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Quantengravitation der Elementarteilchen

Raumzeitkrümmung als emergente Verdichtung des Vakuums um eine Masse


Die Gravitation der Allgemeinen Relativitätstheorie ergibt sich aus der Beugung von lichtähnlichen Strukturen in Elementarteilchen-Wirkungsquanten-Strings


Die Quanten-Fluss-Theorie beschreibt die Ursache der Quantengravitation als den Einfluss der Wirkungsquanten eines Elementarteilchen-Strings auf die Lichtgeschwindigkeit der Umgebung. Die Wirkungsquanten strahlen in den Raum ab. Diese virtuellen Wirkungsquanten vermitteln die neue Wechselwirkung der . Die Graviradiation sorgt dafür, dass die Wirkungsquanten der Umgebung verlangsamt und auf ihrer Bahn gebeugt werden. Damit werden auch die aus ihnen bestehenden Photonen — Lichtteilchen — verlangsamt und gebeugt. In den Wirkungsquanten-Strings der Materie-Elementarteilchen, wie beispielsweise des Leptons (siehe ), führt die makroskopische Verlangsamung ihrer Wirkungsquanten zur Verlangsamung ihrer inneren Prozesse und damit ihrer zeitbedingten Alterung — gravitative Zeitdilatation. Die Beugung ihrer Wirkungsquanten ist der Grund für die Anziehung der Gravitation zwischen Materie-Elementarteilchen.

Über diesen Mechanismus vereinheitlicht die neue Theorie letztendlich die Quantenfeldtheorie mit der Allgemeinen Relativitätstheorie. Wird zusätzlich die Graviradiation der Wirkungsquanten des Vakuums untereinander und deren Auswirkung beim Auftreten großer Massenansammlungen berücksichtigt, so scheint es in greifbare Nähe zu rücken, auch das Phänomen der Dunklen Materie zu erklären.

Die nachfolgend in erster Näherung hergeleitete ortsübliche Lichtgeschwindigkeit im dreidimensionalen Raum des äußeren Gravitationsfelds einer homogenen Massenkugel entspricht genau dem der Allgemeinen Relativitätstheorie. Der verwendete Ansatz zur quantitativen Beschreibung der Quantengravitation stammt aus dem Basisteilchenmodell von Albrecht Giese. Im Zentrum seiner Überlegungen steht die Idee, dass ein Elementarteilchen, welches aus rotierenden, lichtähnlichen Basisteilchen aufgebaut ist in seine Umgebung aussendet. Diese Störungswellen von Lichtteilchen oder lichtähnlichen Teilchen in ihrem Umfeld. Andere Materie-Elementarteilchen in der Umgebung, die nach Giese ebenfalls aus lichtähnlichen Basisteilchen bestehen, werden dann durch die Beugung ihrer Bestandteile angezogen.

In der Quanten-Fluss-Theorie werden Gieses Basisteilchen nun durch Wirkungsquanten ersetzt, die zu geschlossenen Strings verbunden sind. Die Störungswellen sind die virtuellen Wirkungsquanten der neuen Graviradiation. Die Quanten-Fluss-Theorie verfeinert also seinen Ansatz durch das neue Modell von Elementarteilchen aus Wirkungsquanten-Strings.

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Film 1: Geladenes Lepton mit hypothetischen sechs wellenförmigen Phasen als Näherungsdarstellung. (In Bezug auf die festgelegte Konvention versehentlich ein Antiteilchen in Up-Orientierung.) In der Realität sind extrem viele, sehr kleine Wirkungsquanten im String, die sehr nahe beieinander liegen.

Ursache

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Wie erzeugen die Wirkungsquanten eines Elementarteilchen-Strings eine gravitative Wirkung?

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Die nachfolgenden Erklärungen werden aus Sicht eines kosmischen Beobachters beschrieben.

Graviradiation

Vereinfacht man den Wirkungsquanten-String eines Materie-Elementarteilchens, so kann man sich diesen als Kreis aus Wirkungsquanten vorstellen, welcher mit ortsüblicher Lichtgeschwindigkeit rotiert (siehe , obere und untere Mitte). Die Wirkungsquanten eines solchen, simplifizierten Strings strahlen durch ihre Wirkungsquanten-Wechselwirkungskegel Störungswellen in Form von Pulsen ihrer Feinstruktur in ihr Umfeld ab; von mir virtuelle Wirkungsquanten genannt (siehe , unten). Die virtuellen Wirkungsqunaten sind als Dichtewellen in den Wirkungsquanten des Bewegungsraums der Qaunten-Fluss-Theorie zu verstehen. Diese vermitteln die neue Wechselwirkung der Wirkungsquanten-Radiation oder kürzer der Graviradiation, was bedeutet, dass sie die makroskopische Geschwindigkeit anderer Wirkungsquanten in ihrem Umfeld verringern und deren Bahn ablenken. (siehe , links).

(Film mit einem Ring aus Wirkungsquanten-Kegeln erstellen?)

Gravitative Wirkung eines simplifizierten Leptons
Abbildung 1 New window: (Überschrift: "Gravitative Wirkung" -> "Graviradiation". Untertext: Blocksatz! Die Wirkungsquanten im String nicht zackig!) Die Darstellung zeigt die gravitative Wirkung eines simplifizierten Wirkungsquanten-Strings auf sein Umfeld. Jedes einzelne Wirkungsquant des Strings erzeugt ständig neue, virtuelle Wirkungsquanten, die ringförmig senkrecht zum String abgestrahlt werden. Ihre Wirkung nimmt daher nur mit 1/r ab.

