Über das Wesen der Kraft

Wir beschränken uns hier nun auf die schwächste der physikalischen
Erscheinungen, die Gravitation. Beginnen wir also mit Betrachtungen, die
ausschließlich Gedanken größtmöglicher Einfachheit verfolgen …

Hebt man einen Gegenstand entgegen seiner Schwere an, so spürt man eine seltsame Kraft, gegen die wir Arbeit verrichten müssen. Um ,,wieviel” Kraft es sich hierbei handelt, konnte man in den Anfängen der Physik nicht sagen, und so versuchte man, ein ,,Kraftmaß” zu finden. So entstand das ,,Urkilogramm”, das ursprünglich die Kraft von Wasser im handlichen Hohlmaß von einem Liter in Richtung Erdmittelpunkt beschrieb. Um nun die Ungenauigkeiten von Wägungen zu vermeiden, verlegte man später die Kraft- bzw. Massebestimmungen auf rotierende, zeitlich konstant beschleunigende Systeme, die weitgehend orts- und lageunabhängig sind, und normierte daran alle späteren Wägungen. Noch später traten dann elektrisch bzw. magnetisch abgelenkte Massenspektrographen auf, und schon bald hatte man vergessen, woher dies nach wie vor relative Kraftmaß mit der Einheit Newton eigentlich stammte, und schrieb ihm fortan etwas Absolutes zu, das ihm eigentlich gar nicht gebührt …

Mit diesem relativen Maßstab in Händen ermittelte man nun, nach Kenntnis der Sonnenmasse, in aufwändigen Versuchen die Kraft, mit der sich zwei Massen von einem Kilogramm in einem Meter Abstand anziehen, und nannte sie ,,Gravitationskonstante”, die sogar zur Beschreibung von Kräften zwischen Himmelskörpern und Deutung von kosmischen Erscheinungen geeignet ist. Sie hatte nur einen Nachteil, der schon Einstein grämte: Die Gravitation widersetzte sich bis heute einer Vereinigung mit den drei anderen Grundkräften zu einer ganzheitlichen Theorie, da halfen auch weder Quantengravitation noch multidimensionale Metriken und mathematische Kunstgebilde mit ,,gekrümmter Raumzeit” weiter.

Man hatte den fatalen Fehler begangen, ein Massenkontinuum als Entität auseinanderzureißen, den beiden Teilen jede relevante Quantenwechselwirkung abzusprechen und sie höchst ungenau verallgemeinert als Punktmassenhäufungen zu integrieren.

Seither versucht man, die so ,,verlorene” Kraftwirkung durch die Hintertür wieder herzustellen, indem man mysteriöse Überträgerteilchen postuliert und danach sucht, obwohl die zwischenatomare Kraftwirkung nach wie vor in einer nun verschwindend kleinen Größenordnung weiterbesteht. Viele Modellansätze versuchten seither erfolglos, durch Ableitung von Energien bzw. Impuls zu einem Kraftausdruck der passenden Größenordnung zu kommen, und dies führte dazu, dass nach heutiger Lehrmeinung Gravitation mit Kernkräften, mechanischen, elektrischen und in ihren dynamischen Folgen mit magnetischen Kräften nicht erklärbar sei.

Hierzu ein Link : Gravitation und Elektrizität (H. Reichenbach 1929)

Eyvind H.Wichmann bemerkte im Berkeley-Physikkurs, Aufl.1975 :

,,Das Verhältnis von gravitativer zu elektrischer Kraft ist, unabhängig vom Abstand, ,,seltsam” konstant = 0.81 x 10E-36, wobei wir nicht wissen, was diese Zahl zu bedeuten hat. Wir haben bis heute nicht die geringste Ahnung, wie das Bindeglied von elektrischer und gravitativer Kraft aussehen könnte. Vielleicht gelingt es irgendwann in ferner Zukunft, diesen Zusammenhang herzustellen …”

Bei Berechnungen inneratomarer Wechselwirkungen scheint Gravitation größenordnungsmäßig keine Rolle mehr zu spielen, während das Gravitationsgesetz bei atomaren Entfernungen, wo mechanische und magnetische Effekte bereits verschwinden, selbst sehr ungenau wird. Auffallend jedoch blieb, dass sich das Coulomb’sche und das Newton’sche Gesetz formal ähnelten – vom Vorzeichen der Kraft einmal abgesehen.

