Wolfgang Korsus Dipl.-Ing. NT,  Astrophysiker

25451 Quickborn,  Klingenberg 40

Handy +491625680456  Website: wolfgang.korsus.net

Inflation……says clearly better

„Cosmic inflation“.

About thirty years ago the American cosmologist Alan Guth proposed an excellent model.

I try to explain it, because I have followed this model myself theoretically and intellectually more and more often and I am convinced that this model is not only a hypothesis ( statement whose validity one considers possible, but which is not proved or verified ), but ……..so it has actually been. Because the living being man did not exist yet therefore it can never be proved.

If you decide to measure anything, you should think and ask yourself : what is my reference point ? It is a zero !…….denn the height of mountains is measured „above sea level“, the depth of oceans „below sea level“. Accordingly, Mount Everest is 8900 meters high and the highest mountain on earth. But the volcano Mauna Kea on Hawaii rises 10.000 meters above the „sea bottom“ – actually it is the biggest mountain on earth. …….Denkste !!!

Another example :

Imagine a dammed river: Upstream the water level is much higher than downstream. Here I say : This difference in height results in a corresponding difference in potential energy and this can be used to operate a power plant which generates electricity by the falling water.

That says, if the transition from one energy level to another takes place very suddenly, energy is released. With the cosmic inflation already mentioned by me one can imagine well that the whole universe of today originally consisted of a small bubble of extremely hot matter, causally it was coherent and in the thermal equilibrium. Only the ground state, thus the reference point, was far below our today’s at that time. This primeval bubble expanded, cooled down gradually and was brought thereby to a critical point.

But it must be said in addition with the mentioned process the space expanded extremely in very short time, because that says the term „inflation“. I had mentioned that the matter before the expansion was in the thermal equilibrium, so it remained in the corresponding state also after the breakup into causally „incoherent“ areas. The inflation theory explains itself as already mentioned to the fact that one measures the same background temperature in all areas of the sky today.

To the inflation there are also simple explanations and I try it times on this way. It starts : before the inflation all participants were in the same „bucket“,…

that means for the information, they tuned. So they remained in the subsequent transition. So it was an information transition from higher to lower level.

And this released a lot of energy; this „dark energy“ permeates the (our) whole universe. This energy was up to now and remains further the engine for the expansion. Even the „cosmic“ inflation explains at best how in the calculated extremely short time a hot, expanding universe could develop.

However, I must not forget to point out …. the origin of the conditions necessary for this process remains furthermore in the dark.

So it will remain eternally because the real beginning of everything remains further beyond the science and with it eternally in the dark.

The, I call it „postinflationary“ development, depends then, as I already mentioned, on the interaction of gravity and dark energy. It is also to be mentioned, however it may go on, today still in any case everything expands increasingly.

Only always remember, this expansion is not an „explosion“ which e.g. hurls debris into an empty space. The space originated only in the big bang, and it is the space itself which is hurled out. I find certainly a better comparison how one can represent the universe of today, namely in such a way as it has been described already often. Now follows the perhaps already known example with the cake ……..

…..our universe today can be imagined like raisins in a cake pond. This has already been some time in the oven and the cake „rises“.

Everyone knows what happens when a cake rises, ….then all the raisins notice something very specific, namely the neighboring raisins move further and further away from each other. The dough between the raisins is equal to the space and for the idea of expansion it doesn’t matter how much dough there is and whether it stops somewhere.

So, back to cosmology, because very similarly, the primordial matter of the early universe was not concentrated at one point in space. We see only the part of the universe whose light reached us in 14 billion years, and this part was indeed spatially localized. What there was and still is outside of this area, we simply cannot say, at least not today. We ask ourselves, however, wouldn’t have to arrive the light from these at present still unreachable regions with us if we only wait long enough?

As we know today, this is not the case. We can use Hubble’s law to calculate how far away from us a star must be in order for it to disappear from our view at more than the speed of light. As we will see in a moment, this does not mean that this star itself is traveling somewhere at faster than light speed, which would contradict relativity. Rather, it means that the part of space in which it is located is moving away from ours so rapidly due to the expansion of the universe. After all, Hubble’s law states how fast distant regions of space are disappearing; with the given value of the Hubble constant, this expansion reaches the speed of light at a distance of 14 light-years. A star, which is today so far away from us, disappears, together with its environment, with more than light speed, and no signal from it will ever reach us. There is an absolute cosmic horizon :

„The absolute beyond“

Yes I think it, will also say it and lean directly on my last sentence of the last chapter.

That was: „There is an absolute cosmic horizon“……….on the opposite, other side !!!!!!!!!

The mankind which still exists and likewise still will exist, must simply assume : The universe distant by more than 14 billion light-years is not attainable forever. Simply said and also proved, we can send „the there if existing beings“ no signals and also receive „none“ from there, ….basta !
Imagine we are just on a „Hubble sphere“, that is limited to the 14 billion light years radius or better still, mentally completely immobile. Another low blow….that is to be made valid only for us, especially here on our fly shit big planet. A correspondingly distant star has of course his, I say calmly times own „Hubble sphere“. Their „Hu-Ku“ covers perhaps for us a strange part of the universe, which can have common areas with ours, but must not necessarily have.
Understood… ???

In the universe are certainly more „Hubble spheres“, only sure we know, we have an absolute „speed of light limit“ ! …. and our ability to communicate just comes up against this absolute limit. I call it therefore also with pleasure our “

“ communication ability limit“.

Also a return to an objection can be interesting, it is called :

– nothing can move away with more than light speed -.

And this is truly correct. Because have you dear readers ever heard that one can run away from a light beam approximately? But an additional aspect comes into play now, it is the expansion of space !

An example in short: a far away star emits a light signal, and this starts in our direction and this with universal light speed. While it „flies along“, however, the space expands, and should this expansion take place fast enough, the light signal will never reach us.

If we look at this from the point of view of other stars, again Hubble’s law comes into play, because it does not say that a distant star simply runs away from us. From the view of other stars in its environment it is absolutely stationary.

Because wherever a light signal flits by, better comes, observers there measure the speed of light. I like to compare the light signal a little bit with an older slow worm it crawls through a rising cake dough from one raisin to the next. Any observer of such a scenario will see the creep crawling at standard speed, but to remember, the cake is rising in the meantime, and if that happens fast enough, the poor creep will never reach the next raisin. I note now, after safely reading the little sneak story : in cosmic inflation, it was space that expanded so suddenly – in sufficiently restricted local areas, nothing moved faster than light.

I now ask, „Is the Hubble constant really constant“ , then „our Hubble sphere“ is indeed the boundary of our universe. All areas of the universe, which were outside of our Hubble sphere shortly after the big bang, are unreachable for us afterwards and will always remain so. These areas moved away from us already at that time with „more than light speed“ and were accelerated since then even still.

Let’s look now at a star which has originated shortly after the big bang just still within our Hubble sphere? How is the situation in this case ?

In its direct environment the expansion velocity lies from our view, below the light velocity. But it is to be noticed that its expansion rate increased further and it exceeded the speed of light short time later. What happened, the star left the light, from our view the star went out in the moment halt, he disappeared even with it from our world.

The light, however, which it had emitted shortly before, continues to cross the space, and when it finally reaches us, the star, from which it comes, is already far, far and still further outside of our world.

<< That is for us the absolute, yes, absolute „beyond“. >>

We make a very small scientific journey to this question:

How far away is the star if shortly after the „big bang“ a signal was sent out from the earth ? ???? was sent out? ( of course it only makes sense if it already existed )

……how far has it (signal) come then until today? Simple calculation: For a static universe that would be the speed of light multiplied by the age of the universe, thus about 14 billion light years.

But the expansion described by me makes the distance significantly larger, so also the sneak noticed it during its journey through the cake dough. If therefore the acceleration of the expansion remains constant, this leads to 42 billion light-years, the triple of the static distance (I still take position in the note B4)

Thus I say out, the most distant stars which can be observed by the science are extremely farther away than speed of light multiplied by the universe age.

According to my evaluation, the distance has been less, namely still within our Hubble sphere, when they have emitted the light received by us today. They were still much closer to us, closer to us. It has been simply said a light journey special kind, because at the same time the universe expanded. One could call today’s distance also a combination of light travel time and space expansion. The most distant star we see today is now already 42 billion light years away from us. Under the condition that it, the star still exists – but we will never know that.

I am inclined now to get rid of a sentence which lies so many a philosopher on the tongue. But I say it nevertheless:

In contrast to them we astros only know that there was a beginning and that the area accessible to our research ends somewhere.

What is behind it? In today’s cosmology, the limit exists only in the eye of the beholder. There is nothing special about this imaginary sphere, 14 billion light years away, no discontinuity, no great wall; there is no reason to suppose that the world beyond it changes. We just can’t look; the boundary exists only for us. Other observers on other stars have their own accessible (and inaccessible) areas !!!!

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing. NT, Astrophysiker

25451 Quickborn, Klingenberg 40

Handy: 01625680456

Website: wolfgang.korsus.net

Inflation……sagen wir eindeutig besser

                            „Die kosmische Inflation“

Vor etwa dreißig Jahren hat der amerikanische Kosmologe Alan Guth ein hervorragendes Modell vorgeschlagen.

Ich versuche es zu erklären, denn ich habe dieses Modell selbst theoretisch und gedanklich immer häufiger nachvollzogen und bin überzeugt, daß  dieses Model nicht nur eine Hypothese ( Aussage, deren Gültigkeit man für möglich hält, die aber nicht bewiesen oder verifiziert ist ) ist, sondern ……..so ist es tatsächlich gewesen. Denn das Lebewesen Mensch gab es noch nicht also kann es nie bewiesen werden.

Wenn man sich entschließt irgendetwas zu messen, so sollte man nachdenken und sich fragen : was ist mein Bezugspunkt ? Es ist eine Null !…….denn die Höhe von Bergen wird „über dem Meeresspiegel“, die Tiefe von Ozeanen „unter dem Meeresspiegel“ gemessen. Demnach ist der Mount Everest 8900 Meter hoch und der höchste Berg der Erde. Der Vulkan Mauna Kea auf Hawaii erhebt sich aber 10.000 Meter über dem „Meeresboden“ – eigentlich ist doch er der größte Berg der Erde. …….Denkste !!!

Noch ein Beispiel :

Man stelle sich einen gestauten Fluss vor: Stromaufwärts ist der Wasserpegel sehr viel höher als stromabwärts. Hier sage ich : Dieser Höhenunterschied ergibt einen entsprechenden Unterschied an potentieller Energie und die kann man benutzen um ein Kraftwerk zu betreiben, welches durch die herabstürzenden Wassermengen Elektrizität erzeugt.

Das sagt aus, wenn der Übergang von einem Energieniveau zu einem anderen sehr plötzlich stattfindet wird dabei Energie freigesetzt. Bei der von mir schon erwähnten kosmischen Inflation kann man sich gut vorstellen, dass das gesamte heutige Universum ursprünglich aus einer kleinen Blase extrem heißer Materie bestand, kausal war sie zusammenhängend und im thermischen Gleichgewicht. Nur der Grundzustand, also der Bezugspunkt, lag damals weit unter unserem heutigen. Diese Urblase dehnte sich aus, kühlte allmählich ab und wurde dadurch an einen kritischen Punkt gebracht.

Aber es muß zusätzlich gesagt werden bei dem genannten Vorgang dehnte sich der Raum in sehr kurzer Zeit extrem aus, denn das besagt der Terminus „Inflation“. Ich hatte erwähnt das die Materie vor der Ausdehnung im thermischen Gleichgewicht war, so blieb sie in dem entsprechenden Zustand ebenfalls nach dem Auseinanderbrechen in kausal „unzusammenhängende“ Bereiche. Die Inflationstheorie erklärt sich selbst wie schon erwähnt zu der Tatsache, dass man heute in allen Bereichen des Himmels die gleiche Hintergrundtemperatur misst.

Zur Inflation gibt es auch einfache Erklärungen und ich versuche es mal auf diesem Wege. Es geht los : vor der Inflation waren alle Teilnehmer im gleichen „Kübel“,…

das bedeutet für die Informationen, sie stimmten sich ab. Also blieben sie im nachfolgenden Übergang erhalten. Es war also ein Informations- Übergang vom höheren zum tieferen Niveau.

Und dadurch wurde viel Energie freigesetzt; diese „dunkele Energie“ durchdringt das (unser) ganzes Universum. Diese Energie war bisher und bleibt weiterhin der Motor für die Expansion. Selbst die „kosmische“ Inflation erklärt bestenfalls wie in der berechneten äußerst kurzen Zeit ein heißes, expandierendes Universum entstehen konnte.

Jedoch darf ich nicht vergessen darauf hinzuweisen ….der Ursprung der für diesen Vorgang notwendigen Bedingungen bleibt weiterhin im Dunkeln.

So wird es ewig bleiben denn der wirkliche Anfang von allem bleibt weiterhin jenseits der Wissenschaft und damit ewig im Dunkeln.

Die, ich nenne sie „postinflationäre“ Entwicklung, hängt dann, wie ich schon erwähnt habe von dem Zusammenspiel von Schwerkraft und dunkler Energie ab. Es sei ebenfalls erwähnt, wie auch immer es weitergehen mag, heute immernoch dehnt sich jedenfalls alles zunehmend aus.

Nur denkt immer daran, diese Ausdehnung ist keine „Explosion“, die z.B. Trümmer in einen leeren Raum schleudert. Der Raum entstand erst im Urknall, und es ist der Raum selbst, der hinausgeschleudert wird. Ich finde bestimmt einen besseren Vergleich wie man das heutige Universum darstellen kann, nämlich so wie es schon oft beschrieben worden ist. Jetzt folgt das vielleicht schon bekannte Beispiel mit dem Kuchen …….

…..unser heutiges Universum läßt sich wie Rosinen in einem Kuchenteich vorstellen. Dieser ist schon einige Zeit im Backofen gewesen und der Kuchen „geht auf“.

Jeder weiß was passiert wenn ein Kuchen aufgeht, ….dann bemerken alle Rosinen etwas ganz bestimmtes, nämlich die benachbarten Rosinen entfernen sich immer weiter voneinander weg. Der Teig zwischen den Rosinen ist dem Raum gleichzusetzen und für die Vorstellung von Ausdehnung ist es egal, wie viel Teig es gibt und ob er irgendwo aufhört.

So, zurück zur Kosmologie, denn ganz ähnlich war auch die Urmaterie des frühen Universums nicht an einem Punkt im Raum konzentriert. Wir sehen nur den Teil des Universums, dessen Licht uns in 14 Milliarden Jahren erreicht hat, und dieser Teil war tatsächlich räumlich lokalisiert. Was es außerhalb dieses Bereichs gab und noch gibt, das können wir einfach nicht sagen, jedenfalls heute nicht. Fragen wir uns, müsste aber nicht wenn wir nur lange genug warten, das Licht aus diesen zurzeit noch unerreichbaren Regionen bei uns eintreffen?

Das ist, wie wir heute wissen, nicht der Fall. Wir können Hubbles Gesetz benutzen, um zu berechnen, wie weit entfernt von uns ein Stern sein muss, damit er aus unserer Sicht mit mehr als Lichtgeschwindigkeit entschwindet. Wie wir gleich sehen werden, heißt das nicht, dass dieser Stern selbst sich irgendwo mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegt, was der Relativitätstheorie widersprechen würde. Es bedeutet vielmehr, dass sich der Teil des Raums, in dem er sich befindet, durch die Expansion des Universums von unserem so schnell entfernt. Das Hubble’sche Gesetz gibt ja an, wie schnell entfernte Raumbereiche entschwinden; mit dem angegebenen Wert der Hubble-Konstante erreicht diese Expansion Lichtgeschwindigkeit bei einer Entfernung von 14 Lichtjahren. Ein Stern, der heute so weit von uns entfernt ist, entschwindet, zusammen mit seiner Umwelt, mit mehr als Lichtgeschwindigkeit, und kein Signal von ihm wird uns je erreichen. Es gibt einen absoluten kosmischen Horizont :

                                  „Das absolute Jenseits“ 

Ja ich denke es, werde es auch sagen und lehne mich direkt an meinen letzten Satz des vergangenen Kapitels an.    

Der hieß:  „Es gibt einen absoluten kosmischen Horizont“……….auf der gegenüberliegenden, anderen Seite !!!!!!!!!

Die Menschheit die es noch gibt und ebenso noch geben wird, muß einfach davo ausgehen : Das um mehr als 14 Milliarden Lichtjahre entfernte Universum ist für immer nicht erreichbar. Einfach gesagt und auch bewiesen, wir können „den dort falls vorhanden seienden Wesen“ keine Signale senden und auch „Keine“ von dort empfangen, ….basta !
Stellt Euch vor wir sind halt auf einer „Hubble-Kugel“, das ist auf die 14 Milliarden Lichtjahre Radius beschränkt oder besser noch, geistig völlig unbeweglich. Noch ein Tiefschlag….das ist nur geltend zu machen für uns, speziell hier auf unserem Fliegenschiss großen Planeten. Ein entsprechend ferner Stern hat selbstverständlich seine, ich sage ruhig mal eigene „Hubble-Kugel“. Deren „Hu-Ku“ deckt vielleicht einen für uns fremden Teil des Universums, der mit unserem gemeinsame Bereiche haben kann, aber nicht unbedingt haben muss, ab.
Verstanden… ???