Die Gravitation ergibt sich aus der Graviradiation in zwei Schritten: Denkt man sich vereinfachend die Verteilung der Wirkungsquanten und der Elementarteilchen lokal sehr gleichmäßig, dann führt die Graviradiation der Wirkungsquanten zusammen mit dem Existenzprinzip zu einem symmetrischen und euklidisch flachen Kosmos, in dem die Bahnen der Wirkungsquanten zu Helixspiralbahnen aufgewickelt sind, die einen Gangwinkel von 45° haben. In diesem theoretischen Szenario gibt es einen inneren Zusammenhalt der Wirkungsquanten des Vakuums durch Graviradiation, aber es gibt keine Gravitation. Dies kommt, weil sich die gegenseitige Beugung aller Wirkungsquanten wegen ihrer gleichmäßigen Verteilung aufhebt.

Gravitation

Die Gravitation kommt erst zustande, wenn die Wirkungsquanten eine lokal asymmetrische Verteilung haben. Also dann, wenn ihre lokale Verteilungssymmetrie gebrochen ist. Das bedeutet, dass größere Wirkungsquanten- beziehungsweise Massenansammlungen vorhanden sind, zum Beispiel durch Dichtefluktuationen. In der nachfolgenden Herleitung der Gravitation werden die das Vakuum bildenden Wirkungsquanten der Vakuum-Elapsonen zur Vereinfachung erst einmal vernachlässigt. Dadurch ist per se eine lokal asymmetrische Verteilung der Wirkungsquanten im Raum gegeben, denn es gibt danach nur Wirkungsquanten in Materie-Elementarteilchen-Strings. Eine Berücksichtigung der Vakuum-Elapsonen und ihrer Wirkungsquanten findet später bei der Erklärung des Phänomens der Dunklen Materie statt.

So ergibt sich die bisher nicht erkannte Ursache der Gravitation in der Quanten-Fluss-Theorie sehr ähnlich wie im Basisteilchenmodell von Albrecht Giese. Die Herleitung Gieses entspricht jedoch nicht exakt der von Einstein beschriebenen Gravitation, sondern kommt ihr formel sehr nahe. Im Basisteilchenmodell ist laut Giese die Ablenkung des Lichts, die jedes einzelne Elementarteilchen verursacht, gleich groß und somit nicht proportional zur Masse des Elementarteilchens.

Die Quanten-Fluss-Theorie entwickelt die Herleitung Gieses weiter, so dass durch den veränderten Ansatz die wird. Aus Gründen, die später erklärt werden, haben nur zwei Stellen des Strings zur gleichen Zeit eine ablenkende Wirkung auf ein vorbei fliegendes Photon, ähnlich wie bei Giese. Doch aufgrund der schnelleren Abfolge der abgestrahlten, virtuellen Wirkungsquanten bei größerer Masse des Strings sind deren Wellenflanken steiler (siehe , unten).
Obwohl alle virtuellen Wirkungsquanten an ihrem Ausgangspunkt — am String — die gleiche Amplitude besitzen, steckt folglich in ihren Wellenzügen Information über die Masse des sie aussendenden Elementarteilchens. Für die aus der der Umgebung entstehende Gravitation ergibt sich so insgesamt eine Proportionalität zur Masse des anziehenden Elementarteilchen-Strings.

Hierdurch lässt sich tatsächlich die richtige Formel für die Lichtgeschwindigkeit im Gravitationsfeld nach Einstein herleiten. Anschließend kann gezeigt werden, dass die bekannte aus der entsprechenden Lichtablenkung der lichtähnlichen Struktur der Elementarteilchen-Strings resultiert. Diese Herleitungen werden nachfolgend im Detail gezeigt.

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Lichtverlangsamung

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Aus virtuellen Wirkungsquanten bestehende Störungswellen verlangsamen das Licht

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• Darauf hinweisen, dass diese Berechnungen im Rahmen des Wirkungsquanten-Bewegungsraums erfolgen und nicht im Rahmen des Licht-Bewegungsraums. Daher ergibt sich die gravitative Rotverschiebung und Zeitdilatation erst korrekt, wenn das Verhältnis von tangentialer und radialer Lichtgeschwindigkeit im hier verwendeten Wirkungsquanten-Bewegungsraum im Verhältnis zur gravitativen Längenkontraktion berücksichtigt wird. Im Licht-Bewegungsraum ist dann in Bezug auf die LG generell p = 0 und in Bezug auf die Rotverschiebung für den tangentialen Fall p = 0 und im radialen Fall p = 1/2 zu setzen, so dass sich die korrekte Rotverschiebungsformel ergibt.

Die nachfolgenden Erklärungen werden aus Sicht eines kosmischen Beobachters beschrieben.

In der folgenden ersten Näherung bleibe ich simplifizierend im Denkschema von Giese: Ich betrachte nur den Einfluss der Wirkungsquanten eines vereinfachten Strings eines Materie-Elementarteilchens. Dabei lasse ich also die Wirkungsquanten des umgebenden Vakuums außer Acht und gehe auch davon aus, dass sich die Wirkungsquanten der vorbei fliegenden Photonen bereits auf Spiralbahnen bewegen. Die Photonen werden also vereinfachend wie verlangsamte Wirkungsquanten behandelt.

Die Störungswirkung der kann man sich nach Giese aus zwei Komponenten bestehend vorstellen: Eine Komponente in tangentialer und die andere in radialer Richtung zum Schwerpunkt des Photons (siehe , Mitte und rechts).

