@rockandroll@coelusHallo, Ihr Beiden !
Unter Politik hätte ich diesen Thread nie gesucht.
Euch Beiden traue ich zu, meinen Gedanken folgen zu können.
Ich wollte sie unter Grenzwissen zur Diskussion stellen.
Aber es gibt schon genügend Threads dazu.
Ich kenne die gängigen Theorien (Symetrieverletzung usw). Dazu am Ende etwas.
Zunächst meine Idee:
"Im Urknall" entstanden zwei Raumzeiten mit entgegengesetzten Zeitpfeilen.
In einer dieser beiden Raumzeiten leben wir.
Ohne von der anderen nur das geringste zu ahnen.
Die Zeit läuft weder in der einen, noch in der anderen Raumzeiten rückwärts !
Ein Beobachter "von Außen" würde nur zwei völlig gleichwertige und identische Raumzeiten mit entgegengesetzten Zeitpfeilen und entgegengesetzten elektrischen Ladungen ihrer Teilchen sehen.
Beide evolvieren im Prinzip in die gleiche Richtung, weg vom "Urknall"
Ein Beobachter in einer der beiden Raumzeiten, würde (wenn er könnte) die andere Raumzeit als rückwärtslaufend mit umgekehrter Ladung ihrer Teilchen erleben.
"Die Beobachter" sind natürlich Quatsch.
Identische Teilchen mit unterschiedlicher Ladung bezeichnen wir als Teilchen und Antiteilchen.
Wir könnten auch sagen, wir bestehen aus Antimaterie - wo ist die Materie hin ?
Wo ist die "andere Raumzeit" ?
Ich würde sagen hier, aber auf der "anderen Seite des Urknalls".
Ist die "andere Raumzeit" Teil unseres Universums ?
Unbedingt Ja.
Gibt es etwas Verbindendes ?
Ja, unter anderem das Photon, es kann sich vorwärts und auch rückwärts in der Zeit bewegen. Es ist masselos und sein eigenes Antiteilchen.
Könnten wir ein Photon fragen, würde es uns antworten, dass es
ÜBERALL zugleich ist. Auch in beiden Raumzeiten zugleich !
Einstein sagte schon, dass Licht etwas besonderes sei ! ...
In der Natur hat jedes Teilchen eine Amplitude, sich in der Zeit zurückzubewegen und deshalb ein entsprechendes Antiteilchen.
Photonen spalten sich andauernd in Elektronen und Positronen auf.
Die Elektronen reisen vorwärts in unserer Zeit weiter.
Während die Positronen rückwärts zu unserer Zeit reisen und sich augenblicklich mit dem nächsten Elektron wieder zu einem Photon verbinden.
Dies erklärt z.B. die Ursache der allgegenwärtigen rätselhaften partiellen Reflexionen von Licht an Glasscheiben. (näheres bei Richard P. Feynmann)
Es ist wirklich erstaunlich, dass im Grunde genommen nur solch einfachen Prozesse in ihrer Vielfalt von Variationen die gesamte ungeheuere Komplexität des Universums bewirken.
Unsere Raumzeit ist in der Welt der Teilchen mit der anderen Raumzeit untrennbar verwoben.
Alle Materie hat sets einen Fuß in der anderen Raumzeit.
Sie könnte ohne diesen Fuß nicht existieren.
Deshalb sind beide Raumzeiten, getrennt durch den "Urknall", gleiche Teile des Universums, verbunden durch universelle Ordnungsprinzipien. die ich Gott nenne.
Soweit meine Idee, die, wie ich gestehe, alles über den Haufen wirft.
Sehr geehrte
@rockandroll , Ich weiss, dass ich Deine Frage nicht beantworten kann. Ich habe nur meine bescheidene Idee dargelegt.