Im Universum sind bestimmt mehr „Hubble-Kugeln“, nur sicher wissen wir, wir haben eine absolute „Lichtgeschwindigkeit-Grenze“ ! ….und unsere  Kommunikationsfähigkeit stößt halt an diese absolute Grenze. Ich nenne sie deshalb auch gern unsere „

                  „ Kommunikationsfähigkeit-Grenze“

Auch eine Rückkehr zu einem Einwand kann interessant sein, er heißt :

— nichts kann sich mit mehr als Lichtgeschwindigkeit entfernen —

Und das ist wahrlich richtig. Denn habt Ihr liebe Leser schon mal gehört, dass man von einem Lichtstrahl etwa weglaufen kann? Aber ein zusätzlicher Aspekt tritt jetzt ins Spiel, es ist die Ausdehnung des Raumes !

Ein Beispiel in Kürze: ein weit entfernter Stern emittiert ein Lichtsignal, und dieses startet in unsere Richtung und das mit universeller Lichtgeschwindigkeit. Während es also „dahinfliegt“ dehnt sich jedoch der Raum aus, und sollte diese Ausdehnung sich rasch genug vollziehen, so wird das Lichtsignal uns nie erreichen.

Betrachten wir das mal aus der Sicht anderer Sterne, schon kommt wieder Hubbles Gesetz ins Spiel, denn es sagt nicht aus, dass ein ferner Stern einfach von uns wegläuft. Aus der Sicht  anderer Sterne in seiner Umgebung ist der absolut stationär.

Denn wo immer auch ein Lichtsignal vorbei huscht, besser kommt, messen dortige Beobachter die Lichtgeschwindigkeit. Ich vergleiche das Lichtsignal gern ein bisschen mit einer älteren Blindschleiche sie kriecht durch einen aufgehenden Kuchenteig von einer Rosine zur nächsten. Jeder Beobachter solch eines Szenarium sieht die Schleiche mit Standard- Geschwindigkeit kriechen, aber zu bedenken ist, der Kuchen geht in der Zwischenzeit auf, und wenn das schnell genug passiert, wird die arme Schleiche die nächste Rosine niemals erreichen. Ich bemerke jetzt, nach sicherem Lesen der kleinen Schleichen-Geschichte :  in der kosmischen Inflation war es der Raum, der sich so plötzlich ausdehnte – in genügend eingeschränkten lokalen Bereichen bewegte sich nichts schneller als Licht.

Ich frage jetzt, „Ist die Hubble-Konstante wirklich konstant“ , dann ist „unsere Hubble-Kugel“ in der Tat die Grenze unseres Universums. Alle Bereiche des Universums, die sich kurz nach dem Urknall außerhalb unserer Hubble-Kugel befanden, sind danach für uns unerreichbar und werden es auch immer bleiben. Diese Bereiche entfernten sich schon damals von uns mit „mehr als Lichtgeschwindigkeit“ und wurden seitdem sogar noch beschleunigt.

Betrachten wir jetzt mal einen Stern der kurz nach dem Urknall gerade noch innerhalb unserer Hubble-Kugel entstanden ist? Wie stellt sich die Sachlage in diesem Fall dar ?

In seiner direkten Umgebung liegt die Ausdehnungsgeschwindigkeit aus unserer Sicht, unterhalb der Lichtgeschwindigkeit. Aber es ist zu bemerken das seine Ausdehnungsrate weiter anstieg  und sie überschritt kurze Zeit später die Lichtgeschwindigkeit. Was passierte, den Stern verließ das Licht, aus unserer Sicht ging in dem Augenblick halt der Stern aus, er verschwand sogar damit aus unserer Welt.

Das Licht hingegen, das er kurz zu vor  noch emittiert hatte, durchquert aber weiter den Raum, und wenn es uns dann endlich erreicht, ist der Stern, von dem es stammt, schon weit, weit und noch weiter außerhalb unserer Welt.

            << Das ist für uns das absolute,ja, absolute „Jenseits“. >>

Wir machen eine sehr kleine wissenschaftliche Reise zu dieser Frage:

Wie weit ist der Stern entfernt wenn kurz nach dem „Urknall“ein Signal von der Erde ? ???? ausgesandt wurde? ( natürlich macht es nur Sinn wenn sie halt schon existierte)

……wie weit ist es (Signal) dann bis heute gekommen? Einfache Rechnung:  Für ein statisches Universum wäre das die Lichtgeschwindigkeit multipliziert mit dem Alter des Universums, also etwa 14 Milliarden Lichtjahre.

Aber die von mir beschriebene Expansion macht die Entfernung bedeutend größer, so hat es auch die Schleiche bei ihrer Reise durch den Kuchenteig bemerkt. Wenn also die Beschleunigung der Ausdehnung konstant bleibt, führt das auf 42 Milliarden Lichtjahre, das Dreifache der statischen Entfernung (ich nehme noch Stellung in der Anmerkung B4)

Somit sage lch aus, sind die fernsten Sterne, die von der Wissenschaft beobachten werden können, extrem weiter entfernt als Lichtgeschwindigkeit multipliziert mit dem Universum-Alter.

Nach meiner Beurteilung ist die Entfernung geringer gewesen, nämlich noch innerhalb unserer Hubble-Kugel, als sie das heute von uns empfangene Licht ausgestrahlt haben. Sie waren uns noch viel näher, dichter bei uns. Es ist einfach gesagt eine Lichtreise gewesen besondere Art, denn gleichzeitig expandierte das Universum. Man könnte die heutige Entfernung auch eine Kombination von Lichtreisezeit und Raumexpansion nennen. Der fernste Stern, den wir heute sehen, ist nun schon 42 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. Unter der Voraussetzung, dass es ihn, den Stern noch gibt – das aber werden wir nie erfahren.

Ich bin geneigt nun einen Satz los zu werden der so manch einem Philosophen auf der Zunge liegt. Aber ich sage ihn trotzdem :

Im Unterschied zu ihnen wissen wir Astros nur, dass es einen Anfang gab und dass der unserer Forschung zugängliche Bereich irgendwo aufhört.

Was ist dahinter? In der heutigen Kosmologie besteht die Grenze nur im Auge des Betrachters. An dieser imaginären Kugel, 14 Milliarden Lichtjahre entfernt, gibt es nichts Besonderes, keine Unstetigkeit, keine große Mauer; es gibt keinen Grund anzunehmen, dass sich die Welt dahinter ändert. Wir können nur nicht nachsehen, die Grenze besteht nur für uns. Andere Beobachter auf anderen Sternen haben ihre eigenen zugänglichen (und unzugänglichen) Bereiche !!!

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing NT, Astrophysicist

Klingenberg 40

D-25451 Quickborn

Mobile 01625680456 FNet 0410669295

Website : wolfgang.korsus.net

Inflation….say clearly better „The cosmic inflation“.

About thirty years ago the American cosmologist Alan Guth proposed an excellent model.

I try to explain it, because I have followed this model myself theoretically and intellectually more and more often and I am convinced that this model is not only a hypothesis ( statement whose validity one considers possible, but which is not proved or verified ), but ……..so it has been actually. Because the living being man did not exist yet therefore it can never be proved.

If you decide to measure anything, you should think and ask yourself : what is my reference point ? It is a zero !…….denn the height of mountains is measured „above sea level“, the depth of oceans „below sea level“. Accordingly, Mount Everest is 8900 meters high and the highest mountain on earth. But the volcano Mauna Kea on Hawaii rises 10.000 meters above the „sea bottom“ – actually it is the biggest mountain on earth. …….Denkste !!!

Another example :

Imagine a dammed river: Upstream the water level is much higher than downstream. Here I say : This difference in height results in a corresponding difference in potential energy and this can be used to operate a power plant which generates electricity by the falling water.

That says, if the transition from one energy level to another takes place very suddenly, energy is released. With the cosmic inflation already mentioned by me one can imagine well that the whole universe of today originally consisted of a small bubble of extremely hot matter, causally it was coherent and in the thermal equilibrium. Only the ground state, thus the reference point, was far above our today’s at that time. This primeval bubble expanded, cooled down gradually and was brought thereby to a critical point.

But it must be said in addition with the mentioned process the space expanded extremely in very short time, because that says the term „inflation“. I had mentioned that the matter before the expansion was in the thermal equilibrium, so it remained in the corresponding state also after the breaking apart into causally „incoherent“ areas. The inflation theory explains itself as already mentioned to the fact that one measures the same background temperature in all areas of the sky today.

To the inflation there are also simple explanations and I try it times on this way. It starts : before the inflation all participants were in the same „bucket“,

that means for the information they tuned. So they remained in the subsequent transition. So it was an information transition from higher to lower level.

And through this, a lot of energy was released; this „#’ö „dark energy“ permeates the (our) whole universe. This energy was up to now and remains the motor for the expansion. Even the „cosmic“ inflation explains at best how in the calculated extremely short time a hot, expanding universe could develop.

However, I must not forget to point out …. the origin of the conditions necessary for this process remains furthermore in the dark.

So it will remain eternally because the real beginning of everything remains further beyond the science and with it eternally in the dark.

The, I call it „postinflationary“ development, depends then, as I already mentioned, on the interaction of gravity and dark energy. It should also be mentioned, however it may go on, today, in any case, everything expands increasingly.

Only always remember, this expansion is not an „explosion“ which e.g. hurls debris into an empty space. The space originated only in the big bang, and it is the space itself which is hurled out. I find certainly a better comparison how one can represent the universe today, namely in such a way as it was described already often. Now follows the example with the cake …….

…..our universe today can be imagined like raisins in a cake pond. This has already been some time in the oven and the cake „rises“.

Everyone knows what happens when a cake rises, ….then all the raisins notice something very specific, namely the neighboring raisins move further and further away from each other. The dough between the raisins is equal to the space and for the idea of expansion it doesn’t matter how much dough there is and whether it stops somewhere.

So back to cosmology, because similarly the prime matter of the early universe was not concentrated at one point in space. We see only the part of the universe whose light reached us in 14 billion years, and this part was indeed spatially localized. What there was and still is outside this area, we simply cannot say, at least not today. But shouldn’t, if we only wait long enough, the light from these at present still unreachable regions arrive with us?

As we know today, this is not the case. We can use Hubble’s law to calculate how far away from us a star must be for it to disappear from our view at more than the speed of light. As we will see in a moment, this does not mean that this star itself is traveling somewhere at faster than light speed, which would contradict relativity. Rather, it means that the part of space in which it is located is moving away from ours so rapidly due to the expansion of the universe. After all, Hubble’s law states how fast distant regions of space are disappearing; with the given value of the Hubble constant, this expansion reaches the speed of light at a distance of 14 light-years. A star, which is today so far away from us, disappears, together with its environment, with more than light speed, and no signal from it will ever reach us. There is an absolute cosmic horizon…….!

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing NT, Astrophysiker

Klingenberg 40

D-25451 Quickborn

Mobile 01625680456 FNetz 0410669295

Website : wolfgang.korsus.net

Inflation….sagen wir eindeutig besser „Die kosmische Inflation“

Vor etwa dreißig Jahren hat der amerikanische Kosmologe Alan Guth ein hervorragendes Modell vorgeschlagen.

Ich versuche es zu erklären, denn ich habe dieses Modell selbst theoretisch und gedanklich immer häufiger nachvollzogen und bin überzeugt, daß  dieses Model nicht nur eine Hypothese ( Aussage, deren Gültigkeit man für möglich hält, die aber nicht bewiesen oder verifiziert ist ) ist, sondern ……..so ist es tatsächlich gewesen. Denn das Lebewesen Mensch gab es noch nicht also kann es nie bewiesen werden.

Wenn man sich entschließt irgendetwas zu messen, so sollte man nachdenken und sich fragen : was ist mein Bezugspunkt ? Es ist eine Null !…….denn die Höhe von Bergen wird „über dem Meeresspiegel“, die Tiefe von Ozeanen „unter dem Meeresspiegel“ gemessen. Demnach ist der Mount Everest 8900 Meter hoch und der höchste Berg der Erde. Der Vulkan Mauna Kea auf Hawaii erhebt sich aber 10.000 Meter über dem „Meeresboden“ – eigentlich ist doch er der größte Berg der Erde. …….Denkste !!!

Noch ein Beispiel :

Man stelle sich einen gestauten Fluss vor: Stromaufwärts ist der Wasserpegel sehr viel höher als stromabwärts. Hier sage ich : Dieser Höhenunterschied ergibt einen entsprechenden Unterschied an potentieller Energie und die kann man benutzen um ein Kraftwerk zu betreiben, das durch die herabstürzenden Wassermengen Elektrizität erzeugt.

Das sagt aus, wenn der Übergang von einem Energieniveau zu einem anderen sehr plötzlich stattfindet wird dabei Energie freigesetzt. Bei der von mir schon erwähnten kosmischen Inflation kann man sich gut vorstellen, dass das gesamte heutige Universum ursprünglich aus einer kleinen Blase extrem heißer Materie bestand, kausal war sie zusammenhängend und im thermischen Gleichgewicht. Nur der Grundzustand, also der Bezugspunkt, lag damals weit über unserem heutigen. Diese Urblase dehnte sich aus, kühlte allmählich ab und wurde dadurch an einen kritischen Punkt gebracht.

Aber es muß zusätzlich gesagt werden bei dem genannten Vorgang dehnte sich der Raum in sehr kurzer Zeit extrem aus, denn das besagt der Terminus „Inflation“. Ich hatte erwähnt das die Materie vor der Ausdehnung im thermischen Gleichgewicht war, so blieb sie in dem entsprechenden Zustand ebenfalls nach dem Auseinanderbrechen in kausal „unzusammenhängende“ Bereiche. Die Inflationstheorie erklärt sich selbst wie schon erwähnt zu der Tatsache, dass man heute in allen Bereichen des Himmels die gleiche Hintergrundtemperatur misst.

Zur Inflation gibt es auch einfache Erklärungen und ich versuche es mal auf diesem Wege. Es geht los : vor der Inflation waren alle Teilnehmer im gleichen „Kübel“,

das bedeutet für die Informationen sie stimmten sich ab. Also blieben sie im nachfolgenden Übergang erhalten. Es war also ein Informations- Übergang vom höheren zum tieferen Niveau.

Und dadurch wurde viel Energie freigesetzt; diese „#‘ö„dunkele Energie“ durchdringt das (unser) ganzes Universum. Diese Energie war bisher und bleibt weiterhin der Motor für die Expansion. Selbst die „kosmische“ Inflation erklärt bestenfalls wie in der berechneten äußerst kurzen Zeit ein heißes, expandierendes Universum entstehen konnte.

Jedoch darf ich nicht vergessen darauf hinzuweisen ….der Ursprung der für diesen Vorgang notwendigen Bedingungen bleibt weiterhin im Dunkeln.

So wird es ewig bleiben denn der wirkliche Anfang von allem bleibt weiterhin jenseits der Wissenschaft und damit ewig im Dunkeln.

Die, ich nenne sie „postinflationäre“ Entwicklung, hängt dann, wie ich schon erwähnt habe von dem Zusammenspiel von Schwerkraft und dunkler Energie ab. Es sei ebenfalls erwähnt, wie auch immer es weitergehen mag, heute jedenfalls dehnt sich jedenfalls alles zunehmend aus.

Nur denkt immer daran, diese Ausdehnung ist keine „Explosion“, die z.B. Trümmer in einen leeren Raum schleudert. Der Raum entstand erst im Urknall, und es ist der Raum selbst, der hinausgeschleudert wird. Ich finde bestimmt einen besseren Vergleich wie man das heutige Universum darstellen kann, nämlich so wie es schon oft beschrieben worden ist. Jetzt folgt das Beispiel mit dem Kuchen …….

…..unser heutiges Universum läßt sich wie Rosinen in einem Kuchenteich vorstellen. Dieser ist schon einige Zeit im Backofen gewesen und der Kuchen „geht auf“.

Jeder weiß was passiert wenn ein Kuchen aufgeht, ….dann bemerken alle Rosinen etwas ganz bestimmtes, nämlich die benachbarten Rosinen entfernen sich immer weiter voneinander weg. DerTeig zwischen den Rosinen ist dem Raum gleichzusetzen und für die Vorstellung von Ausdehnung ist es egal, wie viel Teig es gibt und ob er irgendwo aufhört.

So zurück zur Kosmologie, denn ganz ähnlich war auch die Urmaterie des frühen Universums nicht an einem Punkt im Raum konzentriert. Wir sehen nur den Teil des Universums, dessen Licht uns in 14 Milliarden Jahren erreicht hat, und dieser Teil war tatsächlich räumlich lokalisiert. Was es außerhalb dieses Bereichs gab und noch gibt, das können wir einfach nicht sagen, jedenfalls heute nicht. Müsste aber nicht, wenn wir nur lange genug warten, das Licht aus diesen zurzeit noch unerreichbaren Regionen bei uns eintreffen?