Schon 1909 vermutete Walter Ritz nach seiner Kontroverse mit Einstein einen Zusammenhang in seinem Essay : Die Gravitation (siehe Link)

In der nun vorliegenden Ausarbeitung stellt sich (unter Anerkennung der Prämisse, dass sich Atome gegenüber äußeren Probeladungen eben doch nicht neutral verhalten) über einen theoretisch zwar einfachen, aber im Ergebnis sehr genauen Ansatz auf elementarer Kraft(!)-ebene heraus, dass es einen Zusammenhang zwischen elektrischer und gravitativer Kraft gibt, obwohl das Coulomb’sche Gesetz rein elektrostatisch gesehen eine um 36 Zehnerpotenzen zu große Kraft liefert. Anhand des Modells wird erklärt, warum die Gravitationskraft um genau diesen Faktor geringer sein muss als die elektrische Kraft, und es zeigt sich, dass das Verhältnis Gx von gravitativer und elektrischer Kraft in G selbst verborgen war, und mit weiteren Naturkonstanten den Wert 6,67*10E-11 festlegt.

Das Coulomb’sche Gesetz wird vom dimensionslosen Faktor Gx isoliert, der den rein ladungsbedingten elektrischen Kraftwert zwischen den Teilchen zweier Atome über ihre geometrische Position im Zeitmittel zueinander genauestens auf den winzigen bekannten gravitativen Wert reduziert.

Weiterhin wird gezeigt, dass die ,,atomare Ladungsdichte” über die Kernladungszahl, die Nukleonenzahl, den Atomradius und das relative Atomgewicht in einem erstaunlich perfekten Zusammenhang steht, der sich in dem oben genannten wasserstoffbezogenen Zahlenwert offenbart. Dieser bleibt sogar bei Kombination beliebiger Atomsorten konstant und erklärt so die Gleichheit der Gravitationskraft für gleiche Massen aus verschiedenen Elementen sowie die Kräftefreiheit und Gleichheit der Fallbeschleunigung verschiedener Massen durch gleichzeitige Kraftwirkung auf alle Massenatome.

Zusätzlich ergibt sich aus der Modellrechnung in etwa z. B. die Gitterkonstante von Metallen, die sich am gravitativen Kraftnullpunkt aus der Schmelze einstellt ( Maple-Plots), und G als nichtlineare Näherung im mikroskopischen Bereich erübrigt die Suche eines sog. Gravitons als Bindeglied zur Quantengravitation. Die Annahme einer gekrümmten Raumzeit als Gravitationsursache wird ebenfalls infrage gestellt, und die Ergebnisse weisen darüberhinaus über den Atomradius auf eine Dichteabhängigkeit dieser Kraft hin.

Ausgehend vom relativistisch-statistischen Bewegungsaspekt der Ladung um den Atomkern, der auf die Probeladung im Zeitmittel eine rein geometrische Verkleinerung der Kräfte gegenüber den ,,ruhenden” Ladungen bewirkt, wird zunächst auf der Basis von zwei Wasserstoffatomen unter Einbeziehung des Erdradius als ,,Naturkonstante” ein elementarer ,,Kraftfaktor” vom oben genannten Wert hergeleitet. Die Rechnung zeigt durch Überlagerung (Summierung) elementarer elektrischer Teilkräfte, dass rein geometrisch bedingt eine elektrisch neutrale überschüssige ,,Restkraft” entsteht, die genau den erforderlichen Wert Gx besitzt, um die Faktorisierung der Gravitationskonstanten G durch andere Naturkonstanten zu erlauben.

Seit der Verwendung dieses Zahlenwertes G sind fortan auch alle kosmisch- gravitationsbezogenen Rechnungen ,,newtonisiert” und geben die Gleichheit von träger und schwerer Masse vor, was eine mit den gleichen irdischen Testmassen auf dem Mond ermittelte Gravitationskonstante von etwa sechsfachem Zahlenwert ebenso geleistet hätte!

Im Alltag stellen wir durch Verwendung der Gravitationskonstanten als Näherung abhängig vom Abstandsquadrat nur das richtige Ergebnis in Newton ein, während wir bei Abstandsänderungen in Wirklichkeit unbemerkt diesen ortsabhängigen relativen Kraftfaktor entlang seiner (bis auf einige Atomabstände) angenähert quadratischen Funktion variieren, G also stillschweigend verändern! Da die Messwerte zur Ermittlung von G mit Fallbeschleunigungsversuchen quadratisch vom Ermittlungsabstand abhängen, bleibt die Angabe eines Mittelwertes mit Standardabweichung ungenau, wenn nicht alle Messwerte G(r) aus exakt gleicher Fallhöhe zum Erdmittelpunkt stammen. Ein z.B. weltweit in 1 Km Höhe mittels unseres Urkilogramms festgelegtes Kraftmaß ,,Newton” hätte infolge einer nun etwas kleineren Referenzkraft einen etwas höheren Gravitationskonstantenwert ergeben (Ebenso müssen alle Messungen einer Messreihe nach Cavendish exakt aus gleichem Abstand der Testmassen erfolgen).

