Kosmologie

§ KA Anfang und Ende des Universums

§ KD       entfallen

§ KE 14-dimensionaler Kosmos

Die Stringtheorien arbeiten mit 9 oder 10 Raumdimensionen und einer Zeitdimension. Sie kann aber nach Smolin [28] nicht erklären, warum unsere Welt aus drei Raumdimensionen und einer Zeitdimension besteht. In seiner Anmerkung auf Seite 303 schreibt er: ”Die Stringtheorie leistet das nicht; stattdessen legt sie die Gesamtzahl der Dimensionen einfach fest, einschließlich möglicher mikroskopische Dimensionen. Das könnte in Ordnung sein, wenn es uns nicht unendliche Wahlmöglichkeiten für die Geometrie und Anzahl dieser angenommenen winzigen Dimensionen an die Hand gäbe.”

Hier soll ein alternatives Modell des Universums gezeigt werden, das aus zehn Raumdimensionen und vier Zeitdimensionen besteht, wobei unser bekanntes Universum mit drei Raumdimensionen und einer Zeitdimension vollständig enthalten ist. In diesem (10R+4t)-Universum ist unser herkömmliches (3R+1t)-Universum von einer zusätzlichen Raumdimension und drei zusätzlichen Zeitdimensionen, an die je zwei Raumdimensionen (Füßchen) binden, umgeben. Die 14 Dimensionen bilden ein abgeschlossenes Sytem, wenn die Zeitdimensionen jeweils fünf Bindungen mit Raumdimensionen eingehen können und die Raumdimensionen jeweils zwei Bindungen zur Verfügung haben. Zeitdimensionen untereinander und Raumdimensionen untereinander können keine Bindungen eingehen.

Im Bild 1 ist das (10R+4t)-Universum dargestellt.

               Bild 1: Dimensionsmodell des (10R+4t)-Universums

Das in Bild 1 gezeigt Universum mit den 14 Elementen (planare Darstellung) kann in eine dreidimensionale Überstruktur umgeformt werden (Bild 2). Dann entstehen zwei ineinander geschachtelte Tetraeder mit jeweils zwei Füßchen an den Ecken des äußeren Tetraeders (Doppeltetraedermodell – DTM). Das innere Tetraeder besteht aus dem (3R+1t)-Universum. An den Ecken der Grundfläche des inneren Tetraeders befinden sich die drei Raumdimensionen R, an seiner Spitze befindet sich die Zeidimesion t. An den Ecken der Grundfläche des äußeren Tetraeders befinden sich die drei Zeitdimensionen t_a, an seiner Spitze befindet sich die Raumdimension R_a. R_a bindet doppelt an t, so daß alle fünf Bindungen von t besetzt sind. Außerhalb des äußeren Tetraeders befinden sich an jeder der drei Zeitdimensionen t_a zwei Raumdimensionen R_F, die jeweils doppelt an t_a gebunden sind und als Füßchen bezeichnet werden. Bild 2.

Bild 2: Dimensionsmodell des (10R+4t)-Universums im 3-dimensionalen Überraum

Eigenschaften

Dinge, die sich in den drei Raumdimensionen R befinden, sind sichtbar während die Zeitdimensionen t und t_a unsichtbar sind, was mit der Erfahrung im (3R+1t)-Universum übereinstimmt. Es wird gefordert, daß alle doppelt an eine Zeitdimension gebundenen Raumdimensionen ebenfalls unsichtbar sind. (Unsichtbar in diesem Sinne bedeutet nicht, daß die „unsichtbaren Dinge“ nur dadurch nicht sichtbar sind, weil der „Lichtweg“ vom Betrachter zu diesem „Ding“ durch ein undurchsichtiges Objekte behindert ist. Unsichtbar bedeutet, das es weder Licht ausstrahlt noch absorbieren kann.) Unsichbarkeit von Raum- und Zeitdimensionen heißt aber auch nicht, daß sie wirkungslos sind. Ob die unsichtbaren Raumdimensionen mikroskopisch eingerollt sind, wie z.B. in den Stringtheorien, sei dahingestellt.

Phänomene

Verschränkte Teilchen

Bei Experimenten mit verschränkten Teilchen (A und B) hat man die Erfahrung gemacht, daß wenn man die Eigenschaft des Teilchens A erkannt hat, augenblicklich auch die Eigenschaft des Teilchen B festgelegt ist. Das gelingt auch über Entfernungen zwischen den Teilchen A und B, die mehrere 100 km betragen können. Wie kann es sein, daß hier eine Informationsübertragung mit mehrfacher Lichtgeschwindigkeit stattfinden kann? Die Überschreitung der Lichtgeschwindigkeit bei der Informationslübertragung ist eine scheinbare im (3R+1t)-Universum. Die Zeitdimension t ist nämlich noch mit der Raumkoordinate R_a doppelt verbunden. Der uns umgebende geometrische Raum hat nicht nur drei, sondern vier Raumdimensionen, wobei die vierte Komponente (R_a) unsichtbar ist. Die beiden miteinander verschränkten Teilchen A und B haben nämlich im Verschränkungsfall den gleichen Ort bezüglich der Dimension R_a. Somit ist die Information der Eigenschaften über den Ort in R_a gekoppelt und in jedem Teilchen zu jeder Zeit vorhanden.  