Das ist, wie wir heute wissen, nicht der Fall. Wir können Hubbles Gesetz benutzen, um zu berechnen, wie weit entfernt von uns ein Stern sein muss, damit er aus unserer Sicht mit mehr als Lichtgeschwindigkeit entschwindet. Wie wir gleich sehen werden, heißt das nicht, dass dieser Stern selbst sich irgendwo mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegt, was der Relativitätstheorie widersprechen würde. Es bedeutet vielmehr, dass sich der Teil des Raums, in dem er sich befindet, durch die Expansion des Universums von unserem so schnell entfernt. Das Hubble’sche Gesetz gibt ja an, wie schnell entfernte Raumbereiche entschwinden; mit dem angegebenen Wert der Hubble-Konstante erreicht diese Expansion Lichtgeschwindigkeit bei einer Entfernung von 14 Lichtjahren. Ein Stern, der heute so weit von uns entfernt ist, entschwindet, zusammen mit seiner Umwelt, mit mehr als Lichtgeschwindigkeit, und kein Signal von ihm wird uns je erreichen. Es gibt einen absoluten kosmischen Horizont…….!

Wolfgang Korsus Dipl.- Ing. NT , Astrophysicist

Klingenber 40

25451 Quickborn (Germany)

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Now the Explosion without a bang – The Big Bang theory –

All theories have been thrown into the life, by somebody of course; also this one. It was written in 1929 and it was founded, by Georges Lemaître; only what the bang in this word should be, that I cannot imagine !
He had studied mathematics and physics at the University of Leuven in Belgium and also at the same time the instruction for the Catholic parish office received. So…So
Who knows my attitude to religion and the faith tacked on there, knows how I think about it !

This person was successful in both camps; for he received a doctorate in mathematics in 1920 and was ordained a priest in 1923. A strange combination for me…..!? So the following came out thereby : because 4 years later in the year 1926 he confirmed purely independently again the correctness of Friedmann’s „expanding“ solution and used this also to explain the fantastic observations of Hubble; thus he meant that our visible universe expands continuously. If we look back briefly, we think, one comes across therefore sometime very dense, hot, energy-rich primeval matter, from which then our world has probably originated.
From this we can conclude, therefore there must have been a beginning, a „big bang“ and to the catholic priest Lemaître such a form of the Genesis appeared naturally as very natural, but it is damn far away from the dogma which was presented by Giordano Bruno or Galileo Galilei. Einstein, on the other hand, who did not want to wrap everything in dry cloths immediately, was apparently not so enthusiastic about Lemaître’s results; he was said to have written him something that read : „Your calculations are correct, but your physics is atrocious.“

But how something new runs so and then even still a clergyman is there……..the „big bang theory“ took its course, in the following years it found more and more support and supporters. But a crucial step still followed, it took place in 1964. It was once again a discovery, namely that of two American astronomers. Arno Penzias and Robert Wilson discovered something that today is called cosmic background radiation. It is a radiation that is found everywhere in the universe, measurable in all areas of the sky and it is a direct remnant of the „Big Bang“.

I’ll go into a little more detail about this discovery. It is also called one of the luckiest coincidences in the development of our world view.
So go….! The following can be read many times in the technical literature :

Penzias and Wilson worked on behalf of the Bell Telephone Company to find practicable methods of microwave communication by reflecting signals to balloon satellites at high altitudes. It was extremely important to eliminate all interfering effects with the highest precision. Even the signal receivers were cooled down to a few degrees Kelvin, just above absolute zero, so they wanted to eliminate possible thermal interference. But when they had eliminated all conceivable sources of interference, even the usual pigeon droppings on the receiving antennas, they still received a mysterious radiation of about three degrees Kelvin. This radiation was there day and night, and even at all points of the compass it was detected. Turning to friends, they then heard that at nearby Princeton University Robert Dicke and associates were finishing a paper on a „background radiation“ generated and then left behind by the Big Bang. As a result, Penzias and Wilson contacted the Princeton group, discussed their observations with them, and concluded that they had indeed found this „big bang flash.“ Subsequently, their work was published in 1965 with the prediction that radiation emitted from the Big Bang should be and is still measurable today.

So I say quite simply, do not pay attention only to the light of the stars. The big bang, of course, could not „bang“, it could emit something like lightning, that is, light, and this light is still present today in the form of the cosmic background radiation discovered by Penzias and Wilson. When I say the light is still present today, I must add : but not for our eyes. It is a microwave radiation
For info, Wikipedia writes :
The background radiation, more exactly cosmic microwave background radiation, in English: cosmic microwave background (CMB), because of her low temperature or energy density also three Kelvin radiation called, is a nearly isotropic radiation in the microwave range filling the whole universe.
Now the time has come to me to the topic „prime matter“. From what it consisted in the beginning – from the interacting particles and this has of course something to do with „beginning“. So simply expressed a plasma consisting of QUARKS,ELECTRONES and ……more.
Quoted plasma expanded rapidly and cooled down incidentally also rapidly; the quarks formed together to protons and neutrons. Eventually, these in turn fused to form nuclei. Now it was not far that electrons and nuclei formed electrically neutral atoms.

This time I call „decoupling phase“, that was about 300,000 years after the Big Bang, there the photons were left to their fate: Because there were no more unbound charged particles, and among themselves, yes, there was no interaction possible.

I use the eyes of the photons and say something to their view. The universe had become now completely transparent, the light spread out unhindered into the expanding space and these photons are simply expressed the most original signals of the big bang which we can receive.
Still to add is from my point of view, before the decoupling the plasma of charged particles was impermeable for light; we can receive therefore no signals from this time. I say the time of the decoupling, when electrically neutral atoms were formed, is therefore an absolute time horizon for us.
Attention TIME horizon I said….we are back !!!

The photons became free then, because it was the „decoupling time“ and they formed a gas that had a temperature of about 3000 degrees Kelvin. Let’s look at the wavelength, it is in the yellow part of the visible spectrum. What says, the sky was not dark at that time but shining yellow. Only since that time the universe has expanded more and more, today we can say it was so about a factor 1000, since the decoupling time. What acts then on the expansion ? It is the energy density, because this became smaller and smaller, this led again to a corresponding cooling. Therefore the cosmic radiation has now only a temperature of about three degrees Kelvin. Further with the wavelength, it increased to the value of today. This value is in the range of about 7 cm and is therefore in the microwave range. Thus, unfortunately, far below the visibility limit.
One can say quite loosely: the sky appears dark to us only because we cannot see its shining. A still to be invented glasses would make it possible that the sky shines also at night and the statement goes on, not because of the many stars, but by the afterglow of the big bang.

But remember, that should have been not yet everything, it goes on………
The mentioned glow creates a problem which is heavy in weight and which is possibly detrimental.

With it not enough, because this shining creates actually again a serious problem, ……..for our world view. Because briefly mentioned, the background radiation, which we receive today, comes strangely from celestial regions, which had absolutely no causal connection at the decoupling time, it were simply said, celestial regions, which came at the decoupling time from separate space-time areas, between which no communication was possible. Strangely enough, I had said before and rightly, because the decoupling lies very far back and since then the space has really proved, immensely extended. What this means can be shown also easily schematically.
Look at two marker points which lie one kilometer apart. An observer, who is away from each of the two around one kilometer, under an angle of 60 degrees (see picture ) For an observer distant five kilometers, however, the viewing angle amounts to only something more than ten degrees ?
Something similar also happened at the decoupling. Because at the time in question, that were 300,000 years after the big bang, only such areas could communicate with each other which were separated from each other by not more than 300,000 light years.

The angle of observation decreases with increasing distance

The temporal evolution of the cosmic background radiation

Please consider the following, it facilitates a better understanding. I say the next one: imagine that these areas are more than 1000 light-years away from us today, then their angle forms only the fraction of a degree for us. More exactly, we measure first the background radiation in a certain angle and afterwards in another angle, then that says, the origin areas of the radiations have had no connection from these two measurements. But then why do they both show the same temperature? The radiation we measure here comes from millions of regions of space that have never had a chance to coordinate. An amusing comparison is very similar: The whole thing is like a huge choir of singers but without a choirmaster but with many, many singers who cannot communicate with each other in any way. Nevertheless, they all sing the same text and the same melody. However the decoupling of „photons and matter“ has taken place at different times in different areas and these areas have produced different temperatures of their background radiation. But all behave in such a way, as if an almighty, imaginary choirmaster has lowered his arms at some time and has given the instruction: …Decouple now.

This effect, the horizon problem is also called one of the great riddles of today’s cosmology, for which, despite some interesting proposals, there is no all-round satisfactory solution so far. I will come back to one of these proposals.

The temporal evolution of the cosmic background radiation

But let’s have a look at the topic „cooling“ next .Because by this the radiation of that time has sunk from 3000 degrees to the today’s three degrees. By the way, the frequency of the light emitted by a heat source decreases with the temperature. A normal interaction of the light with the atoms of the source. This is because the atoms of the source are in different states of excitation, absorbing and emitting photons as they pass from one state to another. But if you cool the source, the atoms absorb more high-frequency photons and emit more low-frequency photons – which in turn leads to a general shift towards lower frequencies, i.e. lower temperature.

Shift…….??????

The universe has soooo much empty space, but thoughtfully with soooo few atoms, now my tentative question : How can there be a cosmic red shift there ? So if I get my thinking apparatus going so longer, then I come very close to the Doppler shift. I make therefore times the following statement. This origin of the cosmic cooling resembles a little bit the Doppler shift which I have already observed with moving sources.
There one observes that the waves were „compressed“ when they approached us and „stretched“ when they moved away from us. ……..and something like that also happens to a solitary wave as it flies through expanding space. The distance between two adjacent „wave-mountains“ increases, so the wavelength becomes longer the more space expands. If the space has expanded since the emission of the light by a factor thousand, then also the wavelength has become larger by this factor, attention, the frequency, however, has become smaller. But this kind of cosmic red shift does not mean accordingly that the source moves locally away from us, no, but only that the space crossed by it expands.

Let us move again directly to Hubble’s law…..
……v = H 0 d , it says : the velocity v of a distant galaxy is proportional to the distance d from Earth. The critical scale here is the „Hubble constant“ H 0 ; the present value is about 22 km/s per million light years. Thus, a galaxy one million light-years away from us is disappearing at 22 km/s due to space expansion, while a galaxy two million light-years away is doing so at 44 km/s.
With a constant expansion acceleration, the Hubble constant determines the age of the universe.
thus determines the age of the universe, t 0 = 1/H 0 ; thus, with the given value of H 0, one obtains the known 13.8 billion years .
The obtained expansion acceleration and its time dependence are determined by a multiplicity of aspects, both measured quantities and theoretical considerations. An essential quantity is the total mass of the universe. If this is sufficiently large, gravity can stop the expansion in the long run and ensure that everything contracts again. The result says then : an evolution from the big bang leads to the big collapse. The other way around would be the following, if the mass of the universe is small enough, the expansion overpowers the gravity, and the acceleration increases with the time.

I have just considered or explained two possibilities; a critical boundary between these two possibilities results, a constant acceleration has been preferred. The nature of the universe likes it so. Only the mass of the universe is not easy to determine, however, because there is the visible content and still large quantities of dark matter , this is invisible and which can be determined without exception only by its effects on the gravity behavior of galaxies. But in addition then still the already mentioned dark energy comes, it penetrates the entire universe also brakes it the gravity and consequently the expansion of the universe may cause. The newest realizations were distinguished with the Nobel prize 2011, they point to an increasing acceleration and underline the importance of the not mysterious dark energy. In any case, to conclude, the approximately 14 billion years today remains the best value for the age of our universe.
But before that I would like to return to the question, how the expansion actually happened very shortly after the big bang; this brings me also back to the mentioned cosmological „horizon problem“. However, I point out more strongly that the „reason“, the actual trigger of the Big Bang, is not known. But one has very well a quite impressive possibility or better the attempt to describe the development of the earliest stage, namely one………es follows the next part with the still following resolutionl

Wolfgang Korsus  Dipl.-Ing. NT ,  Astrophysiker

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Jetzt die Explosion ohne Knall : Die Urknalltheorie

Alle Theorien sind ins Leben geworfen worden, von irgend jemand selbstverständlich; auch diese. Sie wurde 1929 geschrieben und sie wurde begründet, durch Georges Lemaître; nur was der Knall in diesem Wort soll, daß kann ich mir nicht vorstellen !

Er hatte an der Universität Löwen in Belgien Mathematik und Physik studiert und auch gleichzeitig die Unterweisung für das katholische Pfarramt erhalten. So…So

Wer meine Einstellung zur Religion und den dort angehefteten Glauben kennt, der weis wie ich darüber denke !

Dieser Mensch war in beiden Lagern erfolgreich; denn er promovierte 1920 in Mathematik und wurde 1923 zum Priester ordiniert. Eine für mich eigenartige Kombination…..!? So kam dabei nachfolgendes heraus : denn 4 Jahre später im Jahr 1926 bestätigte er rein unabhängig noch einmal die Richtigkeit von Friedmanns „expandierender“ Lösung und benutzte diese auch, um die fantastischen Beobachtungen Hubbles zu erklären; also meinte er, dass sich unser sichtbares Universum kontinuierlich ausdehnt. Schauen wir kurz zurück, so meinen wir, man stößt deshalb irgendwann auf sehr dichte, heiße, energiereiche Urmaterie, aus der dann unsere Welt wohl entstanden ist.

Daraus läßt sich schließen, es  muss also einen Anfang gegeben haben, einen „Urknall“ und dem katholischen Priester Lemaître erschien namtürlich eine solche Form der Genesis als sehr natürlich, aber sie ist verdammt weit entfernt von dem Dogma, das von Giordano Bruno oder Galileo Galilei vorgelegt wurde. Einstein hingegen, der nicht alles sofort in trockene Tücher wickeln wollte, war anscheinend nicht so begeistert über Lemaîtres Ergebnisse; es  hieß, er soll ihm etwas geschrieben haben das lautete : Ihre Berechnungen sind richtig, aber Ihre Physik ist scheußlich.»

Aber wie etwas neues so läuft und dann ist sogar noch ein Geistlicher dabei……..die „Urknalltheorie“ nahm ihren Lauf, in den folgenden Jahren fand sie mehr und mehr Unterstützung und Anhänger. Aber ein entscheidender Schritt noch folgte, es spielte sich im Jahre 1964 ab. Es handelt sich wieder einmal um eine Entdeckung, nämlich die von zwei amerikanischen Astronomen.  Arno Penzias und Robert Wilson entdeckten etwas,  das heute als kosmische Hintergrundstrahlung bezeichnet wird. Es ist eine Strahlung die man überall im Universum findet, messbar in allen Bereichen des Himmels und es ist ein direktes Überbleibsel des „Urknalls“.

Ich gehe mal etwas detaillierter an diese Entdeckung ran. Sie wird auch als einer der glücklichsten Zufälle in der Entwicklung unseres Weltbildes bezeichnet.

Also los….! Das folgende ist vielfach in der fachlichen Literatur nachzulesen :

Penzias und Wilson arbeiteten im Auftrag der Bell Telephone Company nach praktikablen Methoden der Mikrowellenkommunikation, indem sie Signale an Ballonsatelliten in großer Höhe reflektierten. Äußerst wichtig damit notwendig war es alle Störeffekte mit höchster Präzision auszuschließen. Selbst die Signalempfänger waren bis auf wenige Grad Kelvin, also bis kurz über den absoluten Nullpunkt, abgekühlt, so wollte man mögliche thermische Störstrahlung eliminieren. Doch als sie alle vorstellbaren Störquellen ausgeschlossen hatten, sogar den üblichen  Taubendreck auf den Empfangsantennen, empfingen sie immer noch eine mysteriöse Strahlung von etwa drei Grad Kelvin. Diese Strahlung war Tag und Nacht da und selbst in allen Himmelsrichtungen wurde sie entdeckt. An Freunde gewandt hörten sie dann, dass an der nahe gelegenen Princeton-Universität Robert Dicke und Mitarbeiter gerade eine Arbeit beendeten über eine „Hintergrundstrahlung“, erzeugt und dann hinterlassen vom Urknall. Infolge dessen setzten sich Penzias und Wilson mit der Princeton-Gruppe in Verbindung, diskutierten ihre Beobachtungen mit ihnen und schlossen, dass sie in der Tat diesen „Urknallblitz“ gefunden hatten. Folgend wurde Ihre Arbeit 1965 veröffentlicht mit der Vorhersage, dass eine vom Urknall emittierte Strahlung noch heute messbar sein sollte und ist.

Also sage ich recht simpel, achtet nicht nur auf das Licht der Sterne. Der Urknall konnte natürlich nicht «knallen», er konnte so etwas wie Blitzen, also Licht emittieren, und dieses Licht ist noch heute vorhanden in Form der von Penzias und Wilson entdeckten kosmischen Hintergrundstrahlung. Wenn ich sage, das Licht ist noch heute vorhanden, dann muß ich hinzufügen : aber für unsere Augen nicht. Es ist eine Mikrowellen-Strahlung

Zur Info, Wikipedia schreibt :

Die Hintergrundstrahlung, genauer kosmische Microwellenhontergrundstrahlung, in Englisch: cosmic microwave background (CMB), wegen ihrer niedrigen Temperatur bzw. Energiedichte auch Drei-Kelvin-Strahlung genannt, ist eine das ganze Universum erfüllende nahezu isotrope Strahlung im Microwellenbereich.

