Louis Nielsen

Holistisk kvantekosmologi

med

aftagende gravitation

Ny teori om universet

Forside1
Forside2
Forside3
Forside4

Conditio embryonis omnia determinat

Afhandling

©

Copyright 1996 Louis Nielsen




Kvantekosmologi med aftagende gravitation
Kobling af mikro- og makrokosmos


af lektor, cand. scient. Louis Nielsen, Herlufsholm



1. Indledning

I denne afhandling vil jeg fremlægge en teori, der giver en sammenkobling af mikrokosmos med makrokosmos.
Jeg indfører en elementarlængde og en elementartid. Min opdagelse af en sammenhæng mellem elementarlængden, universets nuværende udstrækning, gravitation og elektromagnetisme fører til den konsekvens, at gravitationen i universet til stadighed aftager. En formel, der viser hvordan Newtons gravitations- »konstant« aftager, udledes. Formler, der giver en sammenhæng mellem universets samlede stof-/energimasse, dets alder og udstrækning og den relative tidsvariation af gravitations-»konstanten«, udledes også.
Gravitationens aftagen giver en logisk forståelse af universets ekspansion og dets struktur med galakser, stjerner og planeter. Som en naturlig konsekvens af de udledte formler vil jeg postulere følgende: Hele universet har været samlet inden for et geometrisk område, der havde en udstrækning lig med elementarlængden. Denne »fostertilstand« af universet vil jeg kalde for den kosmiske embryoton. Den her opstillede teori opererer ikke med en singularitetstilstand! Universet blev »født« inden for det første kvantetidsinterval! »Samtidig« med universets »fødsel« opstod de første naturlove - i »kvantespring«. Den første supernaturlov var entropiloven (forandringsloven). Denne lov »kræver«, at et system forandrer sig fra en mindre sandsynlig tilstand til en mere sandsynlig tilstand. Eller med andre ord: Universet skal udvikle sig fra mere kompakte tilstande til opdelte og mindre tætte tilstande. Gravitationsloven »fødtes« med en styrke, der var omkring 1042 gange større end i dag. Med en stadig aftagende gravitation vil tyngdeloven kunne opfylde entropilovens »krav«!
Teoriens formler fører til en meget fundamental, yderst lille massestørrelse. Formlerne viser, at denne masse aftager, efterhånden som universrummet kvantiseres opad, og gravitationen aftager! Denne masse må betragtes som det nuværende univers' mindste kvantum af masse – elementarmassen! Denne elementarmasse vil jeg give navnet en uniton.
Universet ender med at desintegrere ned til struktur- og virkningsløse kvanter i overensstemmelse med entropiloven. I den her fremlagte teori vises det, at elektrisk ladning er fundamentalt knyttet til gravitationen i det embryonale univers, ja rent faktisk påvises det, at elektromagnetiske fænomener er af gravitationel natur. De gravitationelle fænomener kan beskrives ved en 2-vektorfeltteori, hvor de to gravitationsfelter adlyder ligninger, der er analoge med de maxwellske ligninger.
Et interessant resultat af den her fremlagte teori er en kosmologisk begrundelse af atomfysikkens »finstrukturkonstant«. Dennes talværdi har man ikke tidligere haft nogen fundamental teoretisk begrundelse for. Her vises det nu, at også denne er bestemt af tilstanden i det embryonale univers. Universets fostertilstand viser sig således at være altafgørende for, hvordan og hvorledes universet udvikler sig! Conditio embryonis omnia determinat! - Fostertilstanden bestemmer alt!
De fleste fysikere og astronomer har i mange år været klar over, at Einsteins generelle relativitetsteori (der også er en gravitationsteori) ikke lader sig forene med kvantefysikken og de andre teorier for partiklers vekselvirkninger. Som mange har udtrykt det, er fysikken og astronomien »kørt op i en krog«.
Hvis man vil videre i udforskningen af naturens allerinderste hemmeligheder, og ønsker at opdage den holistiske teori for mikrokosmos og makrokosmos, ja, da tyder meget på, at man må forkaste Einsteins generelle relativitetsteori!
Einsteins generelle relativitetsteori er en matematisk smuk, men kompliceret teori, der søger at geometrisere universet.
Med fascination, vanetænkning og autoritet er den blevet doceret fra den ene fysikergeneration til den næste. Man kan og vil ikke slippe den.
De reelle fysiske konsekvenser, der kan udledes af den, er meget få. De effekter, der skulle bekræfte teorien, er meget få. Det drejer sig om: 1) Merkurperihelanomalien, 2) Gravitationel fotonafbøjning, 3) Gravitationel bølgelængdeforskydning og 4) Gravitationsbølger. Hertil kommer så nogle matematiske løsningsmodeller, der fortolkes som »sorte huller« eller andre supertætte objekter.
De fire omtalte effekter kan forklares på en meget simplere måde, f.eks. ved den her fremlagte gravitationsteori. De nævnte muligheder for stofsystemers struktur kan også forstås ud fra den her fremlagte teori, der påviser, at gravitationen har været omkring 1042 gange større ved universets fødsel! I den accepterede astrofysik formodes det, at de supertætte objekter er en sluttilstand af meget tunge stjerner. I den her forelagte afhandling påvises den formodning, at de supertætte objekter er fødselstilstande for kommende stjerner! Universet forløber fra mere strukturerede tilstande til mindre strukturerede, i overensstemmelse med entropiloven.
Hvis vi kræver, at naturens love skal opfylde »simpelhedens princip«, vil dette degradere Einsteins generelle relativitetsteori.
Man kan sammenligne med den ptolemæiske geometriske model for planeternes bevægelse. Den blev mere og mere kompliceret. Først da man forlod den og gik over til Kopernikus', Keplers og endeligt Newtons teorier, blev beskrivelsen meget simplere!
En »fyrværkerimodel« for hele universet opstilles, hvor protogalakser og protostjerner er dannet ved ekspansionsprocesser forårsaget af en meget hurtigt aftagende gravitation i det tidligeste univers.
En ny teori for energiproduktion og grundstofdannelse i stjernerne opstilles. Teorien er baseret på eksistensen af superkerner, dvs. nukleonsystemer med uhyre høje nukleontal, der henfalder under dannelse af alle de kendte grundstoffer og med energiproduktion til følge.
En ny teori for planetdannelse gives. Teorien giver en forståelse for planeternes grundstofsammensætning og indbyrdes størrelse.
Overvejelser om naturlovenes evolution fremlægges også.