Eine Variation des Abstandes vom Erdmittelpunkt z.B. um 1 Km bewirkt nur eine Änderung von G ab der zweiten Nachkommastelle, wird also den experimentellen Mittelwert nur wenig verschieben! Der Erdradius als ,,Konstante” wird nur benötigt, solange die Einheit Newton als Kraftmaß gelten soll, denn sie entstammt ja dem Erdradius und der Gewichtskraft eines Liters Wasser.

Auf reelle Massenhäufungen erweitert (wegen den potentialtheoretischen Herleitungen hier kugelförmige) lässt sich so Newtons Gesetz entwickeln, und man sieht, dass dieser relative Kraftfaktor, der ebenfalls bis auf ganz kleine Entfernung annähernd quadratisch abhängig ist , als Faktor in G bereits enthalten ist, weshalb eine Vereinigung von elektrischer und gravitativer Kraft bisher nicht gelingen konnte! Begreift man die Gravitation nun als geometrischen Sonderaspekt der elektrischen Kraft atomarer Ladungen, so kann diese als bereits mit der elektroschwachen Kraft vereinigt gelten. Sie muss sich demnach nicht erst ausbreiten, sondern sie ist immer vorhanden gewesen, seit sich die beiden ersten Atome bildeten.

In einem Gedankenexperiment lassen wir einmal unser Leben auf dem Mond entstehen:

An die trägere Bewegung wie heutige Astronauten hätten wir uns gewöhnt,- es erschiene normal so (Vielleicht hätten sich aber auch alle Lebewesen entsprechend schwerer oder ,,kompakter” entwickelt, um eine optimalere Fortbewegung zu haben…). Wir würden genau wie hier nach einem Kraftmaß suchen, und es auch vielleicht in einem ähnlich handlichen Liter Wasser finden, der zwar sechsmal leichter erscheint, nur wüßten wir dies nicht, und wir benutzten womöglich ein etwas ,,anderes” Kilogramm als unser Erdkilogramm. Unter Verwendung desselben Zahlensystems würden wir auch dieselbe Relation zwischen den Atommassen zueinander ermitteln. Aus den Planetenbewegungen ergäben sich für Kepler dieselben Gesetze, und wir würden dann später, ,,Mondmeter” und Sekunde einmal als erdidentisch vorausgesetzt, im Cavendish- Experiment eine Gravitationskonstante von verändertem Wert ermitteln, da wir nun wegen des 3.66 mal kleineren Radius und 1/81 Masse nur etwa 1/6 der relativen Vergleichskraft unseres Litermaßes (ca. 1.62 ,,Mond-Newton”) erhalten. Auch das Verhältnis von gravitativer und elektrischer Kraft ergäbe einen neuen Zahlenwert. Die gesamte Entwicklung hinge davon ab, welchen Ermittlungsort (!) mit seinen Kraftfolgen wir wählten, denn auch Kraft per se als Phänomen ist etwas ,,absolut Relatives”, und woran sonst als an einer Vergleichskraft wollten wir sie auch messen, wenn wir die elektrische Kraft noch nicht kennen?

Der Wert der Gravitationskonstanten ergäbe sich für zwei 1 Kg-Massen in 1m Abstand auf der Drehwaage anstatt als 6,67E-11 mal derjenigen Kraft, die wir hier 1 Newton nennen, nun zu ca. 40E-11 vom ,,Mondnewton” als sechsmal geringere Vergleichskraft.

(Dies darf nicht mit der Verwendung eines vom Kg abweichenden Massenstandards verwechselt werden, was für G trivialerweise ebenfalls einen anderen Zahlenwert ergäbe!)

Kraftumgelenkte Beschleunigungsversuche in horizontaler Richtung mit dem diesmal aus der ,,Mondbeschleunigung” gewonnenen (!) ortsabhängigen Kraftwert würden auch hier (zwangsläufig ergibt sich dies! ) eine Gleichheit von schwerer und träger Masse ergeben. Die z.B. auf dem Mond gemessene Gravitationskonstante würde nun als ein ins Universum mitgenommener Maßstab mit lediglich verändertem, (diesmal unter Mondverhältnissen ermittelten Zahlenwert für Gx) ebenfalls überall ,,konstant” erscheinen.

Nach einer späteren erfolgreichen ,,Erdlandung” würden die Astronauten jedoch feststellen, dass sie sich in horizontaler Richtung bei gleichem Kraftaufwand verhältnismäßig (!) viel stärker beschleunigen können als in vertikaler Richtung. Die Anziehungskraft ergäbe sich dann mit der 81-fachen Masse und dem 3.66- fachen Abstand nun zum Sechsfachen der Mondanziehung, von der verwendeten Maß-,,Einheit” weiterhin abgesehen.