Störung der Lichtbahn durch virtuelle Wirkungsquanten
Abbildung 2 New window: (Transversal in tangential und longitudinal in radial umbennen (dann den Text unten ändern)? v_Abl. zu v_abl umbenennen! c_ph,0 zu c_0 umbennenen (dann auch unten)? c_ph_eff ind c_eff,tan umbennen! c_eff,rad einzeichnen? Die mittlere und rechte Zeichnung drehen? Schreiben, dass die ondulierte Bahn c_0 hat, die andere c_eff!) Die Darstellung zeigt, in Anlehnung an die entsprechenden Abbildungen von Giese, wie Wirkungsquanten eines vorbei fliegenden Photons durch die virtuellen Wirkungsquanten eines Elementarteilchens abgelenkt werden. Die Bewegungsbahn des Photons wird dabei in Bezug auf das Zentrum der Gravitationsquelle in eine tangentiale und eine radiale Komponente zerlegt. Beide Komponenten erfahren eine unterschiedliche Bewegungsänderung.

Je nach Bewegungsrichtung oder -winkel des Photons relativ zur Verbindungslinie zwischen dem Zentrum des gravitativ wirkenden Elementarteilchens und des Photons, wird das Photon entsprechend seiner tangentialen und radialen Bewegungsanteile verlangsamt. Dies kommt, weil die virtuellen Wirkungsquanten-Pulse der Gravitationsquelle die Wirkungsquanten des vorbei fliegenden Photons ablenken (siehe , links). Nach dem Basisteilchenmodell von Giese bewegt sich das Photon durch die Pulse auf einer Zickzackbahn. Aus Sicht der Quanten-Fluss-Theorie führt die Ablenkung zu einer engeren Wicklung der Helixspiralbahn der Wirkungsquanten des Photons. Dies kommt, weil die Wirkungsquanten entsprechend dem Existenzprinzip miteinander verbunden sind.

Der von mir nachfolgend benutzte Symbolismus, mit nur tiefgestellten Zeichen vor den Variablen, drückt den Ort der Beobachtung und die Richtung der Lichtbewegung aus Sicht eines kosmischen Beobachters aus und läuft nach dem selben Schema wie im Kapitel „Alterung und strukturierter Raum“. Die Bewegungen beziehen sich alle auf die unverzerrte Wirkungsquanten-Struktur des Kosmos und nicht auf den verzerrten, strukturierten Raum des Kosmos. (Wieso steht dann ein p mit vor dem c? Das p ersetzt tan und rad. Es wird benötigt, weil hier der Übergang von einer unverzerrte Wirkungsquanten-Struktur zum verzerrten, strukturierten Raum beschrieben wird, wodurch eine Richtungsabhängigkeit entsteht.) Die sich ergebende Lichtgeschwindigkeit im dreidimensionalen Raum ist vom Ort und von der Bewegungsrichtung abhängig und spiegelt damit die Raumzeitkrümmung der Allgemeinen Relativitätstheorie wider. In der Quanten-Fluss-Theorie drückt sich die Raumzeitkrümmung allerdings in einer realen Verzerrung des strukturierten Raums in Bezug auf die Wirkunsgquanten-Struktur des Kosmos aus.

Die tangentiale Änderung der Lichtgeschwindigkeit im dreidimensionalen Raum beim Radius r im Gravitationsfeld ergibt sich aus Sicht des kosmosmischen Beobachters durch die zusätzliche, transversale Bewegung des Photons beziehungsweise seiner Wirkungsquanten ±vabl (siehe , Mitte), welche durch die Ablenkung verursacht wird:

{{_{\tiny{r,tan}}c_{\pm}}\;\;\;=\;\;\;\sqrt{{{_{\tiny{0}}c}^{2}}\;-\;(\pm{_{\tiny{r}}v_{abl}})^{2}}} (QGra.LV.1)
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{\Rightarrow\hspace{20mm}{_{\tiny{r,tan}}c}\;\;\;=\;\;\;\sqrt{{_{\tiny{0}}c}^{2}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}^{2}}}} (QGra.LV.2)
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{\Leftrightarrow\hspace{20mm}{_{\tiny{r,tan}}c}\;\;\;=\;\;\;{_{\tiny{0}}c}\;\cdot\;\sqrt{1\;-\;\frac{{_{\tiny{r}}v_{abl}^{2}}}{{_{\tiny{0}}c}^{2}}}} (QGra.LV.3)

Bei einer zeitlichen Mittelung aus Sicht des kosmischen Beobachters — Zeit im Sinne von Alterung (Warum das? Unten ist es die Zeit des Kosmos t! Weil die Zeit des Kosmos t an jedem Ort im Kosmos der Zeit des kosmischen Beobachters entspricht?) — verändert sich das Ergebnis von r,tanc gegenüber r,tanc± nicht, weil das Vorzeichen von ±vabl durch das Quadrat keine Bedeutung besitzt. Anders ist dies im folgenden Fall von r,radc.

Die radiale Änderung der Lichtgeschwindigkeit im Gravitationsfeld ergibt sich aus der zusätzlichen, longitudinalen Bewegung des Photons beziehungsweise seiner Wirkungsquanten ±vabl (siehe , links) folgender maßen, wenn wph die Strecke ist, welche das Licht für den kosmischen Beobachter zurücklegt, und t die Zeit des Kosmos ist:

{{_{\tiny{r,rad}}c_{\pm}}\;\;\;=\;\;\;{_{\tiny{0}}c}\;\pm\;{_{\tiny{r}}v_{abl}}} (QGra.LV.4)

Zur Berechnung des zeitlichen Mittelwerts aus Sicht des kosmischen Beobachters muss das Geschehen als Prozess gedacht werden. Demnach ist der Fortgang eines Prozesses, also seine Alterung, dann gleich, wenn Licht, egal wie schnell es sich im Raum bewegt, die gleiche Strecke zurückgelegt hat; in unserem Fall wph als konstant angenommene Hilfsstrecke.

