Über Tachyonen, Tachyonenäther und Tachyonenwechselwirkung

von Oliver Hausherr (1996)

Seit der Aufstellung der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie hat es die theoretische Physik noch nicht überwunden, daß ein sogenannter Lichtäther de facto nicht existiert. Vielmehr kommt noch hinzu, daß von vielen anerkannten Physikern sowohl theoretisch als auch experimentell bestätigt wurde, daß das Beschleunigen von Teilchen beliebiger Größe auf Überlichtgeschwindigkeit nicht festgestellt werden kann und höchstwahrscheinlich unmöglich ist. Der große Traum von der Eroberung des Weltenraumes mit beliebig schnellen Mitteln schien also ausgeträumt. Diese Tatsachen und dazu die der Relativitätstheorie postulierte Unfehlbarkeit hätten es zwingendermaßen erfordert, einen Umschwung in der Wissenschaft herbeizuführen und die Sache mit dem Äther und der Überlichtgeschwindigkeit hätte ein für alle mal zu den Akten gelegt werden müssen. Es ist um so erstaunlicher, daß dieses nicht geschehen ist, sondern daß auch von seriöser Seite das Thema Äther weiter diskutiert und nicht bestimmt widerlegt wurde. Die Dynamik des wissenschaftlichen Fortschritts ist weithin bekannt und sicherlich gibt es auch in der Geschichte der Physik Fehlentwicklungen, die mehr oder minder korrigiert wurden, ich möchte jedoch mit der folgenden Abhandlung über das heikle Thema Tachyonen einen Eindruck des Fehlers erwecken, der durch die voreilige Verifizierung der Relativitätstheorie und durch die Verleihung eines Gesetzesstatus an diese begangen worden ist.

Begriffsdefinition

Das sogenannte Tachyon, das übersetzt "schnelles Teilchen" bedeutet, erschien zuerst als Produkt der modernen Relativistiker auf der Wissenschaftsbühne, und zwar als ein hypothetisches Elementarteilchen, das sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegt. Aufgrund dieser Eigenschaft erhielt es natürlich einen Sonderstatus innerhalb dieser Theorie, was bedeutet, daß ihm nachgesagt wurde, es werde Energie frei, wenn es beschleunigt würde, und es hätte eine reelle Energie, obwohl es so schnell ist. Mehr ist zu den Tachyonen aus der Relativitätstheorie nicht zu sagen, außer vielleicht, daß sie heute höchstens dazu dienen, Schüler oder Studenten zu erschrecken, wenn sie ihrem Professor angeben sollen, welche Ruhemasse sie haben oder wie es z.B. auf den Energieverlust durch Tscherenkow-Strahlung beim Durchfliegen von Materie reagiert, etc.

Die Anhänger der Pro-Äthertheorien und die der Anti-Einsteinbewegung betrachten das Tachyon (oder dort auch Tachion) als ein Teilchen, das sich so schnell wie nur irgendmöglich in Schwingung versetzt und im Verbund mit anderen Tachyonen als Äther den leeren Raum des Universums füllt. Hier besitzt es alle Eigenschaften, die ein Lichtäther haben muß, und es stellt somit das Medium der Welle Licht dar. Ebenso wie in der Relativitätstheorie wird behauptet, daß das Tachyon ungeheure Energie birgt und diese abgibt, wenn man es weiter beschleunigt. Der Unterschied zur Relativitätstheorie besteht darin, daß hier das Tachyon sich nicht geradlinig bewegt, sondern daß es schwingt.

Als drittes gilt das Tachyon als Erklärung für alle denkbaren Wechselwirkungskräfte. Es stellt ein Teilchen dar, aus dem das Universum besteht und das unerhört viel Energie besitzt. Es durchströmt das Weltall und insbesondere die Planeten. Dabei kommt es z.B. zu besonderen Kraftwirkungen, wenn sich ein Körper im Tachyonen-Schatten eines anderen befindet, wobei diese Kräfte Gravitation genannt werden (darauf möchte ich hier nicht weiter eingehen).