2. Elementarlængden og elementartiden. Rum-tidskvantisering

Man kan spørge: Eksisterer der i vort univers en fysisk mindste rumlig længde r0 og et fysisk mindste tidsinterval t0?
Ud fra overvejelser af Heisenbergs ubestemthedsrelationer vil jeg svare ja til ovenstående spørgsmål og postulere, at r0 og t0 er givet ved:

(2.1)

(2.2)

hvor h er Plancks konstant, c0 er lyshastigheden i vacuum, og M0 er universets totale stof-/energimasse. M0, h og c0 antages alle at være konstante i rum og tid. Med de kendte talværdier af c0 og h og en beregnet talværdi M0 = 1,6 · 1060 kg (se senere!) fås:

(2.3)

(2.3a)

(2.3b)

Enhver endelig fysisk længde er bestemt ved et naturligt tal , rumkvantetallet, multipliceret med r0. Et endeligt tidsinterval er kvantiseret ved et tidskvantetal multipliceret med t0. Der gælder således:

(2.4)

(2.4a)   &   (2.4b)

I øvrigt er tidsstørrelsen en af os mennesker indført størrelse, således at vi på en praktisk måde kan beskrive og måle en forandring i et fysisk system. Uden tilstandsforandring i et fysisk system haves ingen mulighed for at definere en tidsstørrelse!
Elementarlængden r0 definerer en absolut kosmologisk længdeenhed, som jeg vil kalde 1 spaton.
Elementartiden t0 definerer en absolut kosmologisk tidsenhed, som jeg vil kalde 1 tempon.
Disse elementarstørrelser er absolutte i den forstand, at de er invariante over for en vilkårlig koordinattransformation. r0 divideret med t0 er lig med lyshastigheden c0, der således meget forståeligt er Lorentz-invariant! Altså bestemmes til samme talværdi af alle iagttagere!
Elementarlængden r0 og elementartiden t0 skal ikke opfattes som matematisk eksakte tal, men derimod som »udtværede« fysiske tal med intervallængderne r0 og t0. De angiver de i princippet fysisk mindste usikkerheder, hvormed man kan måle afstande og tidsintervaller. Heisenbergs ubestemthedsrelationer er således en konsekvens af de mere fundamentale relationer i (2.1) og (2.2)!



3. Universets udstrækning og alder. Gravitationens aftagen

Lad os betragte universets udstrækning R = c0 · T og dets nuværende alder T. Ifølge (2.4) gælder der:

(3.1)

(3.1)

(3.2)

(3.2)

Indsættes i (3.1) og (3.2) de formodede talværdier R og T, fås:

(3.3)

(3.3)

De kosmiske kvantetal nR og nT kan yderst interessant skrives som:

(3.4)

(3.4)

hvor
(3.5)
(3.5)

N angiver det nuværende forhold mellem den elektrostatiske og gravitostatiske tiltrækningskraft mellem en positron og en elektron, eller blot mellem to elektroner. G er Newtons gravitations-»konstant« i vor epoke, i dag. Se senere. kc Coulombkonstanten, e elementarladningen, me elektronens gravitationelle masse, og mp positronens gravitationelle masse.
Ligningerne (3.1) og (3.2) kan nu skrives:

(3.6)

(3.6)

(3.7)

(3.7)

Idet vi må formode, at relationerne (3.6) og (3.7) ikke kun gælder i vor epoke, men derimod er generelt gyldige for universet i alle dets tilstande, måske med undtagelse af dets sluttilstand, ser vi følgende: Efterhånden som universrummet kvantiseres større og større, dvs. når de kosmiske kvantetal »tikker« opad, da må en eller flere af størrelserne G, kc, e, mp, me, h, c0, M0 variere med R eller T.
Hvis det antages, at kc, e, mp, me, h, c0 og M0 ikke varierer, så er der kun mulighed for en variation af G. Om dette er tilfældet, kan kun astronomiske og eksperimentelle observationer vise!
Variationen af G med R og T fås af (3.6) og (3.7) som:

(3.8)

(3.8)

Af (3.8) ser vi, at G aftager, efterhånden som universet ekspanderer, eller sagt med andre ord: G aftager med den kosmiske tid - universets aktuelle alder.
Da der ikke eksisterer fysiske tider »før« t0, kan vi af (3.8) bestemme G's størrelse, da universet blev »født«, idet der da gjaldt T = t0, dvs.:

(3.9)

(3.9)

Vi kan således skrive (3.8) som:

(3.10)

(3.10)

hvilket viser, at gravitationen var omkring 1042 gange større ved universets »fødsel« end i dag. (3.10) ses at være en kvantelov.
Af (3.10) får vi for den relative tidsmæssige variation af G:

(3.11)

(3.11)

Ligning (3.11) er en af de interessante resultater af den her fremlagte teori, idet den giver en yderst simpel sammenhæng mellem universets aktuelle alder T og den relative variation af G. En meget nøjagtig bestemmelse af denne variation er ønskelig, idet vi så yderst simpelt kan bestemme universets aktuelle alder af ligningen:

(3.12)

(3.12)

Flere forskere har i tidens løb undersøgt en mulig variation af G. Alle finder en yderst lille variation og konkluderer, at gravitationen ikke varierer, idet de fortolker den endelige værdi som et resultat af måleusikkerhed.
Som ligning (3.11) viser, aftager G i vor epoke uhyre langsomt, så en meget lille talværdi må forventes!
En af de nyeste analyser er baseret på observationer af dobbeltpulsarsystemet PSR 1913+16, og man angiver omtrentligt:

(3.13)

(3.13)

Benyttes talværdien i (3.13) i ligning (3.12), kan vi beregne universets nuværende alder til:

(3.14)

(3.14)

Denne alder for universet passer med de nyeste (1994) aldersanalyser baseret på målinger foretaget af Hubble-rumteleskopet! Disse aldersanalyser vurderer, at universet må være mellem 8 milliarder og 12 milliarder år gammelt.