Abschließend die z.Z. herrschende Lehrmeinung mit Anwendungsmöglichkeiten:Die Teilchen beider Materiearten sind identisch, unterscheiden sich jedoch durch ihre elektrische Ladung. Den negativ geladenen Elektronen stehen die Positronen, die eine positive Ladung tragen, gegenüber, den Quarks die Antiquarks, und so weiter. Aus Antiquarks entstehen Antiprotonen, die sich mit Positronen zu Antiwasserstoffatomen verbinden können.
Dass es Antimaterie geben müsse, schloss 1928 der britische Physiker Paul Dirac aus theoretischen Erwägungen. Er hatte eine Gleichung gefunden, die vier Lösungen lieferte. Zwei von ihnen beschrieben Teilchen mit positiver, zwei aber mit negativer Energie. Vier Jahre später entdeckte der US-Experimentalphysiker Carl David Anderson das erste Antiteilchen in der kosmischen Strahlung. Es war das Anti-Elektron, das er aufgrund seiner positiven Ladung „Positron“ taufte.
Der Energierekord des Universums
Treffen Teilchen und Antiteilchen aufeinander, zerstieben beide in einem energiereichen Strahlenblitz. Positronen und Elektronen haben eine Ruhemasse von jeweils 511 Kiloelektronenvolt (keV, dies ist in der Physik das Maß für den Energiegehalt eines Partikels). Treffen sie aufeinander, entstehen zwei Lichtquanten mit ebenfalls je 511 keV Energie, was im Spektralbereich der Gammastrahlung liegt. Die Umwandlung erfolgt nach Einsteins Gleichung E = mc2, wobei „c“ die Lichtgeschwindigkeit ist. Diese hat schon einen hohen Wert (knapp 300 000 Kilometer pro Sekunde), der nun noch ins Quadrat gesetzt wird. Die Annihilierung ist – bezogen auf die beteiligten Massen – der energieintensivste Prozess im ganzen Universum, keine chemische oder nukleare Reaktion kann hier mithalten.
Aus diesem Grund wäre Antimaterie eine höchstergiebige technische Energiequelle. In einem einzigen Gramm davon steckt die Sprengkraft von 20 Kilotonnen TNT – das sind sieben Kilotonnen mehr als die Hiroshima-Bombe hatte.
Die Erde: Teil eines winzigen Rests
Auch unmittelbar nach dem Urknall zerstrahlten Materie- und Antiteilchen einander. Diese Annihilation verwandelte das Universum in ein Strahlenmeer. Doch neben den unzähligen Photonen blieb ein winziger Teil von Materie übrig. Nach heutigem Wissen war das Verhältnis beider Materiearten 1 000 000 001 zu 1 000 000 000, das heißt, je von jeder Milliarde Teilchen und Antiteilchen, die einander zerstrahlten, blieb ein Materieteilchen übrig. Aus diesem winzigen Rest bestehen die heute im All vorhandenen Galaxien, Sterne, Planeten und Lebewesen.
Parallele Antimaterie-Welten?
Dieses Ungleichgewicht blieb zunächst unerklärlich, weshalb einige Forscher glaubten, die Antimaterie sei in fernen Winkeln des Alls noch erhalten. In den 1970er-Jahren spekulierte der schwedische Physiker und Nobelpreisträger Hannes Alfvén über die Existenz paralleler Antimaterie-Welten. Es sollte sich dabei um weit entfernte Domänen des Universums handeln. Vielleicht würden aber auch benachbarte Galaxienhaufen oder Galaxien, ja vielleicht sogar Nachbarsterne der Sonne aus der Spiegelmaterie bestehen. Manche Forscher glauben auch, die mächtigen Materiestrahlen – sogenannte Jets – die von Schwarzen Löchern und Pulsaren ausgeschleudert werden, würden in Wahrheit durch Spuren von Antimaterie angetrieben.
Dies aber lässt sich experimentell überprüfen. Denn an den Grenzen verschiedenartiger Domänen, Galaxienhaufen oder Galaxien treffen beide Materiearten in Form von intergalaktischem Gas und Staub zusammen, wobei sie sich annihilieren müssten. Dann aber sollte die resultierende 511-keV-Strahlung aus den Grenzgebieten das Universum erfüllen und auch auf der Erde nachweisbar sein. Doch als später Röntgen- und Gammateleskope ins All geschossen wurden, fanden sie keine Spur davon – Alfvéns Theorie hatte sich, wie es schien, erledigt. Wo liegt die Ursache für das Ungleichgewicht?