Es ist wichtig, die oben genannten drei Definitionen zu trennen und bei einem Bezug auf die Eigenschaften des Tachyons die zugehörige Definition erkennen zu lassen.

Im folgenden gehe ich auf die Rolle des Tachyon als Bestandteil der Relativitätstheorie und die der Basis aller Wechselwirkungen nicht ein, da die erstere schwindend gering ist, weil die Überlichtgeschwindigkeit dem zweiten Einsteinīschen Postulat widerspricht, und da mir zur dritten Definition bisher wenig Fachmaterial zugekommen ist und ich außerdem diese Theorie für nicht richtig halte.

Hypothese oder Realität?

Für den klassischen Physiker stellt sich eigentlich nicht die Frage, ob es ein Tachyon gibt, oder nicht. Denn ihm stehen 3 wichtige physikalische Postulate zur Seite, die das Tachyon als Humbug entlarven:

  1. Es kann kein Masse-Teilchen geben, das sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegt, denn das hat die Relativitätstheorie gezeigt und bewiesen.
  2. Es gibt keinen Äther, der als Medium für die Lichtausbreitung dient, denn das hat das Michelson-Experiment gezeigt und bewiesen.
  3. Es kann kein Teilchen geben, das Unmengen von Energie speichern und abgeben kann, denn das widerspräche dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik und dem Entropiegesetz, der/das absolut gilt und bewiesen ist.

Alle drei Argumente sind einzeln und absolut zu widerlegen:

Die Überlichtgeschwindigkeit und Einsteins Irrtum


Die Grundpfeiler der Relativitätstheorie sind Einsteins zwei Postulate:
  1. Das Relativitätsprinzip: Es gibt unendlich viele, relativ gleichförmig und geradlinig bewegte Bezugssysteme (Inertialsysteme), in denen alle Naturgesetze ihre einfachste (ursprünglich für den absoluten Raum oder ruhenden Äther abgeleitete) Gestalt annehmen.
  2. Das Prinzip von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: In allen Inertialsystemen hat die Lichtgeschwindigkeit, mit physikalisch gleichartigen Maßstäben und Uhren gemessen, denselben Wert.[1]
Später wurde das zweite Postulat umgeworfen, da es sich nur auf Licht als Welle bezieht und die Addition der Geschwindigkeiten in der Newtonīschen Korpuskulartheorie nicht ausschließt, und es wurde neu geschrieben und lautet:
  1. Die Lichtgeschwindigkeit ist unabhängig von der Bewegung der Lichtquelle.[2]