4. Universets masse bestemt ved variationen af gravitationen

Af ligningerne (3.7) og (3.12) kan vi udlede en formel, der giver en sammenhæng mellem universets samlede masse M0 og den relative variation af G. Vi får:

(4.1)

(4.1)

Vi kan også skrive udtrykket i (4.1) på følgende form:

(4.2)

(4.2)

Indsættes talværdier i ligning (4.2), får vi for universets samlede energi-/stofmasse følgende talværdi:

(4.3)

(4.3)

Denne talværdi giver mulighed for utallige både lysende som ikke- lysende stofsystemer.
Det er denne talværdi, der er benyttet til beregning af elementarlængdens og elementartidens talværdier.



5. Universets elementarmasse. Unitonen

Man kan spørge: Eksisterer der i vort univers et mindste fysisk kvantum af masse - en elementarmasse? Og i bekræftende fald: Hvor stor er denne masse?
Udtrykket i ligning (4.2) giver mulighed for et yderst interessant svar! Størrelsen afgrænset med den store parentes repræsenterer nemlig en positiv masse, hvis talværdi til stadighed aftager, efterhånden som universet udvikler sig! Denne masse må simpelthen fortolkes som den fysisk mindste masse i det nuværende univers! Det er universets elementarmasse - kvantemassen! Dette elementarkvantum vil jeg give navnet en uniton.
Indsættes talværdier, får vi elementarmassens nuværende størrelse:

(5.1)

(5.1)

Af ligning (4.2) ser vi, at universet startede med én elementarmasse, der var lig med universets samlede masse. Universet startede fra en kvantemasse - den kosmiske embryoton!
Det kan let vises, at mu også kan udtrykkes på følgende måde:

(5.2)

(5.2)

I ligning (5.2) er T universets nuværende alder og R universets nuværende udstrækning. Udtrykkene i (5.2) er identisk med massen af en foton med »bølgelængden« R og svarende til en »frekvens« 1/T.

Af ligning (4.2) ser vi, at mu har noget med gravitation at gøre, idet dens størrelse er bestemt ved den relative variation af G.
Denne kendsgerning fører os til følgende: mu er den nuværende masse af en uniton, de gravitationelle kræfters årsag og »formidlerpartikel«. I »fødselstidsrummet« inden for det første kvantetidsinterval af universet var »unitonens« masse lig med massen af den kosmiske embryoton. Den aftagende gravitation er forbundet med universets ekspansion og en aftagende unitonmasse og en dermed aftagende kosmisk unitontŠthed – dvs. antal unitoner pr. rumfangsenhed. Unitonmassens nuværende uhyre lille talværdi kan forklare, hvorfor vi har yderst svært ved at påvise gravitationsbølger.



6. Elektrisk ladning som en gravitationel størrelse

Ligning (3.9) giver en direkte sammenhæng mellem elektrostatik og gravitostatik! Ligningen giver os mulighed for at udtrykke det elektriske elementarkvantum e ved gravitationelle størrelser på følgende måde:

(6.1)

(6.1)

Vi ser meget interessant, at der både er en positiv og en negativ talværdi, i overensstemmelse med erfarne observationer af elektriske fænomener! Der observeres både frastødende og tiltrækkende elektriske kræfter. Vi kan heraf konkludere, at en elektrons - eller positrons - elektriske ladning er knyttet til dens gravitationelle masse mg gennem universets initiale gravitationskonstant G0.
Det er hermed vist, at den elektriske kraft, som man har betragtet som en selvstændig naturkraft, i realiteten er en »fastfrosset« gravitationskraft med samme styrke, som da universet blev »født«!
Da magnetiske kræfter kan vises at være specielle relativistiske korrektioner til elektriske kræfter, kan vi ultimativt konkludere: Elektromagnetiske fænomener er i realiteten gravitationsdynamik!
Til dagligdags beskrivelse kan vi naturligvis godt benytte de tillærte og vante elektromagnetiske begreber.
Alle »elektromagnetiske« fænomener kan beskrives ved de fire Maxwell-ligninger i kombination med den »elektromagnetiske« Lorentz- kraft.
Ligningerne kan skrives på følgende måde:

(6.2)

(6.2)

(6.3)

(6.3)

(6.4)

(6.4)

(6.5)

(6.5)

(6.6)

(6.6)

I ligningerne er den elektriske feltstyrkevektor, den magnetiske feltstyrkevektor, den elektriske ladningstæthed og den elektriske ladningsstrømtæthedsvektor. er den elektromagnetiske kraft på en ladning q, der bevæger sig med hastigheden .   er divergensoperatoren og rotationsoperatoren.
Man kan i øvrigt vise, at Maxwells ligninger er en konsekvens af Coulombs elektrostatiske kraftlov og transformationsligningerne for kræfter som angivet i den specielle relativitetsteori. Da Newtons gravitostatiske kraftlov er matematisk identisk med Coulombs lov, vil en tilsvarende matematisk udledning resultere i gyldigheden af nogle gravitationelle ligninger, der minder om de maxwellske, sådan at forstå, at man ud over det gravitostatiske felt også skal operere med et gravitationelt rotationsfelt, der eksisterer omkring graviterende masser, der bevæger sig. Dette kommer vi tilbage til i et senere afsnit.
At der i ligning (6.1) indgår Coulombkonstanten kc skyldes den måde, vi vælger at definere elektrisk ladning på. Ved en omdefinition er det muligt at fjerne konstanten.
Da det er en eksperimeltel erfaring, at den elektriske ladning af en partikel er en Lorentz-invariant størrelse, dvs. ikke afhænger af partiklens hastighed, ser vi af ligning (6.1), at partiklens gravitationelle masse også er en Lorentz-invariant størrelse.
At gravitationel masse er en Lorentz-invariant størrelse har alvorlige konsekvenser for Einsteins generelle relativitetsteori fra 1915, idet denne teori er baseret på identiteten (eller proportionaliteten) mellem gravitationel masse og inertiel masse. Disse to massestørrelser en kun identiske for en partikel i hvile, idet den inertielle masse vokser med hastigheden ifølge den specielle relativitetsteori.
Hvis de her fremlagte overvejelser er korrekte, må vi konkludere, at Einsteins generelle relativitetsteori må forkastes som værende en generel fysisk teori og kun vil kunne benyttes som en alternativteori inden for et begrænset erfaringsområde!