Die örtsüblliche Lichtgeschwindigkeit im dreidimensionalen Raum r,tanc im Gravitationsfeld lässt sich dann durch die Zeit t berechnen, welche das Licht benötigt, um die vorgegebene Strecke wph zu überwinden:

{{_{\tiny{r,rad}}c}\;\;\;=\;\;\;\frac{{w_{ph}}}{t}} (QGra.LV.5)
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{\Leftrightarrow\hspace{20mm}t\;\;\;=\;\;\;\frac{{w_{ph}}}{{_{\tiny{r,rad}}c}}} (QGra.LV.6)
{\Rightarrow\hspace{20mm}t_{\pm}\;\;\;=\;\;\;\frac{{w_{ph}}}{{_{\tiny{r,rad}}c_{\pm}}}} (QGra.LV.7)
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{\Leftrightarrow\hspace{20mm}t_{\pm}\;\;\;=\;\;\;\frac{{w_{ph}}}{{_{\tiny{0}}c}\;\pm\;{_{\tiny{r}}v_{abl}}}} (QGra.LV.8)

Hier ist das Vorzeichen von ±vabl von entscheidender Bedeutung. Die im Mittel der Lichtgeschwindigkeit r,radc± entsprechende Zeit ergibt sich dann zu:

{t\;\;\;=\;\;\;\frac{t_{-}\;%2B\;t_{%2B}}{2}} (QGra.LV.9)
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{\Leftrightarrow\hspace{20mm}t\;\;\;=\;\;\;\frac{1}{2}\;\cdot\;\Bigl(\frac{{w_{ph}}}{{_{\tiny{0}}c}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}}}\;%2B\;\frac{{w_{ph}}}{{_{\tiny{0}}c}\;%2B\;{_{\tiny{r}}v_{abl}}}\Bigr)} (QGra.LV.10)
{\Leftrightarrow\hspace{20mm}t\;\;\;=\;\;\;} {\frac{1}{2}\;\cdot\;\Bigl(\frac{{w_{ph}}\;\cdot\;({_{\tiny{0}}c}\;%2B\;{_{\tiny{r}}v_{abl}})}{({_{\tiny{0}}c}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}})\;\cdot\;({_{\tiny{0}}c}\;%2B\;{_{\tiny{r}}v_{abl}})}\;%2B\;} {\frac{{w_{ph}}\;\cdot\;({_{\tiny{0}}c}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}})}{({_{\tiny{0}}c}\;%2B\;{_{\tiny{r}}v_{abl}})\;\cdot\;({_{\tiny{0}}c}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}})}\Bigr)} (QGra.LV.11)
{\Leftrightarrow\hspace{20mm}t\;\;\;=\;\;\;\frac{1}{2}\;\cdot\;\Bigl(\frac{{w_{ph}}\;\cdot\;({_{\tiny{0}}c}\;%2B\;{_{\tiny{r}}v_{abl}})}{{_{\tiny{0}}c}^{2}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}}^{2}}\;%2B\;} {\frac{{w_{ph}}\;\cdot\;({_{\tiny{0}}c}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}})}{{_{\tiny{0}}c}^{2}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}}^{2}}\Bigr)} (QGra.LV.12)
{\Leftrightarrow\hspace{20mm}t\;\;\;=\;\;\;} {\frac{{w_{ph}}}{2}\;\cdot\;\frac{({_{\tiny{0}}c}\;%2B\;{_{\tiny{r}}v_{abl}})\;%2B\;({_{\tiny{0}}c}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}})}{{_{\tiny{0}}c}^{2}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}}^{2}}} (QGra.LV.13)
{\Leftrightarrow\hspace{20mm}t\;\;\;=\;\;\;{w_{ph}}\;\cdot\;\frac{{_{\tiny{0}}c}}{{_{\tiny{0}}c}^{2}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}}^{2}}} (QGra.LV.14)
{\Leftrightarrow\hspace{20mm}t\;\;\;=\;\;\;\frac{{w_{ph}}}{\frac{{_{\tiny{0}}c}^{2}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}}^{2}}{{_{\tiny{0}}c}}}} (QGra.LV.15)
{\Leftrightarrow\hspace{20mm}\frac{{w_{ph}}}{t}\;\;\;=\;\;\;\frac{{_{\tiny{0}}c}^{2}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}}^{2}}{{_{\tiny{0}}c}}} (QGra.LV.16)
{\Leftrightarrow\hspace{20mm}{_{\tiny{r,rad}}c}\;\;\;=\;\;\;\frac{{_{\tiny{0}}c}^{2}\;-\;{_{\tiny{r}}v_{abl}}^{2}}{{_{\tiny{0}}c}}} (QGra.LV.17)
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{\Leftrightarrow\hspace{20mm}{_{\tiny{r,rad}}c}\;\;\;=\;\;\;{_{\tiny{0}}c}\;\cdot\;\Bigl(1\;-\;\frac{{_{\tiny{r}}v_{abl}}^{2}}{{_{\tiny{0}}c}^{2}}\Bigr)} (QGra.LV.18)

Wenn man die Formeln und vergleicht, so fällt deren Ähnlichkeit auf. Beide Formeln lassen sich zusammenfassen, wenn man eine Potenz p einführt, die im tangentialen Fall den Wert p = 1/2 und im radialen Fall den Wert p = 1 besitzt:

{\Leftrightarrow\hspace{20mm}{_{\tiny{r,p}}c}\;\;\;=\;\;\;{_{\tiny{0}}c}\;\cdot\;\Bigl(1\;-\;\frac{{_{\tiny{r}}v_{abl}}^{2}}{{_{\tiny{0}}c}^{2}}\Bigr)^{p}} (QGra.LV.19)

