Nach einer Viertelperiode (½ · π) ist der Elementarkörper voll ausgebildet (r(t) = r0 , m(t) = m0), daß bedeutet das die Expansionsgeschwindigkeit v(t) gleich Null ist.

 

 

Statischer Zustand des Elementarkörpers und (Teil-)Annihilation

Phänomenologisch ist die Umwandlung von Bewegungsinformation in Rauminformation abgeschlossen. Ohne äußere Wechselwirkung bleibt der Elementarkörper nun in diesem Zustand. Wird der Elementarkörper von außen "angeregt", kommt es zu verschiedenen Wechselwirkungs-Szenarien, die je nach Energie der Wechselwirkungspartner zur Teil-Annihilation oder (Voll-)Annihilation führen. Materiebildende Teil-Annihilationen kommen in der einfachsten Form durch die Proton-Elektron-Wechselwirkung zustande (Stichworte: Rydberg-Energie, Wasserstoffspektrum). Masse-gekoppelter Raum annihiliert gemäß r(t) und m(t). "Strahlung" wird aufgenommen oder abgegeben.

 

 

Bei der vollständigen Annihilation kontrahiert der Elementarkörper gemäß r(t) und m(t) wieder bis zum Ursprung und liegt sodann in Form reiner Bewegungs-Energie raumlos vor. In dem Zusammenhang ist die Invarianz der [Vakuum-]Lichtgeschwindigkeit auf die beschriebene Zustandsänderung zurückzuführen und nicht auf Mathematik in Form von Bezugssystemen und deren Verknüpfungen.