7. De kvantekosmologiske grundligninger. Evolutionskvantetallet

Lad os resumere de kvantekosmologiske grundligninger, der beskriver universets kvantemæssige evolution. Ligningerne kan skrives på følgende form:

(7.1)

(7.1)

(7.2)

(7.2)

(7.3)

(7.3)

(7.4)

(7.4)

(7.5)

(7.5)

(7.6)

(7.6)

I disse ligninger kan N opfattes som en kosmisk evolutionsoperator. definerer et kosmisk evolutionskvantetal ne, idet:

(7.7)

(7.7)

Ligningerne antages at være gyldige fra det første kvantetidsinterval af universet og til dets »død«, hvor den samlede energi er delt op i utallige uhyre små strukturløse kvanter.
Af disse kosmologiske grundligninger kan vi udlede formler, der sætter os i stand til at beregne universets nuværende udstrækning Rnu, nuværende alder Tnu og dets samlede stof- /energimasse M0. For at beregne disse størrelsers talværdier kræves en nøjagtig bestemmelse af den nuværende relative variation af G.
Formlerne er:

(7.8)

(7.8)

Som det ses, er de kvantekosmologiske ligninger ganske enkle. Dette er ganske aceptabelt, idet der ikke er noget mærkværdigt i, at desto mere simpelt et system er, desto mere simple ligninger behøver man til beskrivelse af systemet. Efterhånden som den kosmiske embryoton brydes op i mindre og mindre dele, og disse dele også kommer i relativ bevægelse til hinanden, ja da behøves flere og mere indviklede ligninger til beskrivelse af systemet. Da evolutionsoperatoren N så at sige allerede indeholder Newtons gravitostatiske kraftlov og Coulombs elektrostatiske kraftlov, kan vi ved hjælp af de specialrelativistiske transformationsligninger udlede de maxwellske ligninger for elektromagnetisme og de dermed analoge gravitationelle ligninger, idet det dog bemærkes, at elektromagnetisme også er gravitationsdynamik!

Ligning (7.1) kalder jeg »den universelle formel«, idet de andre kosmologiske grundligninger enten er indeholdt i denne eller kan udledes fra denne! Enhedsligningen sammenknytter de »naturkonstanter«, som vi har fundet i vort metaunivers, dvs. inden for det lokale dagligdags erfaringsområde. Disse »metanaturkonstanter«, såsom Plancks konstant, elektronens elektriske ladning, elektronens masse, lysets hastighed osv. kan i sidste ende udtrykkes ved de kosmiske fundamentalkonstanter, dvs. universets totale masse, elementarlængden og elementartiden.
Ligning (7.1) giver en sammenknytning af fysiske størrelser i mikrokosmos og makrokosmos. Den forener alt i universet!

Nogle kunne indvende, at stærke og svage kernekræfter ikke indgår i teorien. Hertil vil jeg svare: Disse kræfters virkninger er også i sidste ende et resultat af gravitationelle virkninger, i vort metaunivers beskrevet ved elektromagnetiske vekselvirkninger. Protonen og neutronen kan meget vel bestå af et system af positroner og elektroner. En stofteori, der er baseret på disse fundamentale partikler, forklarer også straks, hvor antistoffet i vort univers befinder sig. Det findes skjult i nukleonerne!
Det bemærkes dog, at alle virkninger og alt stof i sidste ende er et resultat af unitonernes geometriske fordeling og bevægelsesforhold.

Af udtrykkene i (7.1) og (7.12) kan vi få en sammenhæng mellem massetæthederne i det embryonale univers og det nuværende univers.
Vi får:

(7.9)

(7.9)

hvor er massetætheden (massefylden) i det embryonale univers, og er universets nuværende massetæthed.
Talværdien af med M0 givet ved (7.12) er:

(7.10)

(7.10)

altså et uhyre stort tal, der dog ikke er et matematisk uendeligt tal som i den etablerede kosmologi baseret på Einsteins generelle relativitetsteori. I den her fremlagte kosmologiske teori accepteres kun endelige talværdier. Talværdien af universets nuværende massetæthed er:

(7.11)

(7.11)

Denne talværdi er meget større end den såkaldte kritiske massetæthed, som man opererer med i den einsteinbaserede kosmologi. Da universet endnu er ret »ungt« (10,5 milliarder år), befinder det sig i en kompaktere tilstand, end hvad man troede før Hubble-teleskop-æraen. Med en aftagende kosmisk gravitation er en større massetæthed acceptabel, uden at dette fører til et kosmisk kollaps.

(7.12)

(7.12)

Resultaterne i (7.7) og (7.12), der er en konsekvens af universrummets kvantisering, skal være med til at bekræfte den her fremlagte kvantekosmologiske teori.
Nogle kunne måske indvende, at talværdien af universets masse i ligning (7.12) er rigeligt stor. Forklaringen til dette er, at jeg i ligning (7.6) har valgt at lade mp være lig med en positrons hvilemasse og ikke med hvilemassen af en proton. Dette har jeg gjort ud fra den - filosofiske - betragtning, at jeg opfatter en positron som mere fundamental end en proton!
Hvis man i udtrykket (7.6) benytter en protons hvilemasse i stedet for en positrons, vil N blive 1836 gange mindre, og dette vil give en universmasse, der er (1836)³ gange mindre, nemlig M0 = 2,6 · 1050 kg. En sådan ændring af N vil dog ikke ændre på værdierne af R og T. Talværdien i (7.12) giver mulighed for eksistensen af uhyre mængder af »mørkt« stof.
Fremtidige observationer og analyser må afgøre realiteterne.
Som det ses, er de kvantekosmologiske ligninger ganske enkle. Dette er ganske acceptabelt, idet der ikke er noget mærkværdigt i, at desto mere simpelt et system er, desto mere simple ligninger behøver man til beskrivelse af systemet. Efterhånden som den kosmiske embryoton brydes op i mindre og mindre dele, og disse dele også kommer i relativ bevægelse til hinanden, ja da behøves flere og mere indviklede ligninger til beskrivelse af systemet. Da evolutionsoperatoren N så at sige allerede indeholder Newtons gravitostatiske kraftlov og Coulombs elektrostatiske kraftlov, kan vi ved hjælp af de specielrelativistiske transformationsligninger udlede de maxwellske ligninger for elektromagnetisme og de dermed analoge gravitationelle ligninger, idet det dog bemærkes, at elektromagnetisme også er gravitationsdynamik!