Eine angenommene, ablenkende Wirkung hele,eff der virtuellen Wirkungsquanten ist proportional zur Anzahl der Wirkungsquanten im Elementarteilchen nele,wq als auch zu deren einzelner Wirkung h und damit zur Masse des Elementarteilchens. Also wie in der beschriebenen. Die Wirkungsquanten-Anzahl und die Masse des Elementarteilchens können über die Masse eines Wirkungsquants mwq in Bezug gesetzt werden:

{n_{ele,wq}\;\;\sim\;\;  m_{ele}} (QGra.LV.20)
{\Rightarrow\hspace{20mm}n_{ele,wq}\;\;=\;\;  \frac{m_{ele}}{m_{wq}}} (QGra.LV.21)
{h_{ele,eff}\;\;\sim\;\;  h \;\cdot\; n_{ele,wq}} (QGra.LV.22)
{\Rightarrow\hspace{20mm}h_{ele,eff}\;\;=\;\;  g_{0}\;\cdot\; h \;\cdot\; n_{ele,wq}} (QGra.LV.23)
{\Leftrightarrow\hspace{20mm}h_{ele,eff}\;\;=\;\;  g_{0}\;\cdot\; h \;\cdot\; \frac{m_{ele}}{m_{wq}}} (QGra.LV.24)

Dabei nimmt ihre effektiv ablenkende Wirkung bei größerem Abstand umgekehrtproportional mit dem Abstand r vom Schwerpunkt der Gravitationsquelle ab.
Um zu verstehen, warum die Wirkung der virtuellen Wirkungsquanten mit 1/r abnimmt, muss man verstehen, warum sich die virtuellen Wirkungsquanten nur ringförmig um den simplifizierten String ausbreiten. Wie Giese an anderer Stelle in seinem Basisteilchenmodell ausführt, verändert sich die Ausbreitung von lichtschnellen Wechselwirkungsteilchen, wenn das abstrahlende Teilchen sich bewegt. Die Veränderung vollzieht sich dabei in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit so, dass sich das abgestrahlte Feld in Bewegungsrichtung umso mehr abflacht, je größer die Geschwindigkeit ist.(Link) Erreicht das abstrahlende Teilchen Lichtgeschwindigkeit, wie die simplifizierten Wirkungsquanten im Elementarteilchen-String, dann werden effektiv nur noch Wechselwirkungsteilchen senkrecht zur Bewegungsrichtung abgestrahlt. Eine senkrechte Abstrahlung der virtuellen Wirkungsquanten bedeutet eine ringförmige Ausbreitung um die Bahn des Strings. Eine ringförmige Ausbreitung bedeutet, eine Abnahme der ablenkenden Wirkung mit 1/r.

Allerdings wirken dann zwei Stellen auf einem Elementarteilchen-String zugleich (siehe ). Bei der Berechnung der Abnahme der ablenkenden Wirkung rh kann der geringe Positionsunterschied, vom zweifachen Teilchenradius rele, der beiden Stellen auf dem String bei großen Abständen r vernachlässigt werden kann:

{{_{r}h}\;\;\;=\;\;\;\frac{1}{r\;-\;r_{ele}}\;%2B\;\frac{1}{r\;%2B\;r_{ele}}} (QGra.LV.25)
{r_{ele}\;\;\;\ll\;\;\;r} (QGra.LV.26)
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{\Rightarrow\hspace{20mm}\frac{1}{r\;-\;r_{ele}}\;%2B\;\frac{1}{r\;%2B\;r_{ele}}\;\;\;\approx\;\;\;\frac{2}{r}} (QGra.LV.27)
{\Leftrightarrow\hspace{20mm}{_{r}h}\;\;\;\approx\;\;\;\frac{2}{r}} (QGra.LV.28)
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{\Rightarrow\hspace{20mm}{_{r}h}\;\;\;=\;\;\;\frac{2}{r}} (QGra.LV.29)

Der Einfachheit halber wird abschließend angenommen, dass es sich um Gleichheit handelt.

Die insgesamt resultierende Ablenkungsgeschwindigkeit vabl ist die Summe aller einzelnen Ablenkungen durch die virtuellen Wirkungsquanten. Die einzelnen Ablenkungen erreichen die Bahn des Photons in zufälligen Zeitabständen. Zufällig deshalb, weil letztendlich nicht nur die Wirkungsquanten des einen Elementarteilchen-Strings wirken, sondern auch die, welche zu den Strings der virtuellen Teilchen im Umfeld des Elementarteilchens gehören. Diese sind an das Elementarteilchen gekoppelt, was nach der Quanten-Fluss-Theorie auch dem Higgs-Mechnismus entspricht.
Aus diesem Grund müssen die Regeln der Zufallsstatistik Anwendung finden, was bedeutet, dass sich die effektive Ablenkungsgeschwindigkeit proportional zur Quadratwurzel der einzelnen Ablenkungen berechnet, wenn man gv als Proportionalitätskonstante einführt:

{{_{\tiny{r}}v_{abl}}\;\;\;\sim\;\;\;\sqrt{{_{r}h}\;\cdot\;h_{ele,eff}}} (QGra.LV.30)
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{\Leftrightarrow\hspace{20mm}{_{\tiny{r}}v_{abl}}\;\;\;\sim\;\;\;\sqrt{2\;\cdot\;\frac{h_{ele,eff}}{r}}} (QGra.LV.31)
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{\Rightarrow\hspace{20mm}{_{\tiny{r}}v_{abl}}\;\;\;=\;\;\;g_{v}\;\cdot\;\sqrt{2\;\cdot\;\frac{h_{ele,eff}}{r}}} (QGra.LV.32)

Wenn nun die Formel in die Formel und diese in die Formel eingesetzt wird, ergibt sich:

