Altert das Universum?

Lange Zeit hatten sich die theoretisch arbeitenden Physiker und die Kosmologen von Ultos den Standpunkt der berühmtesten klassischen Philosophen des Planeten zu eigen gemacht, nach dem der Kosmos ein stationäres System sei, in dem die ablaufenden Prozesse in Kreisläufe eingebunden sind und sich der Zustand des Komsos’ insgesamt trotz aller Bewegungen immer wieder reproduziert. Diese Auffassung wurde nach der Entdeckung der Evolution der Welt der Lebewesen auf Ultos in Frage gestellt. Nachdem dann auch noch entdeckt worden war, dass weit entfernte Galaxien eine Verschiebung aller Spektrallinien zu niedrigeren Frequenzen aufweisen und man daraus auf eine Expansion des Universums schließen kann, kamen die ersten Astrophysiker zu der Auffassung, dass auch der Kosmos altert. Es gab daraufhin einen lange wissenschaftliche Kontroverse, ob dieses Altern nur auf den Kosmos als Ganzes und auf die makroskopischen Objekte wie Sterne und Galaxien zutrifft, oder ob auch mikroskopische Objekte wie die Elementarteilchen davon betroffen sein können.

Inzwischen herrscht jedoch in Fachkreisen weitgehende Übereinstimmung, dass das Ultos-Universums sich nicht nur ausdehnt, sondern als Ganzes und in seinen einzelnen Bestandteilen auf allen Größenskalen altert. Im Kosmos spielen sich sowohl makroskopisch – also in riesigen Dimensionen – als auch mikroskopisch- also im Bereich der kleinsten Bestandteile – unumkehrbare Prozesse ab. Nicht nur Galaxien und Sterne, auch kleinere Objekte bis hin zu Elementarteilchen altern. Diese unumkehrbaren Prozesse sind eng mit der Entwicklung von Strukturen im Kosmos und deren Werden und Vergehen verknüpft. Sie laufen jedoch wegen des hohen Alters des Universums im Vergleich zur menschlichen Lebensspanne sehr langsam ab.

Eng verbunden mit der Alterung des Universums ist die Rolle einer Polarität und das Auftreten dieser Polarität seit der Anfangsphase der kosmischen Entwicklung (Siehe dazu Grundlagen). Diese Polarität wird durch eine fundamentale Ladung, die Elementarladung, beschrieben.

Die elektrostatische Energie, die der Kraftwirkung zwischen zwei Elementarladungen zu jedem späteren Zeitpunkt entspricht, wird durch das Produkt von drei Vorfaktoren zur Fundamentalenergie (Anfangsenergie) beschrieben. Diese drei Vorfaktoren sind: erstens das Verhältnis des Ladungsproduktes zum Quadrat der Elementarladung, zweitens das Verhältnis der Elementarlänge zum Abstand der Ladungen mal 2 pi und drittens ein Faktor, der die Alterung des Universums ausdrückt. Dieser dritte Vorfaktor (oft als „alpha“ bezeichnet) entspricht näherungsweise dem Reziprokwert des natürlichen Logarithmus’ der durch acht mal pi geteilten Anzahl der inkrementellen Zeitintervalle seit der Entstehung des Universums. Diese drei Vorfaktoren waren am Anfang alle gleich Eins, so dass in diesem Moment die elektrostatische Energie mit der Gesamtenergie zusammenfiel.

Die Alterung des Universums’ macht sich durch eine Abschwächung der elektrostatischen Wechselwirkung bemerkbar. Die elektrostatische Wechselwirkung schwächt sich mit dem Alter des Universums ab. Diese Abschwächung erfolgt – bezogen auf die einzelne Ladung – mit der Wurzel des Alterungs-Vorfaktors, also vergleichsweise langsam.