Jetzt ist die Zeit gekommen mich zum Thema „Urmaterie“ aufzumachen. Aus was bestand sie im Anfang- aus den wechselwirkenden Urteilchen und das hat selbstverständlich etwas mit „Anfang“ zu tun. Also einfach ausgedrückt ein Plasma bestehend aus QUARKS,ELEKTRONEN und ……mehr

Angeführtes Plasma dehnte sich rasch aus und kühlte nebenbei bemerkt auch schnell ab; die Quarks bildeten sich zusammen zu Protonen und Neutronen. Letztendlich verschmolzen diese wiederum zu Kernen. Jetzt war es nicht mehr weit das Elektronen und Kerne dann im Endeffekt elektrisch neutrale Atome bildeten.

Diesen Zeitpunkt nenne ich „Entkopplungsphase“, das war etwa 300.000 Jahre nach dem Urknall,  da waren die Photonen ihrem Schicksal überlassen: Denn es gab keine ungebundenen geladenen Teilchen mehr, und untereinander, ja, da war keine Wechselwirkung möglich.

Ich benutze mal die Augen der Photonen und sage etwas zu deren Sicht. Das Universum war jetzt völlig durchsichtig geworden, das Licht breitete sich ungehindert aus in den expandierenden Raum und diese Photonen sind simpel ausgedrückt die ursprünglichsten Signale des Urknalls, die wir empfangen können.

Noch hinzuzufügenden ist aus meiner Sicht, vor der Entkopplung war das Plasma geladener Teilchen für Licht undurchlässig; wir können also aus dieser Zeit keine Signale erhalten. Ich sage der Zeitpunkt der Entkopplung, als sich  elektrisch neutrale Atome bildeten, ist für uns somit ein absoluter Zeithorizont.

Achtung ZEITHORIZONT habe ich gesagt….wir sind zurück !!!

Die Photonen wurden damals frei, denn es war die „Entkopplungszeit“ und sie bildeten ein Gas das hatte eine Temperatur von etwa 3000 Grad Kelvin. Betrachten wir die Wellenlänge, sie liegt im gelben Teil des sichtbaren Spektrums. Was aussagt, der Himmel war damals nicht dunkel sondern leuchtend gelb. Nur seitdem hat sich das Universum immer weiter ausgedehnt, heute können wir sagen es war so um einen Faktor 1000, seit der Entkopplungszeit. Was wirkt dann auf die Ausdehnung ? Es ist die Energiedichte, denn diese wurde immer geringer, das führte halt wiederum zu einer entsprechenden Abkühlung . Deshalb hat die kosmische Strahlung jetzt nur noch eine Temperatur von etwa drei Grad Kelvin. Weiter mit der Wellenlänge, sie vergrößerte sich zum Wert von heute. Dieser Wert liegt im Bereich von ca. 7 cm und liegt damit im Mikrowellenbereich. Somit leider weit unter der Sichtbarkeitsgrenze.

Man kann also ganz locker sagen : der Himmel erscheint uns nur deshalb dunkel, weil wir sein Leuchten halt nicht sehen können.  Eine noch zu erfindende Brille würde es möglich machen das der Himmel auch nachts leuchtet und die Aussage geht weiter, nicht wegen der vielen Sterne, sondern durch das Nachglühen des Urknalls.

Aber merkt Euch, das soll noch nicht alles gewesen sein, es geht weiter……..

Das erwähnte Leuchten erzeugt ein schwer ins Gewicht fallendes Problem, und das möglicherweise nachteilig auswirkend ist.

Damit nicht genug, denn dieses Leuchten schafft tatsächlich wiederum ein gravierendes Problem, ……..für unser Weltbild. Denn kurz erwähnt, die Hintergrundstrahlung, die wir heute empfangen, kommt seltsamerweise aus Himmelsgebieten, die zur Entkopplungszeit absolut keinerlei kausale Verbindung hatten, es waren schlicht gesagt, Himmelsgebiete, die zur Entkopplungszeit aus getrennten Raumzeitbereichen, zwischen denen keine Kommunikation möglich war, gekommen. Seltsamerweise hatte ich vorhin gesagt und zwar zurecht, denn die Entkopplung liegt sehr weit zurück und seitdem hat sich der Raum wirklich nachgewiesen, immens ausgedehnt. Was das bedeutet, lässt sich auch leicht schematisch zeigen.

Schaut Euch mal zwei Markierungspunkte an, die einen Kilometer auseinanderliegen. Ein Beobachter, der von jedem der beiden um einen Kilometer entfernt ist, unter einem Winkel von 60 Grad (siehe Bild ) Für einen fünf Kilometer entfernten Beobachter aber beträgt der Betrachtungswinkel nur noch etwas mehr als zehn Grad ?

Sowas Ähnliches passierte ebenfalls bei der Entkopplung. Denn zur fraglichen Zeit, das waren 300.000 Jahre nach dem Urknall, da konnten nur solche Bereiche miteinander kommunizieren, die um nicht mehr als 300.000 Lichtjahre voneinander getrennt waren.

Beobachtungswinkel sinkt mit wachsender Entfernung

Die zeitliche Entwicklung der kosmischen Hintergrundstrahlung

Bitte beachtet das folgende, es erleichtert ein besseres Verstehen. Ich sage mal das nächste an: stellt Euch vor diese Bereiche sind heute von uns mehr als 1000 Lichtjahre entfernt, dann bildet ihr Winkel für uns nur den Bruchteil eines Grades. Genauer gesagt, messen wir zuerst die Hintergrundstrahlung in einem bestimmten Winkel und im Anschluss daran in einem anderen Winkel, dann sagt das, die Ursprungsbereiche der Strahlungen haben aus diesen beiden Messungen keinerlei Verbindung gehabt. Aber warum zeigen dann beide die gleiche Temperatur an? Die Strahlung, die wir hier messen, kommt von Millionen von Raumgebieten, die nie eine Möglichkeit hatten, sich abzustimmen.  Ein amüsanter Vergleich ist sehr ähnlich : Das Ganze stellt wie ein riesiger Sängerchor dar aber ohne Chorleiter aber mit vielen, vielen Sängern die sich aber auf keine Weise untereinander verständigen können. Trotzdem singen sie alle den selben Text und die selbe Melodie. Jedoch die Entkopplung von „Photonen und Materie“ hat zu verschiedenen Zeiten in verschiedenen Bereichen stattgefunden und diese Bereiche haben unterschiedliche Temperaturen ihrer Hintergrundstrahlung erzeugt. Aber alle verhalten sich so, als ob ein allmächtiger, imaginärer Chorleiter irgendwann seine Arme gesenkt und die Anweisung gegeben hätte: …Entkoppelt jetzt.

Dieser Effekt, das Horizontproblem wird auch als eines der großen Rätsel der heutigen Kosmologie bezeichnet, für das es, trotz einiger interessanter Vorschläge, bislang keine rundum zufriedenstellende Lösung gibt. Auf einen dieser Vorschläge komme ich noch zurück.

Die zeitliche Entwicklung der kosmischen Hintergrundstrahlung

Aber werfen wir als nächstes einen Blick auf das Thema „Abkühlung“ .Denn durch diese ist die damalige Strahlung von 3000 Grad auf die heutigen drei Grad abgesunken. Ganz nebenbei bemerkt, die Frequenz des von einer Wärmequelle emittierten Lichts sinkt mit der Temperatur. Eine normale Wechselwirkung des Lichts mit den Atomen der Quelle. Denn dessen Atome befinden sich in verschiedenen Anregungszuständen die beim Übergang von einem Zustand in einen anderen, Photonen absorbieren und emittieren. Kühlt man aber die Quelle ab, absorbieren die Atome mehr Photonen hoher Frequenz und emittieren mehr Photonen niedriger Frequenz – das führt wiederum zu einer allgemeinen Verschiebung in Richtung niedrigerer Frequenzen, also niedrigerer Temperatur.

Verschiebung…….??????

Das Universum hat soooo viel leeren Raum, aber nachdenklich gesagt mit soooo wenigen Atomen, jetzt meine zaghafte Frage : Wie kann dort eine kosmische Rotverschiebung stattfinden ? Also wenn ich so länger meinen Denkapparat in Schwung bringe, dann komme ich sehr nahe an die Doppler-Verschiebung heran. Ich mache deshalb mal folgende Aussage. Dieser Ursprung der kosmischen Abkühlung gleicht ein wenig der Doppler-Verschiebung, die ich schon bei bewegten Quellen beobachtet habe.

Dort beobachtet man, dass die Wellen «gestaucht» wurden, wenn sie auf uns zukamen, und «gestreckt» wurden, wenn sie sich von uns entfernten. ……..und so etwas geschieht auch mit einer einsamen Welle, wenn sie durch den sich ausdehnenden Raum fliegt. Der Abstand zwischen zwei benachbarten „Wellen-Bergen“ vergrößert sich, die Wellenlänge wird also desto länger, je mehr sich der Raum ausdehnt. Hat der Raum sich seit der Emission des Lichts um einen Faktor tausend gedehnt, dann ist auch die Wellenlänge um diesen Faktor größer geworden, Achtung, die Frequenz hingegen kleiner. Aber diese Art kosmischer Rotverschiebung bedeutet demnach nicht, dass sich die Quelle lokal von uns fortbewegt, nein, sondern nur, dass der von ihr durchquerte Raum sich ausdehnt.

Bewegen wir uns wieder unmittelbar zum Hubble’schen Gesetz…..

……v = H 0 d , es sagt : die Geschwindigkeit v einer fernen Galaxie ist proportional zur Entfernung d von der Erde. Der kritische Maßstab dabei ist die «Hubble-Konstante» H 0 ; der heutige Wert ist etwa 22 km/s pro eine Million Lichtjahre. Somit entschwindet eine Galaxie, die eine Million Lichtjahre von uns entfernt ist, durch die Raumexpansion mit 22 km/s, während eine zwei Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie das mit 44 km/s tut.

Bei einer konstanten Expansionsbeschleunigung bestimmt die Hubble-Konstante

demnach das Alter des Universums, t 0 = 1/H 0 ; somit erhält man mit dem angegebenen Wert von H 0  die Bekannten 13,8 Milliarden Jahre .

Die erhaltene Expansionsbeschleunigung und ihre Zeitabhängigkeit werden durch eine Vielzahl von Aspekten, sowohl Messgrößen wie auch theoretischen Überlegungen, bestimmt. Eine wesentliche Größe ist dabei die gesamte Masse des Universums. Wenn diese genügend groß ist, kann die Schwerkraft auf lange Sicht die Expansion aufhalten und dafür sorgen, dass sich alles wieder zusammenzieht. Das Ergebnis sagt dann aus : eine Evolution vom Urknall führt zum Urkollaps. Umgekehrt würde folgendes sein, ist die die Masse des Universums genügend klein, überwältigt die Ausdehnung die Schwerkraft, und die Beschleunigung nimmt mit der Zeit zu.

Ich habe zwei Möglichkeiten gerade betrachtet beziehungsweise erklärt; eine kritische Grenze zwischen diesen beiden Möglichkeiten ergibt, eine konstante Beschleunigung ist bevorzugt worden. Die Natur des Universums mag es so. Nur die Masse des Universums ist allerdings nicht leicht zu bestimmen, denn es gibt da den sichtbaren Inhalt und noch große Mengen dunkler Materie , diese ist unsichtbar und die sich ausnahmslos nur durch ihre Auswirkungen auf das Schwerkraftverhalten von Galaxien feststellen lässt. Aber hinzu  kommt dann noch die bereits erwähnte dunkle Energie , sie durchdringt das gesamte Universum auch bremst sie die Schwerkraft ab und mithin die Expansion des Universums verursachen mag. Die neuesten Erkenntnisse wurden mit dem Nobelpreis 2011 ausgezeichnet, sie deuten auf eine zunehmende Beschleunigung hin und unterstreichen die Wichtigkeit der nicht mysteriösen dunklen Energie. Zum Schluss jedenfalls gesagt bleiben die ca. 14 Milliarden Jahre heute der beste Wert für das Alter unseres Universums.

Aber vorher möchte ich noch einmal zurückkehren zu der Frage, wie die Expansion ganz kurz nach dem Urknall eigentlich abgelaufen ist; das bringt mich auch zurück zu dem erwähnten kosmologischen „Horizontproblem“. Ich weise allerdings verstärkt darauf hin, dass der «Grund», der eigentliche Auslöser des Urknalls, nicht bekannt ist. Aber man hat sehr wohl eine recht eindrucksvolle Möglichkeit oder besser den Versuch die Entwicklung des frühesten Stadiums zu beschreiben, nämlich eine………es folgt der nächste Teil mit der noch folgenden Auflösung

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing.NT, Astrophysiker

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simple question : Why is the sky dark at night ?

One can ask this question, but I will be careful not to ask „this“ question! Only this topic every scientific observer of the universe and its structure should at least once take to mind….and then maybe smile mischievously

It is an apparent paradox and is named today after Heinrich Olbers, a German astronomer. He was not the first who noticed the thing; because already Kepler had noticed this and had concluded from it that the sequence of the stars cannot be infinite. An example where one can also think of the problem is the following:

Imagine something simple, namely a gigantic dense forest, infinitely extended. (Amazon) Wherever you also look, your view meets just on a tree. Well… !?

In 1823 Olbers clearly summarized the conditions for „his“ paradox:

– The universe is infinite in every direction and has always existed in its present form.

– The stars are distributed in equal density in the universe, have always existed and have a given size and brightness.

A determination quite special way… ! ?

Under these conditions, so my conclusion is, the whole sky should be as bright as a typical star and it should never become dark at night. So I say, there is „something“ not right and not at all. And the before mentioned „something“ brings us damn fast to modern cosmology and also to their ideas about the beginning of the universe….. and that says…..

So be the age of the universe limited, also everything has begun with a „big bang“ before soundsovielen years, then the universe visible for us today is of finite size, because the light has had, after all, only these years to reach us. These distances and times are just enormous, only…. they are not infinite.

Likewise I state that the stars had to originate sometime after the big bang, so that their number is also finite. ….the limited age of the universe gives us then only insight into a finite spatial part of the whole, and in this part can have originated since the big bang just only a finite number of stars.

Therefore I say, the sky is dark at night, how should it be otherwise…….also Mr. Olbers, since we know that the speed of light is finite as well as the „big bang“ also sometime the world beginning was, so these assumptions are quite simply at least continuing !

Now the question must follow, but how can we convince ourselves that these ideas are really the right ones?

So it is about the origin of the world and even the question whether it has an origin – all this is still today much discussed in science, philosophy and „religions“. There are just two main reasons why most scientists today consider the big bang theory to be correct – now I say : not so hastily we approach the subject significantly slowly, step by step and one more step.

I begin with theoretical slow motion and it is the following :

A quite well-known effect of the everyday life physics is e.g. the „sound shift“ with a moving sound source. Surely everyone who has watched a car race knows this. The engine sound of a Formula 1 race car is higher when the vehicle is coming towards us, and then becomes lower when it drives away; there is a…..I’ll call it a „tone flip“ as it passes. In physics, the process is called a Doppler shift, or better „effect.“ Simply named after the Austrian physicist Christian Doppler. What do you hear there ? Yes, the sound we hear is created, as we know, by sound waves that have a certain wavelength, and so when the source of the sound approaches us, the wave acts as if squeezed, because the distance between two successive peaks shortens and that means an increase in the sound. What happens with a sound source moving away …..the opposite. Such a Doppler effect occurs not only with sound waves, but also with light waves.

That means then, one can measure likewise something, i.e. whether a certain star moves seen from us. Stars, as many know emit ( electrons ) . Light of certain wavelengths and namely with so-called spectral lines, and if these appear shifted, the star must move naturally.

So to repeat again.

If the star comes to us the wavelengths become shorter (thus blue shift).

…………. the star moves away………. the wavelengths become longer(i.e. red shift)

The faster it moves, the bigger is the shift !

Now it comes : Already in the 1920s the astronomer „Edwin Hubble“ at the Mount-Wilson-Observatory in California was occupied with light and indeed very distant stars. An extensive exploration started….

He had already measured clear red shifts; of course it was known that these stars are moving away from us. But Hubble now made another surprising discovery. They disappear the faster the further away they are.

It may be mentioned the known Doppler shift and that means also the stellar velocity, were measurable without problems. But there was a difficulty in determining the distance of the observed stars, to measure relatively close celestial bodies, such as planets, was easy. The parallax method had been used previously. Also Cassini and Richer had calculated the distance between Earth and Mars with this method, all respect.

Only now it was time to use another method for very distant stars.

But for the distant stars Hubble was targeting, the parallax angle was much too small for any measurements. Hubble came up with a solution quite quickly in a fairly simple way. He knew the brightness of a light source decreases the further away it is and since the light spreads out spherically from its source, therefore less and less light falls on a given area with increasing distance.

Continuing: I designate the distance to the light source with d, from it follows the spherical surface increases then with d 2. The incident light per unit area as 1/d 2 decreases as a result.

So we can conclude :

If we know the initial brightness of a source and also the brightness measured at a certain (initially unknown) distance, then the difference in brightness is determined by the distance d .

Next we turn to the expression „reference candles“. What is this again ?