Zu dieser Zeit hatten andere Forscher schon Hinweise auf die mögliche Ursache der Ungleichheit gefunden. Bei Experimenten am Brookhaven National Laboratory in den USA entdeckten sie 1964 dass künstlich erzeugte Teilchen – sogenannte K-Mesonen – eine grundlegende Symmetrie im Universum verletzen: Wenn sie in ihre Bestandteile zerfallen, entstehen Teilchen und Antiteilchen in unterschiedlicher Zahl. Es handelt sich um die sogenannte CP-Symmetrie, abgeleitet von „Charge“ (englisch: Ladung) und Parität. Sie besagt, dass sich die physikalischen Gesetze nicht ändern, wenn man ein Teilchen durch ein anderes Teilchen ersetzt, das spiegelsymmetrisch zum ersten aufgebaut ist und die entgegengesetzte Ladung besitzt. Kurz darauf erkannte der russische Physiker Andrej Sacharow, dass wir der Verletzung der CP-Symmetrie unsere Existenz verdanken.
Das Rätsel der Symmetriebrechung
Offenbar gibt es also Umstände in der Natur, bei denen diese Symmetrie gebrochen wird. Am europäischen Kernforschungszentrum Cern bei Genf kamen Physiker Ende der 1980er-Jahre dem dahinter stehenden Mechanismus auf die Spur: Nach ihrer Theorie bewirkt die sogenannte Schwache Kraft, dass sich in den Partikeln Quarks vermischen, die unterschiedlichen Teilchenfamilien angehören. Deshalb sollen die K-Mesonen anders zerfallen als ihre Antiteilchen. Die Schwache Kraft ist diejenige der vier Naturkräfte, die eine bestimmte Art von radioaktivem Zerfall auslöst.
Bei K-Mesonen ist der Effekt indes zu gering, als dass sich damit die Asymmetrie im Kosmos erklären ließe. Deshalb wandten sich die Physiker ihren „großen Brüdern“ zu, den sogenannten B-Mesonen. Diese besitzen die fünffache Masse des Protons, leben aber gerade eine billiardstel Sekunde lang. Um aussagekräftige Messergebnisse zu erhalten, werden somit große Teilchenzahlen benötigt. Deshalb bauten Physiker einige Teilchenbeschleuniger als „B-Mesonen-Fabriken“. Einer davon ist das Babar-Experiment, das 1999 am Stanford Linear Accelerator Center in Kalifornien in Betrieb ging. Durch Kollisionen von Elektronen und Positronen entstehen darin B-Mesonen und Anti-B-Mesonen in großer Zahl.
Beweis der Asymmetrie
Die neusten Versuchsreihen lassen die Asymmetrie klar erkennen. Dabei wurden rund 200 Millionen Paare von B-Mesonen und ihren Antiteilchen erzeugt und ihr Zerfall untersucht. Wie sich zeigte, wandelten sich 910 B-Mesonen in bestimmte andere Partikel um. Bei den Anti-B-Mesonen waren es jedoch nur 696.
Weil aber immer noch nicht ganz klar ist, ob nicht doch ein Teil der Ur-Antimaterie irgendwo im All überlebte, fahnden Forscher nach ihren möglichen Spuren. So soll das „Alpha Magnetic Spectrometer“ auf der Internationalen Raumstation ISS installiert werden. Ziel ist, Kerne von Antiatomen aus Antigalaxien zu detektieren – sofern es welche gibt. Vor allem Antisauerstoff oder Antikohlenstoff könnte die Existenz von Gestirnen aus Antimaterie beweisen, denn solche schweren Kerne können sich nur durch Kernfusionsreaktionen in Sternen aus Antimaterie bilden. Allerdings hat sich der Flug des Geräts durch die Probleme der Nasa mit ihrer Raumfährenflotte verzögert. Ursprünglich sollte er 2005 erfolgen, jetzt hoffen die Forscher auf den Transport bei einem der letzten Shuttle-Flüge 2010/11.
