Das neue Weltbild des Physikers Burkhard Heim. Illobrand von LudwigerЧитать онлайн книгу.

      [22]ADie einheitliche phänomenologische Feldtheorie

1.Die Modifikation des Newtonschen Gravitationsgesetzes durch Burkhard Heim

      1.1Der einheitliche Feldstärke-Tensor von Gravitation und Elektromagnetismus

      Was Burkhard Heim so bekannt gemacht hatte, war seine Entdeckung eines neuen Antriebskonzeptes für die Raumfahrt. Ein Raumschiff sollte anstatt mit chemischen Treibstoffen durch eigens erzeugte Schwere-Felder und durch Umwandlung elektromagnetischer Wellen angetrieben werden können. Heim hatte eine phänomenologische Erklärung der Gravitation und einen Zusammenhang mit elektromagnetischen Feldern entdeckt. Die Gravitation hatte er in Analogie zur Maxwellschen Theorie des Elektromagnetismus als ein physikalisches Feld interpretiert.

      Und genauso wie ein bewegtes elektrische Feld ein Magnetfeld induziert, sollte nach Heim auch ein bewegtes Gravitationsfeld ein neues Feld – von Heim als „Mesofeld“ bezeichnet – generieren. Auf diese Weise erhielt Heim ähnliche Beziehungen wie im Maxwellschen Formalismus, Gl.(A-1), (A-2). Es gelang ihm, Gravitation-Mesofeld und Elektro-Magnetismus durch einen einheitlichen Tensor darzustellen Gl.(A-5).

      Unter einem Tensor verstehen Physiker und Mathematiker eine physikalische Größe, die unabhängig vom Bewegungszustand des Beobachters ihre Form behält. Mathematisch ist das eine Größe, mit der beispielsweise der Feldverlauf von Materie- oder Ladungsquellen in allen drei Raumrichtungen durch einen einzigen Ausdruck angegeben werden kann. Die Feldkomponenten in den 3 Raumrichtungen sind dabei in einem 3 mal 3 Matrix-Schema angeordnet.

      [23]Für die folgenden Ausführungen ist es noch wichtig, einige Eigenschaften von Tensoren zu erklären, über die Heim häufig sprechen wird. Ein Tensor ist symmetrisch, wenn durch Vertauschen der Zeilen- und der Spaltenwerte in der Matrix – also der Indizierungen der Komponenten – die Matrix den gleichen Wert beibehält. Das ist z.B. dann der Fall, wenn nur die Diagonalglieder von Null verschieden sind.

      In einem nichtsymmetrischen Tensor sind dagegen die Diagonalglieder der Matrix Null und die extradiagonalen Glieder von Null verschieden. Die Werte in den Spalten haben entgegengesetzte Vorzeichen wie die in den Reihen.

      Wenn die Koeffizienten auch noch als komplex angesetzt werden, dann spricht man statt von symmetrisch von hermitesch, und von antihermitesch für nicht symmetrische komplexe Tensorkomponenten. (Ein Beispiel für einen nichtsymmetrischen oder antihermiteschen Feldthesor stellt der elektromagnetische Feldstärketensor (A-1) dar, der eine Feldrotation ausdrückt.)

      In einem Vortrag vor Wissenschaftlern und Ingenieuren der Luft- und Raumfahrtfirma MBB berichtete Heim 1976, wie er seine Gravitationstheorie entwickelt hatte:

      „Es schien mir vernünftig zu sein, mich zunächst einmal ganz allgemein – ohne jetzt an den Mikrobereich der Welt zu denken – etwas konkreter mit dem Phänomen Gravitation zu befassen. Wir wissen zwar wenig von der Gravitation, aber ich kann zum Beispiel das Newtonsche Gravitationsgesetz in die Poisson-Fassung eines Quellenfeldes bringen. Wie man das macht, ist ja bekannt: Man hat einen Feldvektor, der hier als Beschleunigung auftritt. Im statischen Fall ist es der Gradient einer skalaren Ortsfunktion. Die Divergenz des Feldvektors ist dann proportional der Dichte der felderregenden Masse. (Gl. A-13)