Das erste Postulat ist rein theoretischer Natur, das zweite soll empirisch begründet sein. Einstein argumentierte so: Eine Geschwindigkeit wird in zwei relativ zu sich gleichförmig bewegenden Inertialsystemen verschieden skaliert, der Betrag ist also verschieden. Nach Einsteins Erfahrung soll das Licht in allen Inertialsystemen denselben Betrag haben und folglich ist die Lichtgeschwindigkeit absolut. Damit fallen auch die Raum- und Zeitbestimmungen klassischer Art weg und fortan muß es erlaubt sein, nicht nur die Zeitachse eines Bezugssystems zu verzerren, sondern auch die Ortsachse. Diese Annahmen führen zu bekannten komplizierten Verhältnissen, wie etwa der Raumkrümmung, etc.[3]
Bekannt ist ebenso, daß die Bestimmung von Geschwindigkeiten und die Anwendung der Einsteinīschen Gesetze, nur in Inertialsystemen erfolgen kann, also in nicht beschleunigten Systemen. Ich wäre sehr dankbar, wenn mir irgend jemand, der sich mit den unzähligen Experimenten auskennt, die zur Verifizierung der Einsteinīschen Thesen gemacht wurden, eines nennen kann, das nicht in einem beschleunigten System aufgestellt wurde. Bisher kenne ich Experimente, die auf der Erde oder von der Erde aus, auf dem Mond oder in Raumschiffen oder Sonden oder Satelliten, die entweder die Erde, oder den Mond umkreisten oder ansteuerten. Alle diese Experimente können nicht dazu dienen, festzustellen, wie sich verschiedene Geschwindigkeiten in verschiedenen Inertialsystemen verhalten, denn weder die Erde, noch der Mond stellen ein Inertialsystem dar (beide besitzen eine Atmosphäre und beschleunigen durch ihre Drehbewegungen andauernd), noch Erde und Mond zusammen (beide beschreiten eine Kreisbewegung um die Sonne, also eine beschleunigte Bewegung). Ebenso kann unser Sonnensystem mit dem Mittelpunkt Sonne nicht als Inertialsystem angesehen werden, da es sich auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt der Milchstraße befindet, sich also im ganzen beschleunigt.
Die absolute Drehbewegung der Erde wird auf 380 km/s bestimmt und ist klassisch durch die Abplattung an den Polen bewiesen. Einstein setzt dem entgegen, daß diese Ansicht rein subjektiver Betrachtung entspringt und man ebenso sagen kann, das gesamte Universum bewege sich um einen herum. An den jeweiligen Folgen für die Bestätigung der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit sieht man, daß man es eben nicht so ohne weiteres anders sehen kann: Ohne die oben aufgeführten Experimente bleibt meiner Meinung nach keines übrig, das über die Beobachtungen in zwei Inertialsystemen Aufschluß geben kann. Damit entbehrt das zweite Postulat seiner Basis, nämlich der experimentellen Bestätigung und folglich gibt es keinen Anlaß, so zu postulieren. Es scheint so, als ob dieses zweite Postulat um seiner selbst willen aufgestellt wurde und folgendes bewirkt: Es wurde noch kein Überlichtteilchen beobachtet, weil c eine Grenze darstellt. c ist die Grenzgeschwindigkeit, weil es noch keine Überlichtteilchen gibt. Hiermit verhält es sich ähnlich wie: Das Licht als Welle breitet sich auch im Vakuum aus, weil es dort den Äther gibt. Es gibt den Äther im Vakuum, weil sich dort das Licht als Welle ausbreitet. Zweites wurde von Relativistikern als lächerliche ad hoc Definition des Äthers angesehen, aber warum nicht ersteres als ad hoc Begründung der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit? Denn das anscheinende Nichtvorhandensein von Überlichtteilchen impliziert noch längst keine Grenzgeschwindigkeit. In dieser Beziehung leuchtet ein von mir gerne herangezogener Vergleich ein, denn vor langer Zeit schwärmte ein jeder Mensch von der Schnelligkeit des Windes und sagte ab und zu schon einmal: Dieses Pferd ist so schnell wie der Wind! Sehr viel später wußte man, das Wind und Sturm nicht das Maß der Dinge waren und sagte Mein Gott, der ist ja schneller als der Schall! Im weiteren Verlauf der Menschheitsgeschichte ergründete man die Eigenschaften des Lichtes und sagte nunmehr Es ist schneller als der Blitz! Bis jetzt hat sich jede Aussage bewahrheitet, denn es gibt Phänomene schneller als Wind, Sturm und schneller als der Schall. Warum sollte gerade die letzte Aussage Utopie bleiben?
Vielmehr glaube ich, daß Einstein&CO auf der vorteslaischen Entwicklungsstufe zurückblieben sind und wie viele andere auch beim Anblick eines Blitzes gesagt hätten: Wie wundervoll, etwas schnelleres kann es nicht geben!

Michelson, Beweis oder nicht?