8. Kosmologisk begrundelse af »finstrukturkonstanten«

En størrelse, der spiller en stor rolle i atomfysikken, er den såkaldte finstrukturkonstant . Den er defineret ved følgende udtryk:

(8.1)

(8.1)

Denne konstant er rent empirisk, idet man ikke har kunnet give en teoretisk begrundelse for talværdiens størrelse. Jeg kan nu ud fra min kvantekosmologiske teori give en teoretisk begrundelse af talværdien, der viser, at denne er bestemt allerede i universets embryonale tilstand. Idet jeg ikke benytter h 'streg' men h, vil jeg betragte størrelsen givet ved:

(8.2)

(8.2)

Ved benyttelse af udtrykket i ligning (6.1) omskriver vi til:

(8.3)

(8.3)

Dette udtryk omskrives, idet der divideres med elementarlængden r0 både i tæller og nævner. Vi får da følgende meget interessante udtryk:

(8.4)

(8.4)

Udtrykket i (8.4) viser, at og dermed »finstrukturkonstanten« er bestemt ved forhold gældende i det embryonale univers, nemlig følgende: er bestemt af brøkforholdet mellem den gravitationspotentielle energi af to elektroner i en elementarlængdes afstand fra hinanden og den totale energi af hele universet!!
Af det foregående ser vi tydeligt, at der eksisterer en fundamental kobling af mikrokosmos med makrokosmos! G0 er universets initiale gravitationskonstant givet ved ligning (3.9).




9. En to-vektorfelt gravitationsteori med variable koblings-»konstanter«

I 1972 foreslog denne artikels forfatter en to-felt gravitationsteori, der i sin matematiske struktur er identisk med de maxwellske ligninger i elektrodynamikken. Artiklen er offentliggjort i tidsskriftet GAMMA nr. 9, februar 1972, der udgives af Niels Bohr Instituttet.
Ud over det gravitostatiske »Newtonfelt«, der er til stede omkring relativt hvilende graviterende masser, dannes et dynamisk rotationsfelt omkring graviterende masser, der er i relativ bevægelse.
Dette dynamiske vektorfelt tilfredsstiller sammen med det gravitostatiske vektorfelt følgende differentialligninger:

(9.1)

(9.1)

(9.2)

(9.2)

(9.3)

(9.3)

(9.4)

(9.4)

I ligningerne er divergensoperatoren, rotationsoperatoren, er den gravitationelle massedensitet og den gravitationelle massestrømtæthedsvektor.
K er koblings-»konstanten« til det dynamiske -felt. K kunne kaldes den gravitationelle permeabilitet.
Sammenhængen mellem K og G er givet ved:

(9.5)

(9.5)

Talværdien gælder i vor epoke, hvor den altså er meget lille. Dette forklarer, hvorfor man ikke umiddelbart observerer virkningen af N-feltet.
Kraftloven, der hører til felterne og , er givet ved:

(9.6)

(9.6)

hvor er den kraft, der virker på en graviterende masse mg, der bevæger sig med hastigheden i et kombineret - og -felt.
De gravitationelle ligninger forudsiger umiddelbart eksistensen af gravitationsbølger.

Man kan vise, at Maxwells ligninger er en konsekvens af Coulombs elektrostatiske kraftlov og transformationsligningerne for kræfter som angivet i den specielle relativitetsteori. Da Newtons gravitostatiske kraftlov er matematisk identisk med Coulombs lov, vil en tilsvarende matematisk udledning resultere i gyldigheden af de gravitationelle ligninger (9.1) til (9.6).
En analyse af universets udvikling baseret på disse ligninger vil være af yderst stor interesse, idet det vil give mulighed for en forståelse af dets struktur, som vi i realiteten observerer det! Specielt vil galaksestrukturer kunne »forklares«, og ligeledes de informationer fra objekter i det ydre univers, såsom kvasarer, der jo giver os informationer om strukturer i det tidligste univers!
Det interessante er nu, at K også er en aftagende størrelse ligesom G. Ved universets fødsel var K omkring 1042 gange større end i dag! Talværdien ved universets fødsel var:

(9.7)

(9.7)

Dette giver mulighed for en helt anden kosmisk struktur end den, der er baseret alene på ét G-felt! I dag ved man, at universets galaksestruktur langtfra er homogen. Tværtimod viser det en uregelmæssig »netstruktur«!
Det ville være ønskeligt med en analyse baseret på den her foreslåede to-feltsgravitationsteori med variable koblingskonstanter, specielt en analyse af de dynamiske forhold kort tid efter universets fødsel til »tidspunktet« t0.
I det allertidligste univers var både G-feltet og det dynamiske N-felt uhyre store. Da G ændrede sig meget hurtigt, og massestrømtæthederne var meget store, ser man af ligning (9.4), at der blev genereret et meget stort N-felt. Som det er bemærket, følger det umiddelbart af de gravitationelle ligninger, at der kan genereres gravitationsbølger. Energitætheden i de gravitationsbølger, der blev genereret umiddelbart efter universets fødsel, var uhyre stor. Efterhånden som universet ekspanderede, formindskedes energitætheden. Man må formode, at universet er fyldt med denne gravitationelle kosmiske baggrundsstråling, helt analogt til den elektromagnetiske baggrundsstråling. Denne kosmiske gravitationelle baggrundsstråling bør man søge efter, når den projekterede LIGO-detektor (Laser Interferometer Gravitational- wave Observatory) under ledelse af Rochus E. Vogt sættes i drift!
Joseph Weber fra University of Maryland rapporterede i 1969, at han havde registreret gravitationsbølger fra centret af vor galakse. Der kan være tale om enorme gravitationelle processer fra resterne af en galakseembryoton.
En galakseembryoton - galaksefosterpartikel - er en meget koncentreret energi- »klump«, der blev udsendt af den kosmiske embryoton, endnu mens gravitationen aftog uhyre hurtigt i det allertidligste univers!