{\Rightarrow\hspace{20mm}{_{\tiny{r,p}}c}\;\;\;=\;\;\;{_{\tiny{0}}c}\;\cdot\;\Bigl(1\;-\;\frac{\Bigl(g_{v}\;\cdot\;\sqrt{2\;\cdot\;\frac{h_{ele,eff}}{r}}\Bigr)^{2}}{{_{\tiny{0}}c}^{2}}\Bigr)^{p}} (QGra.LV.33)
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{\Leftrightarrow\hspace{20mm}{_{\tiny{r,p}}c}\;\;\;=\;\;\;{_{\tiny{0}}c}\;\cdot\;\Bigl(1\;-\;2\;\cdot\;\frac{g_{v}^{2}\;\cdot\;h_{ele,eff}}{{_{\tiny{0}}c}^{2}\;\cdot\;r}\Bigr)^{p}} (QGra.LV.34)
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{\Leftrightarrow\hspace{20mm}{_{\tiny{r,p}}c}\;\;\;=\;\;\;} {{_{\tiny{0}}c}\;\cdot\;\Bigl(1\;-\;2\;\cdot\;\frac{g_{v}^{2}\;\cdot\;g_{0}\;\cdot\;\frac{h}{m_{wq}}\;\cdot\;m_{ele}}{{_{\tiny{0}}c}^{2}\;\cdot\;r}\Bigr)^{p}} (QGra.LV.35)

Vergleicht man das Ergebnis mit der entsprechenden Formel für die Lichgeschwindigkeit im Gravitationsfeld nach Einstein, welches eine zentrale Masse besitzt (äußere Lösung der Schwarzschild-Metrik?), so ergibt sich für die Gravitationskonstante G, wenn die Masse M eines Körpers mit der Masse des Elementarteilchens mele gleichgesetzt wird:

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{M\;\;\;=\;\;\;m_{ele}} (QGra.LV.36)
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{{_{\tiny{r,p}}c}\;\;\;=\;\;\;{_{\tiny{0}}c}\;\cdot\;\Bigl(1-2\;\cdot\;\frac{G\;\cdot\;M}{{_{\tiny{0}}c}^{2}\;\cdot\;r}\Bigr)^{p}} (QGra.LV.37)
{\Rightarrow\hspace{20mm}G\;\;\;=\;\;\;g_{v}^{2}\;\cdot\;g_{0}\;\cdot\;\frac{h}{m_{wq}}} (QGra.LV.38)

Man bekommt so die Idee einer Struktur der Gravitationskonstanten, wobei die genauen Werte von drei von den vier Konstanten noch nicht bekannt sind. Der Wert der Gravitationskonstanten kann also noch nicht hergeleitet werden. Dieses Manko teilt die Quanten-Fluss-Theorie derzeit noch mit der Allgemeinen Relativitätstheorie in der die Gravitationskonstanten schlicht als gemessener Wert eingesetzt wird. Es besteht aber Hoffnung dieses hohe Ziel der Herleitung mit der Quanten-Fluss-Theorie zu erreichen.

Die Quanten-Fluss-Theorie ist in der Lage, eine wichtige Eigenschaft des Gravitationsfelds entsprechend der Allgemeinen Relativitätstheorie aus der von ihr beschrieben Struktur der Elementarteilchen herzuleiten: Die Lichgeschwindigkeit im Gravitationsfeld einer homogenen Massenkugel. Dies kann als deutlicher Hinweis auf eine Vereinheitlichung von Quantenmechanik und Allgemeiner Relativitätstheorie gewertet werden.

Die gravitative Anziehung von Elementarteilchen wird im weiteren Verlauf erklärt.

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Lichtbeugung

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Eine lokal unterschiedliche Verlangsamung des Lichts erzeugt seine Beugung

Das Licht oder besser die Photonen im Umfeld einer Gravitationsquelle bestehen ihrerseits aus Wirkungsquanten-Strings. Fliegt ein Photon vorbei, so werden seine Wirkungsquanten in der Bewegungsrichtung des Photons . Und zwar je stärker, umso näher sie der Gravitationsquelle sind. Die Photonen des Lichts erfahren dadurch eine Beugung, weil ihre dichter an der Gravitationsquelle befindlichen Wirkungsquanten langsamer sind als ihre übrigen Wirkungsquanten (siehe ).

(Photon-)Elapson-Beugung
Abbildung 3 New window: Die von der Masse ausgesandten virtuellen Wirkungsquanten (Störungswellen) verringern die Geschwindigkeit der Wirkungsquanten eines vorbei fliegenden Photons umso stärker, je näher sie der Masse sind. Dadurch verringert sich die Wellenlänge λinnen des Photons auf der der Masse zugewandten Seite stärker, als λaußen auf der abgewandten Seite. Das Photon wird zur Masse hin gebeugt.

Die sich dadurch ergebende Ablenkung des Lichts durch einen massiven Himmelskörper wie unsere Sonne entspricht den Beobachtungen, wie Giese in seiner Arbeit zeigt.

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→   Vakuum, Higgs-Feld und Wechselwirkungen

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Mechanismus der Gravitation

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Gravitation ist immer Lichtbeugung — auch im Falle eines angezogenen Elementarteilchens mit Ruhemasse

Die uns im Alltag begegnende Gravitation, also der Grund, warum der Apfel von Baum fällt, ergibt sich in der Quanten-Fluss-Theorie durch die Struktur eines Wirkungsquanten-Strings mit Ruhemasse. Die sich im Leptonen-Modell parallel zur Lichtbahn bewegenden und um diese rotierenden Wirkungsquanten werden genau wie das (siehe ).

Gravitation zwischen Ruhemassen
Abbildung 4 New window: Die beständige Beugung der Wirkungsquanten eines Elementarteilchens in Richtung der anziehenden Masse führt dazu, dass ein Elementarteilchen in Richtung der anziehenden Masse beschleunigt wird.