      Nun könnte man sich einmal überlegen, was passieren würde, wenn man eine zeitliche Variabilität zulässt. Ich [24]gehe also jetzt von einer Massenverteilung aus, die nicht homogen ist, die irgendwelche Inhomogenitäten, irgendwelche Anisotropien hat, die sich zugleich zeitlich verändern, so dass eine partielle Zeitableitung der Massendichte der Feldquelle existiert. Aber ich lasse nicht zu, dass bei diesen zeitlichen Veränderungen irgendwelche Materie eine bestimmte geschlossene Fläche, die diese Materie umschließt, verlässt, und betrachte jetzt das Gravitationsfeld von außen. Was passiert hier nun eigentlich? Man kann so auf rein logischem Wege das Newtonsche Gravitationsgesetz für den Fall erweitern, dass es solche zeitlichen Änderungen gibt.

      Und man kann auch versuchen, die Feldmasse mit zu berücksichtigen. Wenn Sie jetzt in den Raum hinaus gehen, dann würde ja zwischen uns und dem jeweiligen Beobachtungspunkt und der felderregenden Masse auch Gravitations-Feldmasse liegen, die ihrerseits wieder Gravitation verursacht, so dass der Verlauf des Feldes hier noch in einer unbestimmten Weise verändert werden kann, was natürlich weit unter jeder Messbarkeitsschranke liegt. Doch man kann es immerhin mal zulassen.

      Nun lassen sich zeitlich verändernde Gravitationsfelder beschreiben, wobei man zunächst mal zu der Aussage kommt, dass sich die Störung des Gravitationsfeldes mit einer bestimmten Geschwindigkeit ausbreitet, die weder Null noch unendlich ist, sondern irgendeine von Null verschiedene Zahl ist, die vielleicht identisch mit der Lichtgeschwindigkeit ist.

      Unter anderem bezog ich die Raumzeitvorgänge gravitativer und elektromagnetischer Art gemeinsam auf eine Minkowskiwelt, d.h. auf eine Raumzeit mit imaginärer Zeitkoordinate.

      Um die Beschreibung durchzuführen, schien es sinnvoll zu sein, die gewonnenen Feldtensoren zu einem einheitlichen Feldtensor zu kombinieren, der sowohl die [25]elektromagnetischen als auch die gravitativen Feldgrößen enthält. (Gl. A-3)

      Wenn ich nun unterstelle, dass wir auf diese Weise einen einheitlichen Feldtensor haben, kann ich hieraus auch einen einheitlichen Energiedichtetensor formulieren, und zwar in der bekannten Weise durch eine Iteration der Feldtensoren (Gl. A-4).

      Man macht das so, dass man diesen Tensor tensoriell mit sich selbst multipliziert und das Matrizenspektrum bildet. Man kommt dann zu einem Energiedichtetensor, der nun aber die Energiedichte eines einheitlichen Feldes darstellt, nämlich einer Feldquelle mit ihrem Gravitationsfeld. Das erscheint nun als Einheit. Auf so etwas muss es uns jetzt ankommen. (Gl. A-5)

      Man kann diesen Energiedichtetensor im elektromagnetichen Fall explizit ausdrücken. Da aber das Energie/Materie-Äquivalent gilt, das ja jeder Energie auch träge Masse zuordnet, kann man natürlich den nicht-symmetrischen oder besser nicht-hermiteschen Energiedichtetensor eigentlich auch gut verallgemeinern.

      Dieser allgemeine Energiedichtetensor - das liegt eben an der Wechselbeziehung zwischen Gravitation und ihrer Feldquelle – erscheint nicht-hermitesch.“

1.2Magnetfelder durch rotierende Massen

      Heims einheitliche Feldgleichungen postulieren Wechselbeziehungen zwischen Elektromagnetismus und Gravitation, die viel stärker sind als sie aus der geometrischen Gravitations-Theorie Einsteins hergeleitet werden können. (Gl. A-6, A-7)

      Als Folge der Berücksichtigung der Feldmasse des Gravitationsfeldes (die Einstein wegen der Geringfügigkeit vernachlässigt hatte) erhielt Heim seine so genannte