(Gemeint ist hier eine stärkere horizontale Beschleunigung im Verhältnis (!) zur vertikalen, wie wir es heute umgekehrt vom Mond her kennen, wenn wir unser ,,stärkeres” irdisches Newton’sches Kraftmaß dorthin mitnehmen. Warum wir dann aber immer bedenkenlos über Gleichheit von Inertia und schwerer Masse reden, ist logisch betrachtet nicht ganz einleuchtend, insbesondere am Rand des Universums (siehe Trägheit). Hier gibt es dringenden Klärungsbedarf, denn die Argumente und Vorstellungen sind diesbezüglich sehr unterschiedlich!)

Wir sehen, dass Einstein’s Relativitätsbetrachtungen, die neben relativen Geschwindigkeiten auch relative Bewegungskräfte zwischen Körpern und Teilchen einschließen, auf das Phänomen ,,Kraft” als diskrete Naturerscheinung ebenso konsequent angewendet werden müssen, das seinen Ursprung in der Wirkung zweier elektrischer Ladungen aufeinander im Abstand einer elementaren Länge hat. Dies prädestiniert die elektrische Kraft geradezu als Urmaß aller Kräfte, denn sie ist naturgegeben und stellt jeden Bezug auf rein mechanische Kraftdefinition infrage.

Zur Diskussion der Dimension folgenden Link : Zur Theorie der Dimensionen (J. Wallot 1922)

Mit dem vorgeschlagenen Rechenmodell lässt sich noch eine weitere Verallgemeinerung treffen :

Die zeitlich (!) mittlere effektive Kraft zwischen den Schwerpunkten zweier gravitierender, zunächst kompakter Massen wird vermindert, wenn sich eine (oder beide) später räumlich (nicht kugelförmig) verteilt bewegen (,,Dichteänderung”), etwa durch Bildung eines Mondes oder ähnliche Ereignisse. Da sich unser Mond beständig von der Erde entfernt, muss sich in Folge auch das Gesamtsystem Erde/ Mond langsam von der Sonne entfernen!

In Anlehnung an das Modell der Probeladung außerhalb eines Atoms ergeben sich auch hier dieselben Verhältnisse, die auf Planetenbewegungen und kosmische Systeme direkt übertragbar sind, z.B. nach Explosionen, die durch spontane Dichteänderung eines zuvor kompakten Gravitationszentrums den zeitlichen Mittelwert der Gravitationswirkung auf die Umgebung in Abhängigkeit von der Ausdehnung bzw. Massenverteilung (Wirkwinkel) ständig verkleinert. Einen zeitgenössischen Erklärungsversuch zeigen folgende Links :

Dunkle Materie
Dunkles Universum
Kosmologische Variable?

Hier noch ein Beispiel an Erfahrungstatsachen, das nachdenklich machen müsste :

Astronaut Edward White (Gemini Space Excursion) :

Während seinem Aufenthalt im Orbit beim Ausflug aus der Raumkapsel bemerkte er ein Phänomen, das mit Newton’scher Mechanik nicht erklärbar ist: Er konnte seine Körperposition rotieren lassen, indem er seine Arme mit einer Drehbewegung ausstreckte und wieder zurückzog. Newton’scher Mechanik zufolge hätte sein Körper danach wieder in seine Ausgangsposition zurückkehren müssen. Ob er dabei sein offenbar nichtkonservatives Drehmoment vorübergehend in eine winzige Verminderung der Erdanziehung zu einer ,,höheren” und dann wieder ,,niedrigeren” Umlaufbahn umgewandelt hatte (was ebenfalls einer vorübergehenden ,,Dichteänderung” gleichkommt), konnte er natürlich nicht beobachten…

Wie wir sehen gibt es Phänomene, die der Klärung bedürfen. Meistens passen sie nicht in die aktuelle physikalische Landschaft und damit verkoppelt auch nicht in die gängige Kosmologie. Ein probates Mittel zur Unterdrückung unliebsamer Erkenntnisse war und ist noch immer das Totschweigen. Diesen Praktiken ihre Wirkung zu nehmen im Interesse aller, die um Erkenntnis bemüht sind, ist die Hauptintention dieser Seite. Zusätzlich soll sie dem Hang des Menschen zur Mystifizierung und Kultivierung unverstandener Phänomene durch bedarfsweise betriebene ,,Übertheoretisierung” entgegenwirken, denn das vorgegebene Anliegen der Naturwissenschaft, Spekulationen und Glaubensinhalte durch Berechnung und experimentelle Überprüfung zu beseitigen, wird gerade hier ins Gegenteil verkehrt…