Das vielzitierte Experiment von Michelson und Morlay, das dazu dienen sollte, die frühere Äthertheorie zu stützen und damit endgültig die Lichtausbreitung zu erklären, funktioniert in etwa so, daß ein Lichtstrahl in eine horizontale und eine vertikale Komponente aufgeteilt wird, die über Spiegel letztendlich in ein Interferenzrohr münden, das genau feststellt, ob eine Komponente schneller war als die andere. Da die Erde sich gegen den Äther bewegt und das Experiment auf ihr durchgeführt wurde, sollte die Komponente langsamer sein, die sich mehr gegen den Äther bewegt als die andere, also mehr gebremst wird dadurch, das die Ausbreitung an diesen Äther gebunden ist. Es stellte sich heraus, daß beide Komponenten, wollte man den Aufbau des Experimentes auch noch so drehen und wenden, gleichzeitig ankamen und kein Interferenzmuster hinterließen.[4] Daraus folgert man richtigerweise, daß die Ausbreitung des Lichtes nicht an ein Medium der Art des Äthers gebunden ist. Einstein folgerte daraus die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, was jedoch jeder Grundlage entbehrt, da das Experiment mit der Korpuskulartheorie vollständig zu erklären ist. Die Ausbreitung des Lichtes ist die eines Teilchens und nicht die einer Welle (selbst Beugung und Interferenz lassen sich durch diesen Abstrich noch erklären, wie ich später in einer anderen Abhandlung noch erklären werde).

Das heißt aber für das Tachyon nicht, daß es nicht vorhanden ist. Das Tachyon kann eben nicht als Lichtäther dienen, statt dessen steht das Tachyon weiterhin für den energiegeladenen Äther, der den sogenannten leere Raum füllt.


Die Philosophie der Ordnung


Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt wörtlich:
Es ist unmöglich, eine periodisch funktionierende Maschine zu konstruieren, die keine weitere Veränderung in der Umwelt bewirkt als die Hebung eines Gewichtsstücks und eine entsprechende Abkühlung eines Wärmereservoirs.[5]
Abgesehen davon, daß Lebewesen solche Maschinen darstellen, ist bis heute kein technisches Gerät dieser Art patentiert worden, also gibt es noch keines.
Bekanntlich arbeiten alle heute bekannten Wärmekraftwerke, Automotoren, Wärmepumpen etc. nach dem Prinzip, Wärmeenergie zwischen einem heißen und einem kalten Teil strömen zu lassen (Entropiezunahme) und im Tausch etwas geordnete Energie als mechanische Energie abzuzweigen (Motoren) bzw. geordnete Energie aufzuwenden, um zusätzliche Wärmeenergie in Gegenrichtung zu befördern (Wärmepumpen). Die Physik behauptet nun, daß es erst gar nicht möglich ist, ungeordnete Energie (Wärme) in höhergeordnete umzuwandeln. Denn bei allen Umwandlungsprozessen muß die Entropie immer weiter zunehmen und damit der Grad der Unordnung
Zu Beginn unseres Universums bestand eine reine Unordnung und Gleichheit der Dinge, bis der Urknall für geordnete Verhältnisse und den Aufbau einer geordneten Welt von Galaxien, Sternen, Planeten etc. sorgte. Es bleibt jetzt die Frage: Wie kann ein System (das vor dem Urknall) von selbst an Entropie verlieren (Urknall)? Daraus schließt man, daß entweder die Urknalltheorie oder das Entropiegesetz falsch sind, und das bedeutet wiederum, daß das Entropiegesetz verletzt werden kann, denn ist die Urknalltheorie falsch, so strebt das Universum nicht der völligen Entropie zu und das Entropiegesetz darf verletzt werden. Solche entgegen dem Entropiegesetz verlaufenden Prozesse werden als negentrope Prozesse bezeichnet und der gegensätzliche Grad als Negentropie.
Für die Existenz der negentropischen Prozesse spricht einmal der Casimir-Effekt und das Vorhandensein einer sogenannten Nullpunktsenergie.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß alle drei Punkte, die gegen das Tachyon sprechen, umstritten und widerlegbar sind. Damit kann (wie es so schön heißt) die Existenz des Tachyons nicht mehr ausgeschlossen werden.