10. Kosmisk fyrværkerimodel. Galakseembryotoner og stjerneembryotoner

I fortsættelse af betragtningerne i afsnit 9 kan opstilles følgende fyrværkerimodel for universet: Hele universet blev dannet ud fra den kosmiske embryoton. I de første kosmiske kvantetidsrum efter universets begyndelse, hvor gravitationen aftog uhyre hurtigt, udslyngedes et meget stort antal galakseembryotoner - fosterpartikler for galakserne.
Under den endnu hurtige aftagen af gravitationen udslyngedes fra hver galakseembryoton milliarder af stjerneembryotoner. Af disse stjerneembryotoner dannedes stjernerne i vort univers.
Med hensyn til grundstofdannelsen i vort univers lægger de foregående betragtninger op til følgende hypotese: Grundstofferne, specielt dem tungere end jern, er dannet ved desintegration, naturlig fission og henfald af supertunge kerner med uhyre høje nukleontal. Grundstofferne er blevet dannet, efterhånden som de fysiske forhold var til stede i det ekspanderende univers.
Galakseembryotonerne er eksplosionsagtigt sendt ud fra den kosmiske embryoton, således at de roterer relativt til hinanden, og således at det totale impulsmoment er nul. Disse roterende galakseembryotoner har - forårsaget af den endnu hurtige aftagende gravitation - udsendt stjerneembryotoner. En galakse er under dannelse! Impulsmomentet af galakseembryotonen fordeles ud til de dannede stjerner, dels som et baneimpulsmoment, dels som et egenimpulsmoment. De yderste stjerner i den dannede galakse er kastet ud med den største »slyngkraft«, hvilket resulterer i en relativt større galaktisk banehastighed end de sidst udslyngede stjerneembryotoner. Dette galaktiske bevægelsesmønster er netop observeret i mange galakser. Hypoteserne om eksistensen af eventuelt »koldt mørkt stof« behøves således ikke!
Kvasarerne, der befinder sig i milliarder af lysårs afstand fra os, har også givet forståelsesproblemer, specielt den enorme energiudstråling fra et relativt lille rumområde. Forklaringen kunne være, at en kvasar er en galakse under udvikling, og hvor kvasarcentret er resterne af en galakseembryoton. Da det er objekter i de ydre dele af universet, ser vi via de elektromagnetiske stråler de fysiske forhold, som de var i det unge univers, hvor blandt andet gravitationen var meget større. Resterne af en galakseembryoton svarer sandsynligvis til det, der i den etablerede kosmologi kaldes »et sort hul«.
Målinger foretaget af Hubble-rumteleskopet i november 1994 viser, at der i det yderste univers - altså i universets tidligste »barndom« - eksisterede supertætte objekter og galaksestrukturer. Dette er helt i modstrid med de accepterede teorier!
Lad os betragte stjernedannelser ud fra en stjerneembryoton. Efterhånden som gravitationen aftager, desintegrerer stjerneembryotonen for på et bestemt tidspunkt at blive til uhyre tunge og roterende »klumper« af neutroner - til nogle i universet roterende neutronkugler! Af disse neutronkugler er stjernerne dannet! Disse neutronkugler må antages at være identiske med nogle af de pulsarer, vi i dag har kendskab til. Som det kan forstås, er pulsarerne - ifølge den her fremlagte teori - ikke sluttilstande af stjerner, men derimod begyndelsestilstande af nye stjerner! Universet er endnu relativt ungt, hvilket betyder, at der ifølge de accepterede teorier for pulsardannelse og »sort hul«-dannelse ikke har været tid nok!
Lad os betragte stjernedannelser ud fra en stjerneembryoton. Efterhånden som gravitationen aftager, desintegrerer stjerneembryotonen for på et bestemt tidspunkt og under bestemte forhold at blive til en »klump« neutroner - en i universet roterende neutronkugle. Af disse neutronkugler er stjernerne dannet - hvis ikke alle stjerner, da de ældste. Disse neutronkugler må antages at være identiske med nogle af de pulsarer, vi i dag har kendskab til.
Omkring de hurtigt roterende neutronkugler er dannet et stærkt magnetfelt. Som et resultat af dette stærke magnetfelt (og måske den kvantemekaniske tunneleffekt) »blæses« klynger af neutroner og enlige neutroner ud fra neutronkuglens overflade. Idet nogle af neutronerne omdannes til protoner, elektroner og antineutrinoer, vil der under de ekstreme forhold blive dannet et utal af superkerner (en bedre betegnelse ville nok være makrokerner), der er defineret ved at have uhyre høje nukleontal.