Dunkle Materie

In der Fachwelt wird gegenwärtig viel über dunkle Materie gestritten. Es gibt sowohl Befürworter für die Existenz dunkler Materie als auch Gegner, die die Existenz der dunklen Materie bestreiten. Die dunkle Materie wurde in der Astronomie gebraucht, um einige Phänomene komfortabel zu erklären. Es entstanden wunderschöne, sehr rechenaufwendige Modelle, die durchaus in der Lage sind, solche Phänomene zu erklären. Das Problem daran ist nur, daß man bisher kein Teilchen für die dunkle Materie finden konnte. Das führt nun dazu, daß das Newtonsche Gravitationsgesetz auf seine Gültigkeit für große Skalen überprüft wird und zu neuen Theorien (z.B. MOND o.a.) führt.
Was bedeutet dunkle Materie? Dunkle Materie strahlt kein Licht aus und reflektiert keines. D.h. elektromagnetische Erscheinungen sind nicht Bestandteil der dunklen Materie. Wo kann sich die dunkle Materie verstecken? Gesucht wurde sie vorrangig im dreidimensionalen Raum. Aber der ist lichtdurchflutet. Die Astronomie der Vergangenheit war die Astronomie mit optischen Instrumenten. Erst seit kurzem kann man mit LIGO gravitative Erschütterungen des Weltraums (mithilfe von Laserlicht) messen. Kleinräumige gravitative Änderungen in großen Entfernungen kann man damit leider nicht erfassen.
Wenn man annimmt, daß (gravitative) Massen nicht nur im dreidimensionalen, sondern auch im zwei- und eindimensionalen Raum vorhanden sind, dann kann man die dunkle Materie z. B. in den Füßchen des Tetraeders und in der Raumdimension R_a suchen. Über die jeweiligen Zeitdimensionen t_a bzw. t sind sie nämlich mit dem (3R+1t) verbunden und wirken somit in unseren dreidimensionalen Raum hinein. Allerdings entzieht sich dann die Dunkle Materie dem Experiment.

In den Füßchen R_F und in der Raumdimension R_a kann elektromagnetische Strahlung nicht existieren, da diese den dreidimensionalen Raum voraussetzt: eine Raumrichtung für die elektrische Feldstärke, eine zweite Raumrichtung für die magnetische Feldstärke und die dritte für die Ausbreitungsrichtung. Massenverschiebungen sind im zwei- und eindimensionalen Räumen (R_F + R_a) durchaus denkbar. Sie wirken aber nur mittelbar über die drei Zeitdimensionen t_a und t in den (3R+1t)-Raum.

Die herkömmliche Astrophysik versucht die Dunkle Materie im dreidimensionalen (Minkowski-)Raum zu verorten.

Dunkle Energie

Die dunkle Energie führt zum astronomischen Phänomen, daß sich das Universum immer schneller – gleichmäßig in alle Richtungen – ausdehnt. Das Maß dafür ist die Hubble-Konstante. Wie läßt sich diese in alle Richtungen gleichmäßige Ausdehnung des Weltalls erklären? Die aktuelle Astronomie und Kosmologie hat darauf noch keine Antwort.
Hier wird das Matrioschka-Tetraeder  mit den beiden ineinander liegenden Tetraedern benutzt (Bild 2) und man kann dann eine Drehachse (Weltenachse) definieren.
Die Drehachse geht durch die beiden Spitzen der Tetraeder und senkrecht durch beide Tetraedergrundflächen. An den Ecken der Grundfläche des inneren Tetraeder befinden sich die Raumdimensionen (R) während an den Ecken der Grundfläche des äußeren Tetraeders die Zeitdimensionen t_a plaziert sind. Es wird angenommen, daß es im Überraum – ähnlich dem Elektronenspin – ein konstantes Drehmoment gibt, daß beide Tetraeder samt den Füßchen drehen läßt. Dadurch werden die Raumdimensionen R und R_F gedehnt. Die Zeitdimension t wird, weil sie auf der Drehachse liegt, nicht gedehnt. Wenn sich die Zeitdimensionen t_a strukturell so wie die Zeitdimension t beschaffen ist, sollten die sich die t_a ebenfalls nicht dehnen. Werden im kosmischen Maßstab kleinräumige Strukturen wie z.B. Galaxien von dieser Expansion des Weltalls nicht oder nur wenig beeinflußt, so sieht man, daß sich alle Galxien bis auf ihre (kleinräumige) Eigenbewegung voneinander Entfernen.