Hubble had measured the brightness of quite certain stars. These were the Cepheids, they had just recently been measured. The astronomers made of it the….na what ! „The Reference Candles“…..and this was achieved by measuring their relative brightness in his observatory at Mount Wilson, thus Hubble also got a good estimate of their distance. – He found that their escape velocity v increased with increasing distance d from Earth. (See further details in my short note X2 (a little later).

From all considerations and their calculations, Hubble’s law v = H 0 d , with the scale determination H 0 again called Hubble’s constant, thus arose.

If we look at the value resulting at that time, it can be stated that it is a little bit inaccurate from today’s point of view, but what must not be forgotten, only the idea of Hubble is completely correct and much more important is the fact of the change of our world view.

Hubble did not stop to observe stars. It can be said, wherever Hubble looked, the stars disappear, the view arose: does the whole universe explode ? This view led then to another question: Was this possible? Or is such a thing impossible ?

Today I make the assertion : This was an ideal time, because in the year 1916 already Albert Einstein’s new, yes new general relativity theory appeared.

Hubble’s discovery took place at an ideal time, a little later. Only little before, in the year 1916, Albert Einsteins new general relativity theory had appeared, which connected simply expressed the effects of the gravity with the nature of space and time. In addition a statement which forces to think. I let „an arbitrary round thing“ circle at the tape, whereby the tension of the tape compensates even the centrifugal force. Now we consider only the ball movement, and already I could also come to the conclusion, this round thing, let’s call it a ball, moves freely on a curved track.

Now this way of thinking forces me to think that the role of the force can be replaced by a kind of space curvature. For Einstein’s theory states that in the vicinity of very massive celestial bodies, such as the sun, space is so deformed by gravity that even a ray of light deviates from its straight path. His prediction was tested and confirmed in 1919 in what is now a very famous experiment.

It was the English astronomer Arthur Eddington who, with his collaborators, showed that starlight passing close to the Sun was indeed deflected by exactly the amount calculated by Einstein.

The experiment took place, of course, during a solar eclipse.

Einstein became of course by this observation abruptly world-famous.

It is still to be mentioned absolutely the statement of the general public at the time when Einstein set up his general relativity theory. One thought the universe for static; because one did not think (yet) of the possibility of an expansion or contraction.

Einstein knew this and already he started thinking. He needed just now any force which simply compensated the attracting effect of the gravity. Immediately no candidates came to his mind and even until today the problem still puzzles us „astros“. As already mentioned, Einstein started, but with little enthusiasm. Thus a “ solution“ was created ?! You notice, it is not so easy for me to comment on it. He began to spread out his first proposal and that was the introduction of a mysterious „cosmological liquid“. This should fill the whole space and compensate the gravity approximately by its pressure.

But this is too little, the description of the criteria goes on…… This fluid had to have still quite strange properties …..it could not influence any process in the universe, except gravity, so that it remained unobservable for all other measurements. Its pressure and therefore its density had to be precisely determined one hundred percent in order to compensate gravity exactly.

As actually known, the mentioned resembles in certain sense, however, to that of a new form of ether and thus this statement was particularly undesirable to Einstein and perhaps even „embarrassing“ . So a new designation had to come and so he has called then later the introduction of this size called today as cosmological constant as the biggest blunder of his life. If, would have, bicycle chain, one would like to say there. His original equations without cosmological constant, on the other hand, predicted an expansion of the universe. That „would have“ then still before it was discovered then by Hubble, took place.

Nowadays, especially among cosmologists, one is not quite sure whether this quantity was really a mistake. Because the „dark energy“, to which I will come a little later, is something like a resurrection of Einstein’s cosmological constant.

Still important to mention is the fact that in 1922 the Russian theorist Alexander Friedmann proved that the general solution of Einstein’s equations describes very well expanding universes. But let’s stay with Hubble he finally found his expansion, now everything was ready. The next chapter follows……..

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing.NT, Astrophysiker

Klingenberg 40

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Website : wolfgang.korsus.net

einfache Frage : Warum ist der Himmel nachts Dunkel ?

Diese Frage kann man sich stellen, aber ich werde mich hüten „diese“ Frage zu stellen! Nur dieses Thema sollte jeder wissenschaftliche Betrachter des Universums und seinem Aufbau sich einmal zumindest zu Gemüte führen.…und dann vielleicht verschmitzt lächeln

Es ist ein scheinbares Paradox und wird heute nach Heinrich Olbers benannt, einem deutschen Astronomen. Er war nicht der Erste, dem die Sache auffiel; denn schon Kepler hatte das bemerkt und daraus geschlossen, dass die Folge der Sterne nicht unendlich sein kann.  Ein Beispiel wo man an das Problem auch denken kann ist folgendes :

Stellt Euch mal etwas einfaches vor, nämlich einen riesig dichten Wald, unendlich ausgedehnt. ( Amazonas ) Wohin Ihr auch blickt, trifft eure Sicht halt auf einen Baum. Na… !?

Im Jahr 1823 hat Olbers die Voraussetzungen für «sein» Paradox klar zusammengefasst:

– Das Universum ist in jeder Richtung unendlich und hat schon immer in seiner jetzigen Form existiert.

– Die Sterne sind in gleicher Dichte im Universum verteilt, existieren schon immer und haben eine vorgegebene Größe und Helligkeit.

Eine Festlegung ganz besonderen Art und Weise… ! ?

Unter diesen Voraussetzungen, so ist mein Schluss, müsste der ganze Himmel so hell sein wie ein typischer Stern und es dürfte nachts nie dunkel werden. Also sage ich, da stimmt „etwas“ nicht und zwar ganz und gar nicht. Und das vorher genannte „Etwas“ bringt uns verdammt schnell zur modernen Kosmologie und auch zu ihren Vorstellungen über den Beginn des Universums….. und das sagt…..

Also sei das Alter des Universums begrenzt, auch alles hat mit einem „Urknall“ vor soundsovielen Jahren begonnen, dann ist das für uns heute sichtbare Universum von endlicher Größe, denn das Licht hat ja schließlich nur diese Jahre gehabt um uns zu erreichen. Diese Abstände und Zeiten sind halt gewaltig, nur…. unendlich sind sie nicht.

Ebenfalls stelle ich fest, dass die Sterne irgendwann nach dem Urknall entstehen mussten, so das ihre Zahl auch endlich ist. ….das begrenzte Alter des Universums gibt uns dann nur Einblick in einen endlichen räumlichen Teil des Ganzen, und in diesem Teil können seit dem Urknall halt nur eine endliche Anzahl von Sternen entstanden sein.

Darum sage ich, der Himmel ist nachts dunkel, wie soll es denn sonst sein…….also Herr Olbers, da wir wissen das die Lichtgeschwindigkeit endlich ist sowie der „Urknall“ auch irgendwann der Weltbeginn war, so sind diese Annahmen ganz einfach mindestens weiterführend !

Jetzt muß die Frage folgen, aber wie können wir uns überzeugen, dass diese Vorstellungen wirklich die RIchtigen sind?

Es geht also um den Ursprung der Welt und selbst die Frage, ob sie einen Ursprung hat – all dies wird noch heute viel diskutiert in Wissenschaft, Philosophie und „Religionen“. Es bestehen halt zwei Hauptgründe, weswegen die meisten Wissenschaftler heute die Urknalltheorie für richtig halten – jetzt sage ich : nicht so hastig gehen wir die Thematik bedeutend langsam an, Schritt für Schritt und noch ein Schritt.

Ich beginne mit theoretischer Zeitlupe und die ist folgende :

Ein recht bekannter Effekt der Alltagsphysik ist z.B. die „Tonverschiebung“ bei einer bewegten Tonquelle. Kennt sicher Jeder der sich ein Autorennen selbst angeschaut hat. Der Motorenklang eines Formel 1 Rennwagens ist höher, wenn das Fahrzeug auf uns zukommt, und wird dann niedriger, wenn er wegfährt; es entsteht beim Vorbeifahren ein…..ich nenne ihn mal „Tonflip“. In der Physik bezeichnet man den Vorgang als Doppler-Verschiebung, besser „Effekt“. Einfach benannt nach dem österreichischen Physiker Christian Doppler. Was hört man da ?  Ja, der gehörte Ton entsteht wie wir wissen durch Schallwellen, die eine gewisse Wellenlänge haben und wenn die Tonquelle also auf uns zukommt, wirkt die Welle wie gequetscht, denn der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen verkürzt sich und das bedeutet eine Erhöhung des Tons. Was geschieht bei einer sich entfernenden Tonquelle …..das Gegenteil. Ein derartiger Doppler-Effekt tritt nicht nur bei Schallwellen auf, sondern auch bei Lichtwellen.

Das bedeutet dann, man kann ebenfalls etwas messen, nämlich ob sich ein bestimmter Stern von uns aus gesehen bewegt. Sterne, wie viele wissen emittieren (  Elektronen) . Licht bestimmter Wellenlängen und zwar mit sogenannten Spektrallinien, und wenn diese verschoben erscheinen, muss sich naturgemäß der Stern bewegen.

Also zum Wiederholen nochmals.

Kommt der Stern auf uns zu werden die Wellenlängen kürzer(also Blauverschiebung)

…………. der Stern entfernt sich……….werden die Wellenlängen länger(also Rotverschiebung)

Je schneller er sich bewegt, desto größer ist die Verschiebung !

Jetzt kommt’s : Schon in den 1920er Jahren beschäftigte sich der Astronom „Edwin Hubble“ am Mount-Wilson-Observatorium in Kalifornien mit Licht und zwar sehr ferner Sterne. Eine umfangreiche Erforschung startete….

Er hatte dabei bereits klare Rotverschiebungen gemessen; selbstverständlich war bekannt, dass sich diese Sterne von uns entfernen. Doch Hubble machte nun eine weitere überraschende Entdeckung. Sie entschwinden um so schneller je weiter entfernt sie sind.

Es darf erwähnt werden die bekannte Doppler-Verschiebung und das heißt ebenfalls auch die Sterngeschwindigkeit, waren problemlos messbar. Aber es gab eine Schwierigkeit in der Bestimmung der Entfernung der beobachteten Sterne, Relativ nahe gelegener Himmelskörper, wie etwa Planeten, zu messen, war einfach. Die Parallax-Methode wurde bisher verwendet. Auch Cassini und Richer hatten die Entfernung zwischen Erde und Mars  mit dieser Methode berechnet, alle Achtung.

Nur jetzt wurde es Zeit bei sehr fernen Sternen eine andere Methode anzuwenden.

Aber bei den fernen Sternen, die Hubble im Visier hatte, war der Parallaxenwinkel viel zu klein für irgendwelche Messungen. Hubble kam recht schnell auf eine Lösung auf recht einfache Weise. Er wußte die Helligkeit einer Lichtquelle nimmt ab, je weiter entfernt sie ist und da das Licht sich kugelförmig von seiner Quelle ausbreitet, fällt demnach auf eine gegebene Fläche mit zunehmendem Abstand immer weniger Licht.

Weiter gehts : Ich bezeichne den Abstand zur Lichtquelle mit d, daraus folgt die Kugeloberfläche nimmt dann mit d 2 zu. Das einfallende Licht pro Flächeneinheit wie 1/d 2 infolge dessen abnimmt.

Also kann man daraus schließen :

Wenn wir die Ausgangshelligkeit einer Quelle kennen und ebenfalls die bei einem gewissen (zunächst unbekannten) Abstand gemessene Helligkeit, dann wird der Helligkeitsunterschied bestimmt durch die Entfernung d .

Als nächstes widmen wir uns dem Ausdruck „Referenzkerzen“. Was ist denn das wieder ?

Hubble hatte die Helligkeit von ganz bestimmten Sternen gemessen. Das waren die Cepheiden, sie waren gerade kürzlich gemessen worden. Die Astronomen machten daraus die….na was !   „Die Referenzkerzen“…..und das wurde durch die Messung ihrer relativen Helligkeit in seinem Observatorium am Mount Wilson erzielt, somit erhielt Hubble auch eine gute Abschätzung ihrer Entfernung. – Er stellte fest dass ihre Fluchtgeschwindigkeit v mit größer werdendem Abstand d von der Erde zunahm. (Siehe weitere Einzelheiten in meiner kurzen Anmerkung X2 (etwas später)

Aus allen Überlegungen und deren Berechnungen entstand dadurch das Hubble’sche Gesetz v = H 0 d , mit der wiederum als Hubble-Konstante bezeichneten Skalenfestlegung H 0 .

Betrachten wir den damalig ergebenen Wert so läßt sich feststellen er ist aus heutiger Sicht etwas ungenau nur was nicht vergessen werden darf, allein die Idee von Hubble ist vollkommen korrekt und viel wichtiger ist die Tatsache der Veränderung unseres Weltbildes.

Hubble hörte nicht auf Sterne zu beobachten. Es läßt sich sagen, wohin Hubble auch blickte, die Sterne entschwinden, es entstand die Ansicht: explodiert etwa das ganze Universum ? Diese Ansicht führte dann zu einer weiteren Frage : War das möglich? Oder ist sowas unmöglich ?

Ich stelle heute die Behauptung auf : Das war ein idealer Zeitpunkt, denn so im Jahr 1916 erschien schon Albert Einsteins neue, ja neue allgemeine Relativitätstheorie.

Hubbles Entdeckung erfolgte zu einem idealen Zeitpunkt, etwas später. Nur wenig vorher, im Jahre 1916, war Albert Einsteins neue allgemeine Relativitätstheorieerschienen, die einfach ausgedrückt die die Auswirkungen der Schwerkraft mit der Natur von Raum und Zeit verband. Dazu eine Aussage die zum nachdenken zwingt. Ich lasse „ein beliebiges rundes Ding“ am Band kreisen , wobei die Spannung des Bandes eben die Zentrifugalkraft kompensiert. Nun betrachten wir nur die Ballbewegung, und schon könnte ich auch zu dem Schluss kommen, dieses runde Ding, nenne wir es halt Ball, bewegt sich frei auf einer gekrümmten Bahn.

Jetzt zwingt mich diese Denkart zu meinen das die Rolle der Kraft sich durch eine Art Raumkrümmung ersetzen läßt. Denn Einsteins Theorie  sagt aus, dass in der Nähe von sehr massiven Himmelskörpern, wie etwa der Sonne, der Raum von der Schwerkraft derartig deformiert wird, dass selbst ein Lichtstrahl von seinem geraden Pfad abweicht. Seine Vorhersage wurde 1919 in einem heute sehr berühmten Experiment getestet und bestätigt.

Es war der englische Astronom Arthur Eddington, der mit seinen Mitarbeitern zeigte, dass dicht an der Sonne vorbeifliegendes Sternenlicht in der Tat um genau den von Einstein berechneten Betrag abgelenkt wurde.

Der Versuch fand natürlich bei einer Sonnenfinsternis statt.

Einstein wurde selbstverständlich durch diese Feststellung schlagartig weltberühmt.

Zu erwähnen ist noch unbedingt die Aussage der Allgemeinheit zur Zeit als Einstein seine allgemeine Relativitätstheorie aufstellte. Man hielt das Universum für statisch; denn man dachte (noch) nicht an die Möglichkeit einer Expansion oder Kontraktion.

Einstein wußte das und schon legte er los und dachte nach. Er benötigte halt jetzt irgendeine Kraft, die die anziehende Wirkung der Schwerkraft einfach kompensierte. Unmittelbar vielen ihm  keine Kandidaten ein und selbst bis heute gibt uns „Astros“ das Problem noch einige Rätsel auf. Wie schon erwähnt, Einstein legte los, aber mit wenig Begeisterung. So entstand eine  « Lösung» ?! Ihr merkt, es fällt mir nicht so leicht dazu Stellung zu nehmen. Er begann seinen ersten Vorschlag auszubreiten und das war die Einführung einer mysteriösen «kosmologischen Flüssigkeit». Diese sollte den ganzen Raum ausfüllt und durch ihren Druck die Schwerkraft ungefähr kompensieren.

Aber das ist zu wenig, die Beschreibung der Kriterien geht weiter…..  Diese Flüssigkeit musste noch recht seltsame Eigenschaften haben …..sie durfte keinen Vorgang im Universum beeinflussen, außer der Schwerkraft, sodass sie für alle anderen Messungen unbeobachtbar blieb. Ihr Druck und damit ihre Dichte mussten hundertprozentig präzise festgelegt sein, um die Schwerkraft genau zu kompensieren.

Wie eigentlich bekannt ähnelt das Erwähnte in gewissem Sinne, aber dem einer neuen Form von Äther und damit war diese Aufstellung Einstein besonders unerwünscht und vielleicht sogar „peinlich“ . Also mußte eine neue Bezeichnung her und so hat hat er dann später die Einführung diese heute als kosmologische Konstante bezeichneten Größe als  den größten Schnitzer seines Lebens bezeichnet. Wäre, hätte, Fahrradkette, möchte man da sagen. Seine ursprünglichen Gleichungen ohne kosmologische Konstante, hat dagegen  eine Expansion des Universums vorhergesagt. Das „hätte“ dann noch bevor sie dann von Hubble entdeckt wurde, statt gefunden.