11. Ny fissions-fusions-model for stjernerne med centralkerne af neutroner

I det følgende beskrives en ny model for solen og andre lignende stjerner. Lad os, som eksempel, betragte solens opbygning og de processer, der foregår i den.
Generelt betragtet har solen en lagdelt struktur og funktion. Den centrale del består af en relativt lille roterende neutronkugle, der alene består af neutroner. Denne roterende neutronkugle er kilden til solens primære magnetfelt. Omkring neutronkuglen eksisterer en zone af superkerner med forskellige, meget høje nukleontal. Disse superkerner er »fordampet« fra neutronkuglens overflade, hjulpet afsted af det stærke magnetfelt og evt. af den kvantemekaniske tunneleffekt.
I denne superkernezone forløber henfald af superkerner ved spontan og induceret fission og ved -, -, - og -processer. Disse processer er energiproducerende, og samtidig dannes de tungere grundstoffer ned til jern, der er den mest stabile kerne, vi har kendskab til. De neutroner, -partikler og lettere grundstofkerner, der dannes ved superkernernes fission og efterfølgende henfald, »blæses« af strålingstrykket og partikeltrykket udad i solen. Neutronerne omdannes til protoner, elektroner og antineutrinoer, hvorfra der kan dannes hydrogenatomer. -partikler giver mulighed for dannelsen af heliumatomer. I superkernezonen bliver hyppigheden af specielt jern større og større, efterhånden som desintegrationen af superkernerne skrider frem. Hydrogen, helium og nogle af de lettere og tungere grundstoffer »placerer« sig i to zoner omkring og uden for superkernezonen. I den inderste hydrogen-heliumzone, hvor temperatur og tryk er høje, foregår der fusionsprocesser under frigørelse af energi og dannelse af de lettere grundstoffer. Den anden hydrogen-heliumzone er identisk med de yderste dele af solen og består, som spektralanalyse viser, af hydrogen, helium og lettere grundstoffer, heri iblandet »lidt« tungere grundstoffer.
Disse superkerner kan under bestemte fysiske forhold desintegrere og henfalde ved forskellige reaktionstyper. En bestemt superkerne kan henfalde ved bl.a. successive multifissioner - naturlige som inducerede - -, -, - og -henfald. Med -henfald betegnes under ét alle andre partikelemissioner end , og . Eksempelvis kan der være tale om emission af carbonkerner, oxygenkerner, siliciumkerner, svovlkerner etc. Ved desintegrationsprocesserne frigøres der energi, der viser sig i form af kinetisk energi og strålingsenergi. Partikeltrykket og strålingstrykket bevirker en »oppustning« af stofsystemet. En aktiv stjerne er under dannelse.
Med hensyn til den mulige eksistens af superkerner, så er kondensationen af et mangepartikelsystem allerede teoretisk forudsagt af Einstein og Bose for omkring 70 år siden, og i 1995 lykkedes det for første gang at »skabe« et sådant Bose-Einstein-kondensat. Så i det store univers, hvor alle mulige fysiske tilstande forekommer, er - næsten - alt muligt!

Stjernemodellen kan resumeres som følger:

Inderst: Roterende neutronkugle:
En relativt hurtigt roterende neutronkugle, der er kilde til stjernens primære magnetfelt. Den er også kilde til de superkerner, der »blæses« ud fra overfladen.

Dernæst følger: Superkernezonen - Fissionszonen:
En zone bestående af superkerner, der desintegrerer og henfalder under energifrigørelse og samtidig dannelse af de tungere grundstoffer ned til jern.

Så følger: Jernzonen:
En zone med relativt stor hyppighed af jern, og hvor der er »balance« mellem fissionsprocesser og fusionsprocesser.

Så følger: H-He-zone 1 - fusionszonen:
En zone bestående primært af hydrogen og helium, og hvor der forløber fusionsprocesser under energifrigørelse og dannelse af de lettere grundstoffer.

Og yderst haves: H-He-zone 2 - fusionsfri zone:
En zone bestående af hydrogen, helium og lettere grundstoffer, heri iblandet tungere grundstoffer.

Den yderste zone kender vi ganske godt gennem studier af spektre. Derimod er informationer fra de andre zoner for nuværende vanskelige at analysere. Her er det studier af neutrinoflux, magnetfelter og helioseismologi, der skal be- eller afkræfte den her opstillede model. Teorien kan måske også bekræftes således: Den indre roterende neutronkugle med det stærke magnetfelt vil give anledning til udstråling af pulsarlignende radiobølger udsendt i en kegle langs med den magnetiske akse. Denne radiostråling vil dog blive forvrænget på sin vej ud igennem solens sekundære magnetfelt, dannet af elektrisk ladede partiklers bevægelse.
Denne radiostråling kan måske påvises af instrumenterne ombord i satellitten »Ulysses«, der skal bevæge sig forbi solens poler i 1995.
Hvis den her foreslåede teori for energiproduktion og grundstofdannelse i solen skal bekræftes, skal man også måle på den neutrinoflux, der forlader solen. Dette er også gjort, men med det resultat, at man kun har registreret omkring ■ af de neutrinoer, man skulle registrere ifølge beregninger baseret på en »ren« fusionsmodel. Dette er en stor »gåde«, så måske er løsningen den her opstillede model. Da man ikke kender de helt specifikke reaktioner for superkernernes desintegration, er det endnu ikke muligt at beregne den emitterede neutrinoflux.
Den her fremlagte teori er mere i overensstemmelse med entropiloven, der »dikterer«, at et system skal søge imod en tilstand med større sandsynlighed - større uorden! Fusionsprocesser, der resulterer i et mere struktureret system, strider faktisk imod entropiloven. Lokalt og midlertidigt kan entropien dog sænkes og holdes konstant, selv om den totalt set altid vil stige. Man må formode, at naturen under bestemte forhold altid »vælger« de simpleste og mest direkte processer.
Vogtet og dikteret af entropiloven ender hele universet som en »suppe« af strukturløse partikler.