Während der Wirkungsquanten-String rotiert werden seine Wirkungsquanten beständig in Richtung der anziehenden Masse gebeugt. Giese ist es gelungen, die in Experimenten beobachtete und aus der Schule bekannte, klassische gravitative Beschleunigung aus der Lichtbeugung zu berechnen.

Sollte sich das Elementarteilchenmodell der Quanten-Fluss-Theorie insgesamt als mit dem Standarmodell der Teilchenphysik equivalent herausstellen, so ergibt sich insgesamt ein starker Hinweis auf eine Vereinheitlichung der Quantenmechanik mit der Allgemeinen Relativitätstheorie durch die Quanten-Fluss-Theorie.

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→   Mechanismus der GravitationEmergente Gravitation
→   QuantengravitationLeptonen-Modell

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Keine problematische Singularität

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Alle Strukturen haben eine Ausdehnung, nichts ist wirklich Punktförmig

Eine willkommene Besonderheit des Elementarteilchenmodells(Link) der Quanten-Fluss-Theorie besteht darin, dass sowohl der Wirkungsquanten-String als auch die Wirkungsquanten nicht punktförmig sind, sondern eine Ausdehnung besitzen. Aus diesem Grund hat die Quanten-Fluss-Theorie kein Problem mit unphysikalischen Singularitäten; sprich, mit unendlich großer Gravitation. In der , oberer Teil, erkennt man dies daran, dass die Spitzen des Gravitationsfeldes nach oben hin abgeschnitten sind. Genau an dieser Stelle gibt es bei vielen anderen Ansätzen zur Vereinheitlichung der Quantenmechanik mit der Allgemeinen Relativitätstheorie Probleme, weil die unendlichen Werte mathematische Formulierungen erschweren oder unmöglich machen.

Die Quanten-Fluss-Theorie enthält keine problematischen Singularitäten. Aus diesem Grund ist eine zur Lösung dieses Problems sonst notwendige, schwierige oder unmögliche, sogenannte Renormierung(Verweis) der Gravitation nicht notwendig.

Die fraktale Struktur der Wirkungsquanten führt dazu, dass man sich einem Wirkungsquant nicht beliebig annähern kann, ohne das sich sein Erscheiningsbild verändert. Bei Annäherung löst es sich in seine Mikrowirkungsquanten auf, aus denen es besteht.

→   Wirkungsquanten-Strings und Vakuum-ElapsonenNeue Physik
→   Fraktales UniversumNeue Physik
→   Problem der SingularitätenNotwendige Vereinheitlichung

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Großräumige Gravitation

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Betrachtung von Elapsonen- und Wirkungsquanten-Dichte unter Berücksichtigung der daraus entstehenden Gravitation des Vakuums

Zum Verständis der großräumigen Gravitationsphänomene der Galaxien und des Kosmos rückt die Betrachtung von Elapsonen- und Wirkungsquanten-Dichte und deren Beziehung in den Mittelpunkt. Dies gilt auch für extreme Gravitationsphänomene, wie sie bei Schwarzen Löchern auftreten.

Spannend wird es, wenn die Vereinfachungen, welche zur Einsteinschen Formel führen, reduziert werden:

Ich vermute, dass eine Berücksichtigung der Wirkungsquanten des Vakuums die Einsteinsche Formel so verändert, dass das Phänomen der sogenannten Dunklen Materie zum Vorschein kommt. In einem Sonnensystem spielt die Gravitation der Wirkungsquanten des Vakuums keine große Rolle. Am Rande einer Galaxie nimmt die Menge der zu berücksichtigen Wirkungsquanten jedoch mit dem Volumen der hypothetischen Sphäre um das Zentrum der Galaxie zu, auf welcher bespielsweise unsere Sonne angesiedelt gedacht werden kann. Die Wirkungsquanten innerhalb der Sphäre sind auch gegenüber denen außerhalb dichter im Raum gepackt.

Diese Vermutung ist in Zukunft mittels Berechnungen und Simulationen zu untersuchen und wäre bei ihrer Bestätigung ein gewichtiger Hinweis auf die Richtigkeit der Quanten-Fluss-Theorie.

Dies schließt die Existenz von Elementarteilchen nicht aus, welche keine elektrische Polarisation in ihrem String tragen und deshalb auch als Dunkle Materie wirken. Vielleicht sind solche Elementarteilchen aber zur Erklärung gar nicht notwendig.