Auf der Jagd nach Antimaterie-Resten
Neuste Messergebnisse des Röntgenteleskops Chandra und des Compton-Gamma-Observatoriums der Nasa versetzten der Hoffnung, Gegenwelten im All zu finden, aber einen Dämpfer. Die Nasa-Forscher hatten mit den Satelliten die Strahlung des sogenannten Bullet-Galaxienhaufens gemessen (bullet bedeutet „Geschoss“). In Wahrheit handelt es sich um zwei Haufen, die einander durchdringen. Bei der gigantischen Kollision heizt sich das intergalaktische Gas auf und sendet Röntgenstrahlung aus, die Chandra aufspüren kann. Enthielte das Gas größere Mengen von Antimaterie, müsste daneben auch Gammastrahlung die Erde erreichen. Doch davon fand das Compton-Teleskop keine Spur. Das bedeutet, dass die Antimaterie-Konzentration der intergalaktischen Materie unter drei Teilchen pro Million Materieteilchen liegen muss.
Immerhin haben die Kosmologen mittlerweile eine Idee, wie Teile der im Urknall entstandenen Antimaterie überlebt haben könnte: Unmittelbar nach der Urexplosion trieb ein starkes Energiefeld den jungen Kosmos in Sekundenbruchteilen mit Überlichtgeschwindigkeit auseinander. Bei diesem „Inflation“ genannten Prozess vergrößerte sich sein Volumen exponentiell. Wenn es vorher Klumpen aus beiden Materiearten nebeneinander gab, wurden sie dabei auseinandergerissen. Dann könnte es sein, dass sie heute durch Entfernungen voneinander getrennt sind, die größer sind als der Durchmesser des Universums. In diesem Fall würden wir die Gegenwelten nie finden.
Möglicherweise blieben Antimaterieklumpen aber auf kleineren Skalen übrig, etwa in der Größenordnung von Galaxienhaufen. Deshalb geben die Nasa-Forscher die Suche nicht auf, sondern wollen weitere kollidierende Haufen beobachten. Fänden sie tatsächlich die Gammasignatur einer Spiegelwelt, könnten sie viel über die Geburtsphase des Universums herausfinden – etwa, wie lange der Inflationsprozess dauerte. Das Geheimnis der Antimaterie – und damit unserer Existenz – wäre damit aber noch nicht enträtselt: Die Physiker wissen zwar annähernd, wie die Symmetriebrechung funktioniert. Doch warum der Prozess so verläuft, bleibt immer noch unklar. Jetzt hoffen sie, dass eine vereinheitlichende Theorie, die Quanten- und Relativitätsheorie zur berühmten „„Weltformel“ vereint, eine Erklärung liefert.
Die US-Luftwaffe forscht an Antimaterie-Waffen. An der Eglin Air Force Base in Florida wurde 2004 eine Abteilung mit dem Namen „Revolutionary Munitions“ gegründet. Vollmundig schwärmten ihre Techniker von der Energiedichte der Antimaterie, die rund zehn Milliarden Mal höher sei als die konventioneller Sprengstoffe. Ein Gramm davon, verkündeten sie, enthalte so viel Energie wie 23 mit Wasserstoff und Sauerstoff gefüllte Spaceshuttle-Tanks. Laut damaligen Zeitungsberichten schwadronierte ein Offizier sogar, innerhalb von 15 Jahren könne es den Prototyp eines Antimaterie-Triebwerks geben, dann verpasste das Pentagon der Truppe einen Maulkorb. Daneben werkeln Ingenieurstudenten der Florida State University an einem futuristischen Kampfjet namens E-37, der mit Antimaterie fliegen und schießen soll und endlos lange in der Luft bleibt.