12. Ny teori for dannelsen af planeterne og deres måner

Stoffet, der har dannet planeterne, er udslynget af en allerede aktiv sol, hvor energiproduktionen og grundstofdannelsen er godt i gang.
Det præplanetariske stof er »rotations«-udslynget ved en to-trins eksplosivmekanisme. De yderste planeter med mindst massefylde er dannet først. De inderste planeter med størst massefylde er dannet sidst. De yderste planeter, Neptun, Uranus, Saturn og Jupiter, er således de ældste. De inderste planeter, Mars, Jorden, Venus og Merkur, er de yngste.
Lad os først betragte dannelsen af de ydre planeter. Til et bestemt tidspunkt er der forekommet en ustabilitet i den aktive sol, således at en eksplosionsproces er startet. De yderste hydrogen- og helium-holdige stoflag af solen er blevet slynget ud i rummet, hvor det har lejret sig i en roterende præplanetarisk stofring. På grund af solens gravitationelle træk trækkes stoffet mod solen. Dette resulterer i to effekter: Dels at den oprindelige stofskive er blevet delt op i flere adskilte ringsystemer, dels at mængden af stof er blevet størst nærmest solen. I tidens løb er de forskellige stofringe blevet kondenseret til de forskellige ydre planeter. Den største planet, Jupiter, tættest ved solen og derefter med aftagende størrelse udad til Neptun. (Pluto er sandsynligvis en planet, der har »forvildet« sig ud i de ydre dele af solsystemet). I dag vides det fra analyser, at de ydre planeter fortrinsvis består af hydrogen og helium, heri iblandet nogle tungere grundstoffer. Meget bedre viden om grundstofsammensætningen får vi i løbet af 1996, når vi modtager data fra Galileo-rumsonden, der i december 1995 er blevet sat ind i et to-årigt kredsløb omkring Jupiter, efter at en instrumentkapsel med stor succes har gennemtrængt over 100 km af Jupiters meget tætte atmosfære.
Efter soleksplosionsprocessen er det udadrettede strålings- og partikeltryk faldet. Dette bevirker en gravitationel sammentrækning af de yderste stoflag af solen, der nu har en langt større hyppighed af tungere grundstoffer, specielt jern.
En efterfølgende (i tid sandsynligvis længe efter den første) 2. soleksplosion slynger stof ud, der er righoldigt på tungere grundstoffer, specielt jern. Af dette stof er de indre planeter, Merkur, Venus, Jorden, Mars og asteroiderne, dannet. Men af dette stof består også de måner og stofringe, der kredser omkring de ydre planeter fra Jupiter og udefter. Stoffet er simpelthen blevet indfanget af planeternes tyngdefelt for derefter at gå i omløb omkring planeterne. Hermed er således forklaret, hvorfor de måner og det stof, der kredser omkring de ydre planeter, består af jordlignende grundstoffer. Dette løser en hidtil stor »gåde«!
Stoffet mellem solen og Jupiter, der roterer omkring solen, udsættes for to gravitationelle træk. Et, der prøver at trække stoffet mod solen, og et, der trækker stof ud imod Jupiter. Denne totræks- effekt bevirker to ting. Dels at stofskiven deles op i 5 stofskiver; dels at stofskiverne nærmest solen og Jupiter er »fladest«, og den skive, der befinder sig »midt« mellem solen og Jupiter, er tykkest. Af denne er Jorden dannet. De mindste planeter, Merkur og Venus og dem, der indeholder de tungeste grundstoffer, specielt jern, er dannet nærmest solen. Af stofringene nærmest Jupiter er Mars og asteroiderne dannet. Stofringen nærmest Jupiter har ikke kunnet kondensere sig til en planet på grund af Jupiters store tyngdekraft. Noget tilsvarende vil også gælde for en eventuel stofring mellem solen og Merkur. Mindre og større stofklumper eksisterer sandsynligvis i banebevægelse inden for Merkurs bane. På grund af det stærke sollys er de yderst vanskelige at observere. Eksistensen af disse stofklumper vil kunne give en forklaring på Merkurperihelanomalien! Einsteins gravitationsteori er således ikke nødvendig!
At Merkur næsten er en stor jernkugle, der bevæger sig omkring solen, er således fuldt forståeligt.
Måner og stofringe bestående af
tungere grundstoffer er dannet af
stof fra 2. stofudslyngning!
Planetskitse



13. Universets superfundamentale naturkonstanter og evolutionsparametre

I menneskets søgen efter sandhed stilles spørgsmål som: Hvem er vi, hvorfra kommer vi, og hvortil går vi? Hvem, hvad og hvordan styres alle de processer, der foregår i vort univers? Hvad er det hele for noget?
I fysikken - der mest systematisk og objektivt - søger svaret på ovenstående spørgsmål, har man opdaget eksistensen af et sæt fysiske størrelser, der bestemmer koblingen og styrken af de processer, der forløber i et betragtet system. Disse fysiske størrelser er de såkaldte naturkonstanter. Eksempler på sådanne konstanter er: Lysets hastighed i vacuum c0, Plancks konstant h, Newtons gravitationskonstant G, det elektriske elementarkvantum e, elektronens masse me, Boltzmanns konstant k etc.
Spørgsmålene er nu: 1) Er sættet af kendte naturkonstanter uafhængigt af hinanden, eller afhænger nogle af hinanden? 2) Er de kendte naturkonstanter de mest fundamentale i vort univers, eller eksisterer der nogle superfundamentale natur-»konstanter«, hvoraf de andre kan afledes? Og ikke mindst 3) Er de konstante eller varierer alle eller nogle af dem, efterhånden som universet udvikler sig?
Jeg mener, at de natur-»konstanter«, som vi i vore teorier i dag arbejder med, er konstanter på et højere niveau end de mest fundamentale. De kan afledes af de superfundamentale naturstørrelser. Hvilke størrelser er så de superfundamentale? Det er: Den totale felt- og stofmasse af universet, M0, elementarlængden r0 og elementartiden t0!
Til dette sæt af størrelser må lægges en evolutionsparameter, der er »ansvarlig« for, at universet overhovedet eksisterer og gennemløber en evolution! Denne evolutionsparameter er størrelsen N og potenser deraf!
Antallet af partikler i det nuværende univers er af størrelsen . Universets absolutte entropi er en funktion af N. Da universet blev dannet, var entropien lig med nul.
Et af hovedresultaterne i den her fremlagte teori er sammenkoblingen af mikrokosmos med makrokosmos - det er en holistisk teori! Den determinerende og mest fundamentale størrelse i vort univers er dets masse M0. M0 er således bestemmende, sammen med elementarlængden og elementartiden, for størrelserne af de koblingskonstanter, der indgår i de fysiske love!
Det kan formodes, at de fysiske love undergår en evolution - ligesom alt andet - således, at nogle »fødes« med senere mulighed for mutationer, mens andre »dør« og således, at det er de »stærkeste« love, der fortrinsvis vil afgøre, hvordan universets evolution og struktur forløber.
Informationerne om naturlovenes struktur er »nedlagt« allerede i universets fostertilstand! Conditio embryonis omnia determinat!
Ultimativt uddør alle love!


Louis Nielsen
E-mail:
LNi@Herlufsholm.dk


Den her fremlagte kosmologiske teori er et resultat af over 25 års spekulationer over det fysiske univers. Ønsket har hele tiden været at forene makrokosmos med mikrokosmos. Det filosofiske arbejdsprincip har været og er stadig: Universets starttilstand bestemmer alt!


Næste artikel
Hovedsiden