Etwas anders stellt sich die Situation für die Bewegung von Ladungen dar, ein Phänomen, das wegen der gleichzeitigen Messbarkeit durch ein dynamisches elektrisches und dynamisches magnetisches Feld als Elektromagnetismus bezeichnet wird und das sich im Falle periodischer Feldstärkeänderungen in Form von ruhemasselosen elektromagnetischen Feldteilchen, den Photonen, beschreiben lässt. In der Entstehung des ersten Rauminkrements des Universums ist die kosmische Energie – in diesem Fall gerade eine Fundamentalenergie-Einheit – gleich der Energie eines solchen Feldteilchens. Dessen Schwingungs-Frequenz entspricht gerade dem Reziprokwert des elementaren Zeitintervalls.

Die Energie dieses elektromagnetischen Feldteilchens (Photonen) kann auch als Produkt aus dieser Frequenz und einer fundamentalen Wirkung dargestellt werden. Die fundamentale Wirkung ist damit gerade das Produkt aus fundamentaler Energie und Elementarzeit. Für die Beschreibung der Energie aller Photonen zu jedem späteren Zeitpunkt der kosmischen Entwicklung gilt, dass ihre Energie jeweils das Produkt aus fundamentaler Wirkung und der eigenen Frequenz ist. Die Energie der Photonen ist nicht von dem oben – im Zusammenhang mit der elektrostatischen Energie – genannten Alterungs-Vorfaktor abhängig. Deshalb ist der Alterungs-Vorfaktor auch für die sich im Laufe der kosmischen Evolution entwickelnde Divergenz zwischen elektrostatischer und elektromagnetischer Feldenergie verantwortlich. Der Alterungs-Vorfaktors beschreibt somit den Symmetriebruch zwischen elektromagnetischer und elektrostatischer Wirkung. Da er sich auch der Feinstruktur von Banden hochaufgelöster optischer Spektren entnehmen lässt, wird er als Feinstrukturkonstante bezeichnet.

Im Vakuum bewegen sich Photonen immer mit der maximal möglichen Geschwindigkeit. Da diese Geschwindigkeit Photonen aller Wellenlängen gleichermaßen betrifft, also auch die Photonen der sichtbaren elektromagnetischen Strahlung, wird diese Maximalgeschwindigkeit „Lichtgeschwindigkeit im Vakuum“ genannt.

Trotz des allgemeinen Charakters der fundamentalen Wirkung und trotz der Unabhängigkeit der Photonen vom elektrostatischen Alterungs-Vorfaktor kommt es zu einer Alterung dieser Feldteilchen auf ihrem Weg durch den Kosmos. Ursache dafür ist der Umstand, dass sich die Photonen mit Maximalgeschwindigkeit – der Lichtgeschwindigkeit, d.h. dem Verhältnis von elementarer Länge zu elementarem Zeitintervall – durch den ansonsten leeren Raum fortbewegen. Dadurch entspricht ihre Frequenz stets einer wohldefinierten Wellenlänge, also einer Strecke im Raum, in der sich ein bestimmter Feldzustand wiederholt. Aufgrund der inkrementellen Vergrößerung des Raumes mit jedem elementaren Zeitintervall wird diese Strecke gedehnt. Bei gleichbleibender Geschwindigkeit der Photonen bedeutet das aber eine abnehmende Frequenz und damit eine abnehmende Energie. Folglich altern die elektromagnetischen Feldteilchen in dem Maße, in dem sich der Raum vergrößert, d.h. linear zur Vergrößerung der linearen Ausdehnung des Universums während ihrer Laufzeit. Je länger sich ein Photon bereits durch den Raum bewegt, umso mehr hat seine Energie abgenommen und desto stärker ist deshalb seine Frequenz zu niedrigeren Werten verschoben.

Unter den Ultos-Physikern hat sich eingebürgert, für elektrostatische Zusammenhänge anstelle des Alterungs-Vorfaktors eine Konstante zu benutzen, die die Eigenschaft elektrostatischer Felder im Vakuum beschreibt und die deswegen auch als elektrische Feldkonstante bezeichnet wird. Sie wurde definiert, indem das Quadrat der Elementarladung durch das Produkt der fundamentalen Wirkung, der Maximalgeschwindigkeit, des Alterungsvorfaktors und 2 geteilt wird.

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