Heutzutage ist man gerade unter Kosmologen nicht so ganz sicher, ob diese Größe wirklich ein Fehler war. Denn die „dunkle Energie“ , zu der ich ein Weilchen später noch kommen werde, ist so etwas wie eine Auferstehung von Einsteins kosmologischer Konstante.

Noch wichtig anzuführen ist die Tatsache, das im  Jahr 1922 dann der russische Theoretiker Alexander Friedmann nachwies, dass die allgemeine Lösung von Einsteins Gleichungen sehr wohl expandierende Universen beschreibt. Aber bleiben wir bei Hubble er fand schließlich seine Expansion, jetzt stand alles bereit. Es folgt das nächste Kapitel……..

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing. NT , Astrophysikist

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I like to come back to my last sentence of the last chapter.

A Christian Ørsted in Copenhagen stated electricity and magnetism occur together.

Yes, to this can be said, certain materials allow a „current flow“ exactly between „plus“ and „minus“ ; thus two opposite charges !
That is, we can build an electric circuit. Also, Ørsted had noticed that magnets aligned themselves perpendicular to the direction of the current, as if the current had created magnetic lines of force around its direction of flow. Continuing, it was still possible to imagine endless magnetic lines of force, -closed-, circles wrapped around the direction of the current. A further explanation followed from it, namely that the cutting of a magnet resulted in two new ones and cannot lead to an isolated pole.
This means in the end nothing else than that electric and magnetic forces are in fact closely related. The electric currents produce magnetic fields, and moving magnets induce electric currents on their part.

This points to a unified theory of electromagnetism, which is confirmed by the very famous equations of the Scottish physicist James Clerk Maxwell. There the unification of the theory of electricity and magnetism is confirmed. Maxwell also showed that a long-distance effect of electromagnetic charges is possible. Thus, a variable electric field produced a magnetic field; likewise, a variable magnetic field induced an electric field. The combination of both, electromagnetic fields, got therefore a perfect independent existence, without the necessity of currents or magnets.
Continuous waves form a rather simple solution of Maxwell’s equations, similar or comparable to the vibration of a string or a wave on a lake. The remote effect searched for consisted therefore of electromagnetic signals, which propagate like waves. They cross the space with constant speed, which one could measure – and thus one found the known speed of light.
But hello, the basic question „What is light?“ was thus answered: light is simply an electromagnetic wave propagating through space, and the different colors correspond accordingly to the different wavelengths.
If we consider more than the visible range, s today we know electromagnetic radiation in both directions: radio waves once longer wavelength than that of infrared radiation and the X-rays shorter wavelength known as ultraviolet radiation. By the exchange of such waves also distant electric charges can interact with each other remotely .

If one approaches today the topic „electromagnetism“ more near, one finds out, it determines actually our whole life and its forms are hardly manageable.
Dear reader, please do not forget the times of Faraday and Maxwell, the topic was pure basic research at that time. Some said, pure spinning of a few scholars. So hardly noticed by the public.

Like almost every scientific story, these ideas of Faraday and Maxwell had a catch to be considered.
Let us now approach the subject of „waves“ cautiously and please not hastily. It was said : …distant charges communicate by waves – so what is excited to produce such waves? Let’s look at our everyday life. There it is e.g. violin strings or a water surface or the density of the air. But the question remains, what vibrates in empty space?
Now there were some gentlemen of science who brought the ether into the world of physics, it should be an invisible medium which fills the whole allegedly empty space. Of course, this sounded very reassuring for all those who considered a completely empty space as unnatural anyway. I mention now briefly the French philosopher Blaise Pascal, who meant even „the nature is the empty space abhorrent“ – strange statement ! Also the Evangelista Torricelli in Italy, who succeeded in removing all air from a container, reaped a tired utterance from Pascal, who only meant that the absence of air was not synonymous with empty. Let’s stay with the ether……because Robert Hooke had introduced it in 1665 as the „medium for light“; he had imagined a pulse of light like a stone thrown into water, this spread out with concentric waves.
Still another known example from our today’s world that also scientifically touches the investigated reality : thus not correctly……
a tsunami wave, generated by a seaquake deep under the sea level and spreads then up to distant shores, so an electromagnetic change of state reaches most distant receivers by an electromagnetic tsunami wave in the ether sea. Strange example !
So let’s detach the ether and say clearly: Ether turned out to be a dead end in physics. Even Hooke up to Einstein have tried their luck with it like many well-known physicists, but always with quite limited success.

I just don’t stop and ask the next „ether question“ . Is the aether something
stationary, or is it even dragged along by moving stars?…..further, …possibly the earth produces an ether wind on its orbit? Does matter perhaps consist only of aether vortices? The existence of the aether made long-distance effect by waves possible.

But the aether suffered from the fact to be simply a substance and nevertheless not to influence the movement of the celestial bodies essentially. So it had to come to a final end of the ether and this happened by one of the most famous experiments of physics. Naturally this was also carried out by someone. So in the years around 1880 by the American physicists Albert Michelson and Edward Morley .
They intended to prove the existence of the invisible medium.
So if the light spreads everywhere through the ether with constant speed, then follows from it: it should be slower in the direction of the earth movement than perpendicularly to it and in addition is to be noticed…The faster the earth turns, the slower would be a light beam following the movement.
These two, Michelson and Morley constructed an interferometer, in which a light beam is divided in two; afterwards both partial beams must cover the same distance, one along the earth movement, the other perpendicularly to it. This should be done with a suitable mirror arrangement, because they then meet again at a certain point at the end. I represent it schematically for this arrangement in the following picture.

What has happened there and what has been clearly shown with it.

The, quasi any, light beam is directed to a partially transparent mirror M. One part is reflected to mirror 1 and goes from there to the detection device, the other to mirror 2 and then to the detection device. It is essential to note, the direction mirror 1 to the detection device is chosen south-north, that from the light source to mirror 2 west-east. Without any doubt, mirrors 1 and 2 are equidistant from the center mirror M.

Now it was expected that the earth rotation slows down the beam directed to mirror 2. Consequently, the two beams would arrive at the detection device with unequal phases – the wave trough of one meets the wave crest of the other. Thus, a detectable interference pattern must be generated……
…..but guess what, the result obtained was extraordinarily disappointing for the two physicists: they could twist and turn they found no effect at all, the waves always arrived in phase. It didn’t matter which way they turned their apparatus, the speed of light always seemed to stay the same….no not seemed, it always stayed the same. There was no hint of any form of aether. The ether should be buried with it !

It was not left out that despite a phase of protracted search for a way out, in which many physicists were involved, finally Albert Einstein spoke then twenty years later a power word and banished the idea of the ether from the physics.
This applies at least to light and electromagnetism; in the areas of gravity and the expanding universe, such ideas still haunt us today…. extremely strange and belong to the topic of science fiction.

Let’s go back to Maxwell’s equations, from them follows that light propagates through space with constant speed – and that with a universal speed of light. A statement which is much more far-reaching than it seems to us at first: we like to say such a behavior is simply not in accordance with our world of experience. Let us look at this example :
A car driving at 100 km/h moves only at 70 km/h for the person driving at 30 km/h in the same direction. Further with this statement, two cars driving with 100 km/h next to each other in the same direction do not move relative to each other at all ! And still something to think and let work, let times in a moving train a coin fall, it falls straight to the ground; train, traveler and coin rest relatively to each other, but for an observer standing at the platform the train moves with high speed.
Thinking further, I say : „Light is quite different“.
There, all observers, regardless of how they move relative to each other, always measure the same speed of light. No matter how fast someone moves, he always measures this certain 300,000 km/s; from this I conclude before a light beam we can neither run away nor catch up him.

I must mention now, in the world of Newton’s laws such a thing is not possible. Because in a fixed world with a uniform time, the speed of light must change for observers who are in relative motion to each other. So to make a constant speed of light possible, we must fundamentally change our conception of space and time. The units of length and time must depend on the observer himself. For if I measure the speed of light here on earth, and an astronaut flying at high speed through space does the same and finds the same value, then his units of measurement, his meter and his minute, must be different from mine here – and indeed, they are.

A real upheaval of physics was initiated with it, it was Albert Einstein’s theory of relativity, more specially mentioned, his special theory of relativity. Don’t be afraid, this addition special is to indicate that it is valid only in spatially limited areas of the universe. In addition and including follows an important extension on the whole cosmos, of course including gravity, it is the general relativity theory – I add, also this one a result of Einstein’s imagination….My respect…
Einstein established for the special relativity theory a mental relations between the just proved universal speed of light with an equivalence principle established four hundred years earlier. It came from Galileo, he had demanded that the laws of physics must always remain the same for all observers who move uniformly relative to each other.
Let’s express it in a more understandable way, if I measure how long a stone needs to fall one meter, once in my laboratory and another time in a fast train, then the two results must agree. It was clear to him, i.e. to Einstein: This is an equivalence and in order to preserve this equivalence and at the same time to obtain the same universal speed of light for all observers moving relative to each other, the ideas, i.e. ours, of space and time had to be changed. Space and time would have to be actually connected and the scales would have to depend on the speed of the observer. Back to Newton, in his world there was a uniform time, it was the same everywhere, and one could imagine that two events happened simultaneously.
But in the relativistic world, synchronization over long distances is not possible, and what is earlier there for one observer may be later for another. …Easy, not to believe…

The relativity theory said still more what was very significant, namely no body can ever reach light speed. Again I go to Newton and his law of force says : an increase in force leads to an increase in acceleration. Further one would conclude that one can bring each mass on arbitrarily high speed, thus faster than the speed of light. But now Einstein comes forward again and has shown that Newton’s law is changed if the speed of the mass comes near the speed of light. Say and write, only a part of the force leads to acceleration; a larger and larger part produces an increase of the mass, the inertial behavior of the body. So in our normal world, all velocities are so far below the speed of light that we can safely neglect such relativistic effects and therefore assume a velocity-independent inertial mass.
Watch out and pay attention……in high-energy accelerators, such as the Large Hadron Collider at the European Center for Particle Physics CERN in Geneva, where protons are brought to about 95% of the speed of light, their effective mass is then more than three times their rest mass. From this result it is clear that we can never bring a massed body to the speed of light – that would require a truly infinite force. Furthermore, it must be said, nothing and nobody can ever catch up with a beam of light in empty space – light remains the fastest signal in the universe. So it is and this is valid without contradiction.
We now know that the light from the stars that we see today has been traveling for many years, electromagnetic radiation in an empty space, without any ether, propagating at 300,000 km/s, no matter who measures it. This leads I can return to the initial question and to my initial question:

Why is the sky dark at night ?

Wolfgang Korsus  Dipl.-Ing. NT, Astrophysiker

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Ich komme gern auf meinen letzten Satz des vergangenen Kapitels zurück.

Ein Christian Ørsted in Kopenhagen stellte fest Elektrizität und Magnetismus treten zusammen auf.

Ja, dazu läßt sich sagen, gewisse Materialien erlauben einen „Stromfluss“ exakt zwischen „plus“ und „minus“ ; also zwei entgegengesetzten Ladungen !

Das heißt, wir können einen Stromkreis aufbauen. Auch hatte Ørsted bemerkt, dass sich Magneten senkrecht zur Stromrichtung ausrichteten, so als ob der Strom magnetische Kraftlinien um seine Flussrichtung erzeugt hätte. Weiter gehts, es war weiterhin möglich sich endlose magnetische Kraftlinien vorzustellen, -geschlossene- , um die Stromrichtung gewickelte Kreise. Eine weitere Erklärung folgte daraus, nämlich das das Zerschneiden eines Magneten zwei neue ergab und nicht zu einem isolierten Pol führen kann.

Das heißt im Endeffekt nichts anderes als das elektrische und magnetische Kräfte in der Tat eng miteinander verwandt sind. Die Elektrischen Ströme erzeugen Magnetfelder, und bewegte Magneten induzieren ihrerseits elektrische Ströme.

Damit ist auf eine einheitliche Theorie des Elektromagnetismus hingedeutet, die mit den sehr berühmten Gleichungen des schottischen Physikers James Clerk Maxwell Bestätigung finden. Es wird dort die Vereinigung der Theorie von Elektrizität und Magnetismus bestätig. Ebenfalls zeigte Maxwell auch, das eine Fernwirkung von elektromagnetischen Ladungen möglich wird. Ein veränderliches elektrisches Feld erzeugte also ein magnetisches Feld; genauso induzierte ein veränderliches Magnetfeld ein elektrisches. Die Kombination beider, elektromagnetische Felder , erhielten mithin eine einwandfreie unabhängige Existenz, ohne die Notwendigkeit von Strömen oder Magneten.

Fortlaufende Wellen bilden eine recht einfache Lösung der Maxwell’schen Gleichungen, ähnlich oder vergleichbar wie die Schwingung einer Saite oder eine Welle auf einem See. Die gesuchte Fernwirkung bestand mithin aus elektromagnetischen Signalen, die sich wie Wellen fortpflanzten. Sie durchqueren den Raum mit konstanter Geschwindigkeit, die man messen konnte – und somit fand man die bekannte Lichtgeschwindigkeit.

Aber Hallo, die Grundfrage «Was ist Licht?» war somit beantwortet: Licht ist einfach eine sich durch den Raum ausbreitende elektromagnetische Welle, und die verschiedenen Farben entsprechen dementsprechend den verschiedenen Wellenlängen.

Betrachten wir mehr als den sichtbaren Bereich, s kennen wir heute in beiden Richtungen elektromagnetische Strahlung: Radiowellen einmal längerer Wellenlänge als die von Infrarotstrahlung und die Röntgenstrahlen kürzerer Wellenlänge als ultraviolette Strahlung bekannt. Durch den Austausch solcher Wellen können auch entfernte elektrische Ladungen miteinander fernwirken .

Geht man heute an das Thema „Elektromagnetismus“ näher heran, so stellt man fest, er bestimmt eigentlich unser ganzes Leben und seine Formen sind kaum noch überschaubar.

Vergessen Sie lieber Leser bitte nicht sich mal an die Zeiten von Faraday und Maxwell zu erinnern, das Thema war damals reine Grundlagenforschung. Mancher sagte, reine Spinnerei einiger weniger Gelehrter. Von der Öffentlichkeit also kaum beachtet.

Wie fast jede wissenschaftliche Geschichte hatten auch diese Vorstellungen von Faraday und Maxwell einen zu beachtenden Haken.

Gehen wir jetzt behutsam und bitte nicht voreilig an das Thema „Wellen“ heran. Gesagt wurde : …ferne Ladungen verständigen sich durch Wellen – was also wird da angeregt, um solche Wellen zu erzeugen? Betrachten wir mal unseren Alltag. Dort sind es z.B. Geigensaiten oder eine Wasseroberfläche oder die Dichte der Luft. Aber es bleibt halt die Frage bestehen, was vibriert im leeren Raum?

Es gab jetzt einige Herren der Wissenschaft die brachten also den Äther in die Welt der Physik, es sollte ein unsichtbares Medium sein, das aber den gesamten angeblich leeren Raum füllt. Das hörte sich selbstverständlich sehr beruhigend für all jene an, die einen vollkommen leeren Raum sowieso für unnatürlich hielten. Ich erwähne jetzt mal kurz den französischen Philosophen Blaise Pascal, der meinte sogar „der Natur ist der leere Raum zuwider“ – seltsame Äußerung ! Auch der Evangelista Torricelli in Italien, dem es gelungen war, alle Luft aus einem Behälter zu entfernen, erntete eine müde Äußerung von Pascal, der nur gemeinte, dass die Abwesenheit von Luft nicht gleichbedeutend sei mit leer. Bleiben wir beim Äther……denn den hatte Robert Hooke 1665 als das „Medium für das Licht“ eingeführt; er hatte sich einen Lichtpuls wie einen ins Wasser geworfenen Stein vorgestellt, dieser breitete sich mit konzentrischen Wellen aus.

Noch ein bekanntes Beispiel aus unserer heutigen Welt das ebenfalls wissenschaftlich anstößt an die erforschte Wirklichkeit : also nicht richtig……

eine Tsunamiwelle, erzeugt durch ein Seebeben tief unter dem Meeresspiegel und sich dann bis zu fernen Ufern ausbreitet, so erreicht eine elektromagnetische Zustandsänderung fernste Empfänger durch eine elektromagnetische Tsunamiwelle im Äthermeer. Seltsames Beispiel !

Lösen wir also den Äther mal ab und sagen deutlich: Äther entpuppte sich als eine Sackgasse in der Physik. Selbst Hooke bis Einstein haben wie viele bekannte Physiker damit ihr Glück versucht, aber stets mit recht begrenztem Erfolg.

Ich höre einfach nicht auf und stelle die nächste „Ätherfrage“ . Ist der Äther etwas

stationäres, oder wird er sogar von bewegten Sternen mitgezogen?…..weiter, …erzeugt womöglich die Erde auf ihrer Umlaufbahn einen Ätherwind? Besteht Materie vielleicht nur aus Ätherwirbeln? Die Existenz des Äthers ermöglichte Fernwirkung durch Wellen.

Aber der Äther krankte daran, einfach eine Substanz sein zu sollen und doch die Bewegung der Himmelskörper nicht wesentlich zu beeinflussen. Also mußte es zu einem endgültigen Ende des Äthers kommen und das geschah durch eines der berühmtesten Experimente der Physik. Natürlich wurde dies auch von jemandem ausgeführt. So in den Jahren um 1880 von den amerikanischen Physikern Albert Michelson und Edward Morley .