→   Emergente Gravitation
→   Emergente Gravitation begründet MOND

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Fußnoten

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1. Vgl. Smolin, Die Zukunft der Physik, Kap. 6 Quantengravitation: Am Scheideweg, S. 126—149.
Sekundärliteratur:
Vgl. Kiefer, »Auf dem Weg zur Quantengravitation«.
Vgl. Nicolai, »Auf dem Weg zur Physik des 21. Jahrhunderts«.
Internet:
Vgl. Wikipedia, Quantengravitation.
Vgl. Max Planck Institute for Gravitational Physics, »Relativität und Quanten«.
Vgl. Smolin, »Schauspiel auf veränderlicher Bühne«.
2. (Primärliteratur einfügen!)
Internet:
Vgl. Wikipedia, Zeitdilatation, 2 Zeitdilatation durch Gravitation.
3. (Primärliteratur einfügen!)
Internet:
Vgl. Wikipedia, Quantenfeldtheorie.
4. Vgl. Fließbach, Allgemeine Relativitätstheorie.
Vgl. Harrison, Kosmologie, Kap. 8 Allgemeine Relativitätstheorie, S. 253—290.
Vgl. Born, Die Relativitätstheorie Einsteins, Kap. VII. Die allgemeine Relativitätstheorie Einsteins, S. 266—324.
Vgl. Einstein, »Die Grundlagen der allgemeinen Relativitätstheorie«.
Internet:
Vgl. Wikipedia, Allgemeine Relativitätstheorie.
5. Vgl. Giese, The Origin of Gravity.
6. Vgl. Giese, The Origin of Gravity.
7. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Kap. 6 The Cause of Gravity, S. 8—10, hier S. 8, 10. Dies kommt, weil laut Giese immer nur zwei gleiche Störungswellen je Elementarteilchen wirken, ganz unabhängig von der Masse des Elementarteilchens.
Nach meiner Meinung unterscheiden sich die Störungswellen der Elementarteilchen, je nach dessen Masse, so dass sich doch eine Proportionalität ergeben könnte. Dies kommt aus meiner Sicht, weil die Störungswellen bei einem schwereren Elementarteilchen durch dessen schnellere Rotation in kürzeren Zeitabständen folgen. Auch würden die Felder, welche die Basisteilchen abstrahlen und sie dadurch zusammen halten, stärker sein, wenn die Basisteilchen bei höherer Masse in kleinerem Radius umeinander kreisen. Aus diesem Grund sind ihre Flanken steiler sowie höher und folglich ihre ablenkende Wirkung entsprechend größer. Bisher konnte ich diese Einschätzung nicht mit Giese klären (Stand 20.07.2013).
8. Vgl. Huß, Die Gravitonen-Fluss-Theorie, v7.381, Kap. 13.1 Ansatz zur quantitativen Formulierung der Lichtgeschwindigkeit im Gravitationspotenzial, S. 141—149. Dort werden Wirkungsquanten noch als Gravitonen bezeichnet.
9. Vgl. Fließbach, Allgemeine Relativitätstheorie, Teil III Physikalische Grundlagen der ART, Kap. 12 Gravitationsrotverschiebung, S. 58—64, hier S. 61.
Internet:
Vgl. Wikipedia, Gravitational redshift, Definition.
Vgl. Wikipedia, Ereignishorizont, Bedeutung und Eigenschaften des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs, Gravitative Rotverschiebung.
10. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, S. 19—22, hier Abbildungen C2, C3, S. 21.
11. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, S. 19—22, hier Abbildungen C1, C2, C3, S. 20—21.
12. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, S. 19—22, hier Abbildungen C1, S. 20.
13. Internationaler Standard: Vgl. NIST, CODATA Value: speed of light in vacuum.
Internet:
Wiki einpflegen.
14. (Primärliteratur einfügen!)
Internet:
Vgl. Wikipedia, Allgemeine Relativitätstheorie, Grundlegende Konzepte, Raumzeitkrümmung.
15. Hier wird in Polarkoordinaten gedacht: Die tangentiale Koordinate entspricht der Komponente der Lichtbewegung, welche sich nur im Kreis um die Quelle bewegt, die dann nur transversal beeinflusst wird.
16. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, S. 19—22, hier Formel C.2, S. 21.
17. Hier wird in Polarkoordinaten gedacht: Die radiale Koordinate entspricht der Komponente der Lichtbewegung, welche sich nur in Richtung Quelle oder von ihr weg bewegt, welche dann nur longitudinal beeinflusst wird.
18. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, S. 19—22, hier S. 21.
19. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, S. 19—22, hier Formel C.3, S. 21.
20. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, S. 19—22, hier Formel C.4, S. 21.
21. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, S. 19—22, hier Formel C.4, S. 21.
22. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, S. 19—22, hier S. 22.
23. Die nachfolgenden Formel erscheinen einigermaßen logisch, aber sind im Moment noch sehr spekulativer Natur. Hier ist eine detailierte Herleitung gesucht und von meiner Seite in Vorbereitung.
24. Vgl. Giese, Relativistic Contraction without Einstein!.
25. Dies muss an anderer Stelle noch explizit aus Gieses Überlegungen hergeleitet werden.
26. Vgl. Wikipedia, Standardabweichung.
27. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, S. 19—22, hier S. 22.
28. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, S. 19—22, hier Formel C.5, S. 22.
29. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Kap. 2 Bending of a Beam of Light Passing a Massive Object, S. 1—4, hier Formel 2.1, S. 1.
Diese Formel kann man aus der Veränderung der Detektorwellenlänge der Schwarzschild-Lösung herleiten:
Vgl. Harrison, Kosmologie, Kap. 9 Schwarze Löcher, S. 291—323, hier S. 295, ergänzendes S. 297, 320.
Internet:
Vgl. Wikipedia, Gravitational redshift, Definition.
30. Vgl. Huß, Die Gravitonen-Fluss-Theorie, v7.381, Kap. 13.1 Ansatz zur quantitativen Formulierung der Lichtgeschwindigkeit im Gravitationspotenzial, S. 141—149, hier Formel 13.17, S. 145. Dort hat die Formel noch eine leicht andere Form.
31. Wie gesagt, der detailierte Ansatz ist noch spekulativ, aber der Fortschritt im Vergleich zu Gieses Formulierung besteht darin, dass sich so eine nachvollziehbare, realistische Proportionalität zur Masse ergibt. Eine genaue Herleitung der unbekannten Konstanten wird gesucht. Hinweise darauf sind erbeten.
32. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Kap. 2 Bending of a Beam of Light Passing a Massive Object, S. 1—4, hier S. 3.
33. Vgl. Huß, Die Gravitonen-Fluss-Theorie, v7.381, Kap. 5.3.2 Wechselwirkung von potenzialen Photonen-Beugungssystemen, S. 103—109, hier S. 104.
34. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Kap. 3 Relationship between Gravity and the Basic Particle Model, S. 4—6, hier S. 5—6.
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Stand 07. Mai 2017, 14:00 CET.