Zuletzt möchte ich noch einige bemerkenswerte Beispiele für praktische Beweise von Äther und Tachyon liefern:
  1. Die Relativitätstheorie verträgt sich bekanntermaßen nicht mit der Quantentheorie. Da letztere jedoch bestätigt scheint, bleiben verschiedene physikalische Phänomene, die quantentheoretisch erklärbar sind, relativistisch ein Wunder (z.B. der Bell-Effekt).[6]
  2. in Beweis für die Unpraktikabilität und die Unrichtigkeit der Einsteinīschen Thesen liefert das NASA-Jet Propulsion Laboratorium: Es berechnet schon lange nicht mehr die Analysen der Signal-Transit-Zeiten im Sonnensystem bei Satelliten/Radarberechnungen relativistisch, sondern mit höchster Genauigkeit nach dem Newton/Galilei Prinzip, wonach sich mit v bewegende Körper ein Lichtsignal mit c+v abgeben.
    Dieses wird von der Aussage eines amerikanischen Wissenschaftlers von 1969 (!) bestätigt.[7]
  3. ie Schwerebeschleunigung des Mondes beträgt nicht wie von Relativistikern errechnet 1/6 jener der Erde, sondern etwa ― der der Erde. Denn der sogenannte neutrale Punkt des Mondes befand sich bei der ersten Mondlandung nicht wie berechnet 20000 bis 25000 Meilen vom Mond entfernt, sondern etwa 39000 bis 43495 Meilen. Diese Tatsache kann ohne Tachyonen o.ä. nicht erklärt werden.[8]
  4. eit der ersten Mondlandung gibt es Aufzeichnungen von Astronauten über merkwürdige Punktlichterscheinungen, die sie auf dem Mond beobachteten, während sie sich von der Sonne wegwandten. Für die Pressesprechern waren es zwar nur Kleinstpartikel der Raumkapsel, die im Licht der Sonne zu sehen waren, aber die Astronauten konnten diese Erklärung ausschließen.[9]
  5. ie Natur zeigt uns eine Fülle offener Systeme wie z.B. der Orbit der Elektronen um den Atomkern, der Planeten um die Sonne, anscheinende perpetuum mobile. Künstliche Beispiele dieser Art sind das Bessler Rad und das Foucaultīsche Pendel, die ihre Energie von der Rotation der Erde erhalten. "Das Konzept des perpetuum mobile schließt nicht aus, daß es auch unsichtbare Energiequellen geben kann, die als Energieinput für ein perpetuum mobile in Frage kommen."[10]


Nachsatz

Seit Nikola Tesla hätte ich erwartet, daß in der Wissenschaft der Keim zu einem überirdischen Verständnis der Dinge unseres Universums gelegt worden sei, doch sehe ich mich enttäuscht. Das starre Festhalten an dem Unsinn der Relativitätstheorie und der Lächerlichkeit einer Urknalltheorie können einen gar zur Verzweiflung bringen. Eigentlich sollten die Energien, die im Äther zu finden sind, Ansporn genug sein, endlich diese Energiequelle erschließen zu wollen. Die Reaktion auf dieses Thema bleibt jedoch meist dieselbe, dies sei alles Science Fiktion und habe doch nur etwas mit Star Trek zu tun, o.ä. Solange der Einsteinschüler am Fenster sitzen bleibt und behauptet, daß es nichts schnelleres gäbe als ein Blitz, wird sich eben nichts ändern.

 

Quellenangaben:


[1] Max Born, "Die Relativitätstheorie Einsteins", Springer, 4.Auflage 1964, S.200
[2] Gerthsen,Vogel, "Physik", Springer, 17.Auflage 1993, S.783
[3] ebd., S.781ff.
[4] ebd., S.781f.
[5] Joachim Grehn(Hg.), "Metzler Physik", Metzler, 2.Auflage 1992, S.163
[6] J.S.Bell, "Physics 1" , 1964, S.195f.
[7] "Radar Testing der relativen Lichtgeschwindigkeit im Weltraum"(übersetzt), Spectros. Lett. 2, 1969
[8] "Encyclopedia Britannica, Ausgaben 1960 und 1970
[9] R.Schaffranke aus Young Harris, USA, Vortag beim SAFE-Kongreß Okt.1989 in Einsiedeln
[10] Sven Mielordt, "Tachyonenenergie: Irrwege und Verheissungen", raum&zeit ?