Sie hatten vor die Existenz des unsichtbaren Mediums nachzuweisen.

Wenn also das Licht sich überall durch den Äther mit konstanter Geschwindigkeit ausbreitet, dann folgt daraus: müsste es in Richtung der Erdbewegung langsamer sein als senkrecht dazu und zusätzlich sei bemerkt…Je schneller sich die Erde dreht, desto langsamer würde ein der Bewegung folgender Lichtstrahl sein.

Diese Beiden, Michelson und Morley konstruierten ein Interferometer, in dem ein Lichtstrahl zweigeteilt wird; danach müssen beide Teilstrahlen die gleiche Strecke zurücklegen, einer entlang der Erdbewegung, der andere senkrecht dazu. Dies sollte mit einer geeigneten Spiegelanordnung gemacht werden, denn diese treffen dann zum Schluss an einem bestimmten Punkt wieder zusammen. Ich stelle es für diese Anordnung in folgenden Bild schematisch dar.

Was ist dort geschehen und was hat sich damit eindeutig gezeigt.

Der, quasi irgend ein Lichtstrahl wird auf einen teilweise durchlässigen Spiegel M gerichtet. Ein Teil wird zum Spiegel 1 reflektiert und geht von dort zum Nachweisgerät, der andere zum Spiegel 2 und dann zum Nachweisgerät. Wesentlich zu beachten ist, die Richtung Spiegel 1 zum Nachweisgerät ist Süd-Nord gewählt, die von der Lichtquelle zum Spiegel 2 West-Ost. Ohne Zweifel steht fest, Spiegel 1 und 2 sind vom Mittelspiegel M gleich weit entfernt.

Jetzt erwartete man, daß die Erddrehung den auf Spiegel 2 gerichteten Strahl verlangsamt. Daraus folgend würden die beiden Strahlen am Nachweisgerät mit ungleichen Phasen eintreffen – das Wellental beim einen trifft auf den Wellenberg des anderen. So also muss ein nachweisbares Interferenzbild erzeugt werden……

…..aber denkste das erhaltene Ergebnis war für die beiden Physiker außerordentlich enttäuschend: Sie konnten sich drehen und wenden sie fanden keinerlei Effekt, die Wellen kamen immer phasengleich an. Es war völlig egal, wie sie ihre Apparatur drehten, die Lichtgeschwindigkeit schien immer gleich zu bleiben….nein nicht schien, sie blieb immer gleich. Es gab keinen Hinweis auf irgendeine Form von Äther. Der Äther sollte damit begraben werden !

Es blieb nicht aus, dass trotz einer Phase langwieriger Auswegsuche, an der viele Physiker beteiligt waren, endgültig Albert Einstein dann zwanzig Jahre später ein Machtwort sprach und die Idee des Äthers aus der Physik verbannte.

Das gilt jedenfalls was Licht und Elektromagnetismus anbelangt; in den Bereichen der Schwerkraft und des expandierenden Universums spuken derartige Vorstellungen auch heute noch herum….äußerst seltsam und dem Thema Science Fiction zuzuordnen.

Kehren wir nochmal zurück zu Maxwells Gleichungen, aus ihnen folgt dass sich Licht mit konstanter Geschwindigkeit durch den Raum ausbreitet – und das mit einer universellen Lichtgeschwindigkeit. Eine Feststellung die sehr viel weitreichender ist als sie uns zunächst erscheint: wir sagen gern ein solches Verhalten befindet sich einfach nicht im Einklang mit unserer Erfahrungswelt. Schauen wir mal auf dieses Beispiel :

Ein mit 100 km/h fahrendes Auto bewegt sich nur mit 70 km/h fort für die Person die mit 30 km/h in der gleichen Richtung fährt. Weiter mit dieser Aussage, zwei mit 100 km/h nebeneinander in der gleichen Richtung fahrende Autos bewegen sich relativ zueinander überhaupt nicht ! Und noch etwas zum Denken und wirken lassen, lass mal in einem fahrenden Zug eine Münze fallen, sie fällt gerade zu Boden; Zug, Reisender und Münze ruhen relativ zueinander, aber für einen am Bahnsteig stehenden Beobachter bewegt sich der Zug mit hoher Geschwindigkeit.

Weiter denkend sage ich : „Licht ist ganz anders“

Dort messen alle Beobachter, unabhängig davon, wie sie sich relativ zueinander bewegen,  immer die gleiche Lichtgeschwindigkeit. Egal wie schnell sich jemand fortbewegt, er misst immer diese bestimmten 300.000 km/s;  daraus schließe ich, vor einem Lichtstrahl können wir weder fortlaufen noch ihn einholen.

Erwähnen muß ich jetzt, in der Welt von Newtons Gesetzen ist so etwas nicht möglich. Denn in einer festen Welt mit einer einheitlichen Zeit muss sich die Lichtgeschwindigkeit ändern für Beobachter die in relativer Bewegung zueinander sind. Um also eine konstante Lichtgeschwindigkeit zu ermöglichen, müssen wir unsere Vorstellung von Raum und Zeit grundlegend geändert. Die Maßeinheiten von Länge und Zeit müssen vom Beobachter selbst abhängen. Denn wenn ich hier auf Erden die Lichtgeschwindigkeit messe, und ein mit hoher Geschwindigkeit durch den Weltraum fliegender Astronaut tut dasselbe und findet den gleichen Wert, dann müssen seine Maßeinheiten, sein Meter und seine Minute, anders sein als meine hier – und tatsächlich, das ist auch der Fall.

Es wurde damit ein echter Umbruch der Physik eingeleitet, es war Albert Einsteins Relativitätstheorie, spezieller erwähnt, seine spezielle Relativitätstheorie. Keine Angst, dieser Zusatz speziell soll andeuten, dass sie nur in räumlich beschränkten Bereichen des Universums gilt. Zusätzlich und einschließend folgt eine wichtige Erweiterung auf den gesamten Kosmos, selbstverständlich unter Einschluss der Schwerkraft, es ist die allgemeineRelativitätstheorie – ich füge hinzu, auch diese ein Resultat Einstein’scher Vorstellungskraft….Meine Hochachtung…

Einstein stellte für die spezielle Relativitätstheorie eine gedankliche Beziehungen zwischen der gerade nachgewiesenen universellen Lichtgeschwindigkeit mit einem vierhundert Jahre früher aufgestellten Äquivalenzprinzip her. Es stammte von Galileo, er hatte gefordert, dass die Gesetze der Physik immer die gleichen bleiben müssen für alle Beobachter, die sich gleichförmig relativ zueinander bewegen.

Drücken wir das mal verständlicher aus, wenn ich demnach messe, wie lange ein Stein braucht. um einen Meter zu fallen, einmal in meinem Labor und ein anderes Mal in einem Schnellzug, dann müssen die beiden Ergebnisse übereinstimmen. Ihm, also Einstein war klar: Es handelt sich hier um eine Äquivalenz und um diese zu bewahren und gleichzeitig dieselbe universelle Lichtgeschwindigkeit für alle relativ zueinander bewegten Beobachter zu erhalten, mussten die Vorstellungen, also unsere, von Raum und Zeit abgeändert werden. Raum und Zeit müssten eigentlich verbunden werden, und die Maßstäbe müssten von der Geschwindigkeit des Beobachters abhängen. Zurück zu Newton, in seiner Welt gab es eine einheitliche Zeit, sie war überall gleich, und man konnte sich vorstellen, dass zwei Ereignisse gleichzeitig stattfanden.

In der relativistischen Welt ist eine Synchronisation über große Entfernungen aber nicht möglich, und was dort für einen Beobachter früher ist, kann für einen anderen später sein. …Einfach, nicht zu glauben…

Die Relativitätstheorie sagte noch mehr aus was sehr bedeutend war, nämlich kein Körper kann  je Lichtgeschwindigkeit erreichen. Wieder gehe ich zu Newton und sein Kraftgesetz sagt : ein Anstieg an Kraft führt zu einem Anstieg an Beschleunigung. Weiter würde man darauf schließen, dass man jede Masse auf beliebig hohe Geschwindigkeit bringen kann, also schneller als die Lichtgeschwindigkeit. Aber jetzt meldet sich erneut Einstein und  hat gezeigt, dass Newtons Gesetz verändert wird, wenn die Geschwindigkeit der Masse in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit kommt. Sage und schreibe führt nur noch ein Teil der Kraft zu Beschleunigung; ein immer größer werdender Teil erzeugt ein Ansteigen der Masse, des Inertialverhaltens des Körpers. Also in unserer normalen Welt liegen alle Geschwindigkeiten so weit unter der Lichtgeschwindigkeit, dass wir solche relativistischen Effekte getrost vernachlässigen und daher von einer geschwindigkeitsunabhängigen Inertialmasse ausgehen können.

Aufgepasst und Achtung……in Hochenergiebeschleunigern, wie etwa dem Large Hadron Collider am Europäischen Zentrum für Teilchenphysik CERN in Genf, in denen Protonen auf etwa 95 % der Lichtgeschwindigkeit gebracht werden, beträgt deren effektive Masse dann mehr als das Dreifache ihrer Ruhmasse. Aus diesem Ergebnis wird klar, dass wir einen massebehafteten Körper niemals auf Lichtgeschwindigkeit bringen können – das würde eine wirklich unendliche Kraft erfordern. Des Weiteren muß gesagt werden, nichts  und niemand kann je einen Lichtstrahl im leeren Raum einholen – das Licht bleibt das schnellste Signal im Universum. So ist es und das gilt ohne Widerspruch.

Wir wissen jetzt, dass das Licht der Sterne, das wir heute sehen, schon viele Jahre unterwegs war, elektromagnetische Strahlung in einem leeren Raum, ohne jeden Äther, die sich mit 300.000 km/s ausbreitet, egal, wer sie misst. Das führt dazu ich kann zu der Anfangsfrage und zu meiner Ausgangsfrage zurückkehren:

Warum ist der Himmel nachts dunkel ?

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing.NT, Astrophysiker

Klingenberg 40

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Mobil 01625680456

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Speed of ligbht…b

So Galilei continued and he made an experiment himself with a helper. This one had to move a little further away and then cover a lamp up and down. Now Galilei tried to measure how long it took for him to see that. Of course he noticed that the light spreads faster than the sound, but at the same time it was clear to him, in order to determine the speed exactly, certainly larger distances were necessary. We suspect that these are possible only in astronomical ranges and questions arise…..
By these two points of view arise :
Is the speed of light finite, and if yes, what is its value ?

The answer to the first point of view followed, but it came some decades later from one Ole Rømer. A really highly gifted man from Aarhus in Denmark.

This man had studied mathematics, physics and astronomy in Copenhagen and he was married. A true „Jack of all trades.“ He also „worked“ for the French King Louis XIV on the design of the fountains of Versailles, there also began his career as an astronomer. I will comment on this work later. After his successful stay in France, Rømer returned to Copenhagen as a so-called „royal court mathematician“. Here, too, he was creatively active. He introduced the first Danish system of weights and measures and the Gregorian calendar. He even attained the post of director of the Copenhagen police, and in this capacity he had the first street lighting installed there.
A true jack of all trades!

Back to Paris and astronomy…and that brings us back to the astronomer Rømer. We know he was a confidant of the astronomer Giovanni Domenico Cassin and he was very closely involved with the planet Jupiter.
The largest of all planets and fifth in distance from the Sun, this one had a moon called Io. It circled Jupiter every 42 hours and this was in contrast to the 28 days, because our moon needs these for its earth orbit.

This again led to the always perceivable multiplicity of Io eclipses (that is an eclipse, thus an eclipse of a celestial body by the occultation of another) at every position of the earth in its orbit around the sun; I have represented the explaining geometry in the next illustrations. A determination now obtained was justified by a timetable. This showed the gentlemen all times for the observed disappearance of Io behind Jupiter. Also the times between two eclipses were ascertainable.
Cassini’s surprising observation was that the beginning of an eclipse was delayed ; thus increasingly more and more, the farther Earth and Jupiter were apart. He kept pondering, not quite sure about the „light“ and its movement. His thoughts began to suspect something …!?the light might need some time to reach us; he dropped the thought.
But Rømer took it up again, combined it with a number of different measurements, extrapolated the results and was of the opinion that the time difference
between the point of greatest distance from Earth and Jupiter (a) and that of least distance (b) was about 22 minutes. He then concluded that the speed of light is finite and the 22 minutes is just the time it takes for light to traverse the diameter of the Earth’s orbit around the Sun.

Ole Rømer thus used the constellation to determine the speed of light.

He also solved the second part of the initial question, namely to determine the actual value of the speed of light. For this it belonged to know this certain size of the earth’s orbit around the sun. What distance did the light cover in these certain 22 minutes?
Because this distance, one divides by 22 minutes, that would result then in the speed of light.
Information which was useful and necessary to be able to say something to the topic speed of light was apparently already available at that time. they were based on the measurements of Cassini. Later more to it. But a numerical value was shown in 1675, that took place only two years after Ole Rømer’s results. This time it was the Dutch physicist Christiaan Huygens.
Kepler, in turn, had himself noted in his third law of planetary motions that the orbital period of a planet around the Sun is determined by its distance from the Sun. From this it was possible to determine the relative solar distances of the planets, and it was found that the distance of Mars from the Sun was one and a half times the Earth-Sun distance.

So now some astronomical distance in earthly measures was needed, because finally a real longitude should be determined. Let’s call the enterprise a scientific „calibration“. This became a task for Cassini and his collaborator Jean Richer. They determined completely independently of each other at the same time the position of Mars in front of the fixed star background. One, namely Cassini in Paris and Richer in Guiana.
What had these two built up with it ? Yes, first of all an „angle“ and secondly a distance or better distance on this planet – the 4000 km between Paris and Guayana

It showed thereby a distance, namely between Mars and the earth orbit, so about the 73 mill. kilometers.Additionally the distance earth – sun, approx. 146 mill. kilometers. This Christiaan Huygens was an important Dutch physicist, mathematician and astronomer. now he divided the double of this distance, thus the diameter of the earth orbit, by Rømers 22 minutes …….and received a speed of light.
The value corresponded then to 220,000 kilometers per second.

The result, or better this value obtained more than three hundred years ago was not simply taken out of the air by the associated scientists. It was a result of a combination of logic, abstraction and the simplest measurements. I would certainly call it one of the greatest achievements of natural science. If you look at this value more closely, you come to the remarkable conclusion: the value is only 25% below today’s precision result, of 299 792.458 km/s, which was measured with radio signals between space satellites.
According to this, the light of the sun must indeed pass through the interspace before it reaches the earth, and this is what Empedocles imagined already two thousand years ago. So light flies through the empty space, but what exactly flies there ? Next question, what moves there with 300,000 kilometers per second?

Questions usually have it in such a way that they lead on a remarkable event. This happens in the inanimate and partly also in our animate world. It is the „electromagnetism“. But it is to be stated beforehand electricity and magnetism appeared as two completely different natural events at that time.
The appearance of electricity within the visible world was known already for a long time. The lightnings e.g. were considered from anger of the gods, the amber rubbing with cat fur, and still many examples more. So the name „elektron“ (Greek for amber) already originated.
But it is hardly to be believed approx. 1500 years passed before one could bring all these phenomena into a connection with the electricity. And from today’s point of view one may say, only the last hundred years electricity has fundamentally changed or even enriched our human life ?
Also magnetism seemed to be of a very explainable and simpler nature at first. Thousands of years ago, the first compass was discovered in China and used for navigation. In ancient Greece, Thales of Miletus described this effect, and since the „stones“ in question there came from a province called Magnesia, he called them magnetic.

Electricity and magnetism became part of the actual natural science less than three hundred years ago, because two kinds of electricity were discovered, purely arbitrarily called positive / negative. Both could be generated by rubbing, for example, and each kind could exist by itself. When two balls with different „charges“ were prepared, unlike ones attracted, while like ones repelled – in both cases with a mysterious force that acted across the distance of separation. In France in 1785, Charles Augustin de Coulomb showed that this force has a very similar form to Newton’s gravity. In both cases, it falls off with the square of the distance. In the case of electricity, its strength is determined by the product of charges; in the case of gravity, by that of masses. However, in the case of electricity there is both attraction and repulsion, while gravity does not know this, it always remains attractive.

Let us let the in a small framework still something more about electricity and magnetism from the research box to the air…..
First the charges, completely independently of each other they can exist and likewise behaves their production. Magnets fall there somewhat from the row, they have two opposite poles, as known, a „north pole“ and a „south pole“.

Positive and negative charges can exist independently of each other and can also be generated independently of each other. Magnets, on the other hand, are rather strange. They have two opposite poles, a „north pole and a south pole“. So what happens when you put two of them next to each other ?…North and South attract, but equal and equal repel each other. Also the possibility to isolate one is missing.
And if you cut a magnet in two, you get two new magnets. If one cuts a magnet, one receives two new, in each case again with north and south pole.
Also the method to get a monopole has not been achieved by any physicist until today. It is important to mention that the force between two magnets is slightly weaker than the force between two charges. It is the combination of attraction and repulsion, since both poles always come into play. But the force is again a form of invisible action at a distance.
Both electric and magnetic forces have a strange ability that is also noticeable in gravity…….They can act over distances without showing any apparent connection. ..and this makes us wonder how such a thing is possible. Is there perhaps after all an invisible medium, which fills the whole space and in this way provides the missing connection?
Michael Faraday, a British physicist was one of the first to give an answer to this question. Better is probably suggested…he meant that every charge is surrounded by an electric force field. It has star-shaped lines of force and these radiate accordingly in all directions. Ultimately, this field reacts to the presence of other charges, from same way and opposite towards.

Now still another, let us say strange connection was added. A Christian Ørsted in Copenhagen stated electricity and magnetism occur together.

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Wolfgang Korsus Dipl.-Ing.NT, Astrophysiker

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Lichtgeschwindigkeit 

Galilei fuhr also fort und er machte selbst einen Versuch mit einem Helfer. Dieser mußte sich etwas weiter entfernen und dann eine Lampe auf und zu decken. Jetzt versuchte Galilei zu messen, wie lange es für ihn brauchte, das zu erkennen. Natürlich bemerkte er, dass sich das Licht schneller als der Schall ausbreitet, aber gleichzeitig war ihm klar, um die Geschwindigkeit exakt zu bestimmen, waren bestimmt größere Abstände erforderlich. Wir ahnen das diese nur in astronomischen Bereichen möglich sind und es entstehen Fragen….

Durch diese entstehen zwei Gesichtspunkte :

Ist die Lichtgeschwindigkeit endlich, und wenn ja, was ist ihr Wert ?

Die Antwort auf den ersten Gesichtspunkt folgte, aber sie kam einige Jahrzehnte später von einem Ole Rømer. Ein wirklich hochbegabter Mann aus Aarhus in Dänemark.

Dieser Mann hatte in Kopenhagen Mathematik, Physik und Astronomie studiert und er war verheiratet. Ein wahrer „Hans in allen Gassen“. Er arbeitete ebenfalls“ für den französischen König Louis XIV. am Entwurf der Springbrunnen von Versailles, dort begann auch seine Laufbahn als Astronom. Zu diesem Wirken nehme ich noch Stellung. Nach seinem erfolgreichen Frankreichaufenthalt kehrte Rømer als ein sogenannter „königlicher Hofmathematiker» nach Kopenhagen zurück. Auch hier war er schöpferisch tätig. Er führte das erste dänische System von Maßen und Gewichten sowie den Gregorianischen Kalender ein. Selbst das Amt des Direktors der Kopenhagener Polizei erreichte er und in dieser Eigenschaft ließ er dort die erste Straßenbeleuchtung errichten.

Ein wahrer Tausendsassa!

Zurück nach Paris und zur Astronomie…und das führt uns zurück zu dem Astronomen Rømer. Wir wissen, er war Betrauter von dem Astronomen Giovanni Domenico Cassin und der war sehr eng mit dem  Planeten Jupiter beschäftigt.

Dem größten aller Planeten und Fünfter im Abstand von der Sonne, dieser hatte einen Mond namens „Io“. Er umrundete Jupiter alle 42 Stunden und das stand im starken Gegensatz zu den 28 Tagen, denn die braucht unser Mond für seine Erd-Umrundung.

Das wiederum führte zu der immer wahrzunehmenden Vielzahl von Io-Eklipsen (das ist eine Finsternis, also eine Verfinsterung eines Himmelskörpers durch die Bedeckung eines anderen ) bei jedem Stand der Erde in ihrer Bahn um die Sonne; die erklärende Geometrie habe ich in der nächsten Abbildungen dargestellt. Eine jetzt erlangte Feststellung war begründet durch einen Fahrplan. Dieser zeigte den Herren alle Zeiten für das beobachtete Verschwinden von Io hinter Jupiter an. Auch die Zeiten zwischen zwei Eklipsen waren feststellbar.

Cassinis überraschende Feststellung war, dass sich der Anfang einer Eklipse verspätete ; sich zunehmend also mehr und mehr und zwar je weiter Erde und Jupiter auseinander waren. Er grübelte fortwährend, war sich bezüglich des „Lichts“ und seiner Bewegung nicht ganz sicher. Seine Gedanken begannen etwas zu vermuten …!?Das Licht braucht wohl möglicherweise einige Zeit uns zu erreichen; er ließ den Gedanken fallen.

Aber Rømer nahm diesen wieder auf, kombinierte ihn mit einer Anzahl verschiedener Messungen, extrapolierte die Ergebnisse und war der Ansicht die Zeitverschiebung zwischen dem Punkt der größten Entfernung von Erde und Jupiter (a)  und dem der kleinsten Entfernung (b) etwa 22 Minuten betrug. Er kam dann zu dem Schluss dass die Lichtgeschwindigkeit endlich ist und die 22 Minuten gerade die Zeit sind, die das Licht braucht, um den Durchmesser der Erdbahn um die Sonne zu durchqueren.

Ole Rømer benutzte also die Konstellation zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit.

Auch den zweiten Teil der Ausgangsfrage löste er, nämlich den tatsächlichen Wert der Lichtgeschwindigkeit zu bestimmen. Dazu gehörte es diese bestimmte Größe der Erdbahn um die Sonne zu kennen. Welche Entfernung legte das Licht in diesen gewissen 22 Minuten zurück?

Denn diese Entfernung, teilt man durch 22 Minuten, das würde dann die Lichtgeschwindigkeit ergeben.

Informationen die brauchbar und notwendig waren um zum Thema Lichtgeschwindigkeit etwas sagen zu können waren anscheinend damals schon vorhanden. sie beruhten auf den Messungen von Cassini. Später dazu mehr. Aber einen numerischen Wert zeigte man 1675 auf, das fand erst zwei Jahre nach Ole Rømers Ergebnissen statt. Diesmal war es der holländische Physiker Christiaan Huygens.

Kepler wiederum selbst hatte in seinem dritten Gesetz über die Planetenbewegungen bemerkt, dass die Umlaufzeit eines Planeten um die Sonne durch seine Entfernung von der Sonne bestimmt ist. Daraus war es möglich die relativen Sonnenabstände der Planeten zu bestimmen, und man fand, dass die Entfernung des Mars von der Sonne das Anderthalbfache des Erde-Sonne-Abstands betrug.

Jetzt benötigte man also irgendeine astronomische Entfernung in irdischen Maßen, denn schließlich sollte eine eine wirklich, reale, Länge ermittelt werden. Nennen wir das Unternehmen eine wissenschaftliche „Eichung“. Das wurde eine Aufgabe für Cassini und seinen Mitarbeiter Jean Richer. Sie bestimmten völlig unabhängig von einander zur gleichen Zeit die Position des Mars vor dem Fixsternhintergrund. Der eine, nämlich Cassini in Paris und Richer in Guayana.

Was hatten diese Beiden damit aufgebaut ? Ja, erstens einen „Winkel“ und zweitens eine Strecke oder besser Distanz auf diesem Planeten – die 4000 Km zwischen Paris und Guayana

Es zeigte sich dadurch eine Entfernung, nämlich zwischen Mars und der Erdbahn, so um die 73 Mill. Kilometer.Zusätzlich der Abstand Erde – Sonne, ca. 146 Mill. Kilometer. Dieser Christiaan Huygens war ein bedeutender niederländischer Physiker, Mathematiker und Astronom. jetzt dividierte er das Doppelte dieser Entfernung, also den Durchmesser der Erdbahn, durch Rømers 22 Minuten …….und erhielt eine Lichtgeschwindigkeit.

Der Wert entsprach dann 220.000 Kilometer pro Sekunde.

Das Ergebnis, oder besser dieser Wert vor mehr als dreihundert Jahren erzielt wurde halt von den zugehörigen Wissenschaftlern nicht einfach aus der Luft gegriffen. Es war ein Ergebnis aus einer Kombination von Logik, Abstraktion und einfachsten Messungen. Ich würde es sicher als eine der größten Leistungen der Naturerforschung bezeichnen. Betrachter man diesen Wert genauer, kommt man zu der bemerkenswerten Schlussfolgerung: Der Wert liegt nur 25 % unter dem heutigen Präzisionsergebnis, von 299 792,458 km/s, das gemessen wurde mit Radiosignalen zwischen Weltraumsatelliten.

Das Licht der Sonne muss demnach tatsächlich den Zwischenraum durchqueren, bevor es die Erde erreicht, und das hat sich Empedokles vor schon zweitausend Jahren vorgestellt. Licht fliegt also durch den leeren Raum, aber was genau fliegt da ? Nächste Frage, was bewegt sich da mit 300.000 Kilometern pro Sekunde?

Fragen haben es meistens so an sich das sie auf ein bemerkenswertes Ereignis führen. Das geschieht in der unbelebten und teilweise auch in unser belebten Welt. Es ist der „Elektromagnetismus“. Doch es ist vorweg festzustellen Elektrizität und Magnetismus traten als zwei völlig verschiedene Naturereignisse damals noch auf.

Der Auftritt von Elektrizität innerhalb der sichtbaren Welt war schon lange bekannt. Die Blitze z.B. galten aus Zorn der Götter, das Bernsteinreiben mit Katzenfell, und noch viele Beispiele mehr. So entstand schon der Namen „elektron“ (griechisch für Bernstein).

Aber es ist kaum zu glauben ca. 1500 Jahre gingen vorbei bevor man alle diese Erscheinungen in einen Zusammenhang mit der Elektrizität bringen konnte. Und aus heutiger Sicht darf man sagen, erst die letzten hundert Jahre hat die Elektrizität unser menschliches Leben grundsätzlich verändert oder sogar bereichert ?

Auch der Magnetismus erschien zunächst sehr erklärbarer und einfacherer Natur zu sein. Schon vor Tausenden von Jahren hatte man in China den ersten Kompass entdeckt und wandte ihn zur Seefahrt an. Im antiken Griechenland beschrieb der Thales von Milet diesen Effekt, und da die fraglichen «Steine» dort aus einer Provinz namens Magnesia kamen, nannte er sie magnetisch.

Teil der eigentlichen Naturwissenschaft wurden Elektrizität und Magnetismus erst vor weniger als dreihundert Jahren, denn man entdeckte zwei Arten von Elektrizität, rein willkürlich als positiv /negativ bezeichnet. Beide konnten z.B. durch Reiben erzeugt werden, und jede Art konnte für sich existieren. Wenn man zwei Bälle mit verschiedenen «Ladungen» präparierte, zogen sich ungleiche an, während gleiche sich abstießen – in beiden Fällen mit einer geheimnisvollen Kraft, die über die Trennungsentfernung hinweg wirkte. In Frankreich zeigte 1785 Charles Augustin de Coulomb, dass diese Kraft eine ganz ähnliche Form hat wie die von Newtons Schwerkraft. In beiden Fällen fällt sie ab mit dem Quadrat des Abstands. Im Fall der Elektrizität wird ihre Stärke bestimmt durch das Produkt der Ladungen, im Fall der Schwerkraft durch das der Massen. Allerdings gibt es bei der Elektrizität sowohl Anziehung als auch Abstoßung, während die Schwerkraft dies nicht kennt, sie bleibt immer anziehend.

Lassen wir die in einem kleinen Rahmen noch etwas mehr über Elektrizität und Magnetismus aus der Forschungskiste an die Luft….

Zuerst die Ladungen, völlig unabhängig voneinander können sie existieren und ebenfalls verhält sich deren Erzeugung. Magnete fallen da etwas aus der Reihe,  sie haben zwei entgegengesetzte Pole, wie bekannt, einen „Nordpol» und einen «Südpol».

Positive und negative Ladungen können unabhängig voneinander existieren und auch unabhängig voneinander erzeugt werden. Magnete hingegen sind eher seltsam. Sie haben zwei entgegengesetzte Pole, einen „Nordpol und einen Südpol“. Was passiert also wenn man zwei von ihnen nebeneinander legt ?…Nord und Süd ziehen sich an, aber gleich und gleich stoßen sich ab. Ebenfalls fehlt die Möglichkeit einen zu isolieren.

Und sollte man einen Magneten zerteilen erhält man grundsätzlich zwei neue. Wenn man einen Magneten Zerschneidet, erhält man zwei neue, jeweils wieder mit Nord- und Südpol.

Auch die Methode einen Monopol zu erhalten wurde bis heute von keinem Physiker erreicht. Wichtig zu erwähnen das die Kraft zwischen zwei Magneten etwas schwächer als die zwischen zwei Ladungen ist. Es ist die Kombination von Anziehung und Abstoßung, da ja immer beide Pole ins Spiel kommen. Aber die Kraft ist auch hier wieder eine Form von unsichtbarer Fernwirkung.

Sowohl elektrische wie auch magnetische Kräfte haben eine seltsame Fähigkeit, die auch bei der Schwerkraft auffällt…….Sie können über Entfernungen wirken, ohne irgendwelche erkennbare Verbindung zu zeigen. ..und das wundert uns wie so etwas möglich ist. Gibt es vielleicht doch ein unsichtbares Medium, das den ganzen Raum ausfüllt und auf diese Weise die fehlende Verbindung herstellt?

Michael Faraday, ein britischer Physiker war dann einer der Ersten der eine Antwort zu dieser Frage abgab. Besser ist wohl vorschlug…er meinte, dass jede Ladung von einem elektrischen Kraftfeld umgeben ist. Es hat sternförmige Kraftlinien und diese Strahlen dementsprechend in alle Richtungen aus. Letztendlich reagiert dieses Feld auf die Anwesenheit anderer Ladungen, von gleichen Weg und entgegengesetzten hin.

Jetzt kam noch ein, sagen wir seltsamer Zusammenhang hinzu. Ein Christian Ørsted in Kopenhagen stellte fest Elektrizität und Magnetismus treten zusammen auf.

Es geht weiter Teil 7 c

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…die Líchtgeschwindigkeit…a

Es geht in der nächsten Folge um entscheidende Fragen und sie heißen recht simpel :

Wie können wir Licht und die Lichtgeschwindigkeit verstehen?

Was ist Licht, etwas unmittelbares, augenblickliches ? Die nächste Frage. Oder braucht es Zeit, wie bei anderen Bewegungen auch ? Wie können wir das feststellen ?

Diese vorstehenden Fragen bestanden schon sehr lange. Galilei beschäftigte sich oft damit.

Es gab bereits 300 Jahre v. Chr. , damals war es Aristoteles, er beklagte sich heftig, dass Empedokles sagte, das Licht der Sonne durchquert zunächst einen Zwischenraum bevor es unsere Augen trifft…. .auf unserer Erde.

Aristoteles sagte ganz sicher, das Licht ist keine Bewegung. Seine persönliche Meinung bestimmte das westliche Denken fast zweitausend Jahre lang. Man kann es heutzutage kaum glauben. Die Lichtgeschwindigkeit ist unendlich – eine Aussage sogar von großen Wissenschaftlern und Philosophen wie Kepler und Descartes. Sie waren davon fest überzeugt.

Descartes neigte sogar zur interessantesten Aussage, denn er sagte keck und nicht stark überlegend ::

„Es ist so sicher, dass – sollte es sich je als falsch erweisen – ich bekennen müsste, nichts von Philosophie zu verstehen“

Galilei kaute immer wieder an der Frage und nahm sie wieder auf. Er  schlug auch eine Lösungsmethode vor, der ich mich angeschossen hätte :

Experiment !

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the Speed of light ?…a

The next episode is about crucial questions and they are called quite simply :

How can we understand light and the speed of light ?
What is light, something immediate, instantaneous ? The next question. Or does it need time, like other movements do ? How can we determine that ?

These foregoing questions existed for a very long time. Galilei often occupied himself with it.

There was already 300 years B.C. , at that time it was Aristotle, he complained strongly that Empedocles said, the light of the sun first crosses an intermediate space before it meets our eyes…. .on our earth.
Aristotle said for sure, the light is not a movement. His personal opinion determined the western thinking for almost two thousand years. It is hard to believe nowadays. The speed of light is infinite – a statement even of great scientists and philosophers like Kepler and Descartes. They were firmly convinced of it.

Descartes even tended to the most interesting statement, because he said boldly and not strongly considering ::
„It is so certain that – should it ever prove false – I should have to confess to knowing nothing of philosophy“.

Galileo kept chewing on the question and taking it up again. He also suggested a method of solution to which I would have shot myself :experiment.

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The roof of Theben sky…or crazy disguises of former living people

A very amusing description of the sky some people always had and almost 100 years ago a conception increased; it pleases me particularly. It was written by the Persian mathematician, astronomer and poet Omar Khayya. :
„This upturned bowl called heaven, it keeps us imprisoned here until the end of our lives“.

For others, the sky was indeed a kind of roof over the earth, and if so, what else is actually above this roof. This question remained unanswered for a long time.

Only this pointed out conception of a firmament, to which, or in which the sun and the stars are fastened, encountered considerable problems already from the beginning of the thinking, because „up there“ everything was in motion. Not only sun and moon, but also all planets had to move on fixed orbits on the firmament. In the geocentric world view the earth is just as a ball in the center surrounded by many, I call them circling, concentric spheres, at which finally all celestial bodies act like fastened. These spheres turn also still in different directions and that additionally with different speeds. As not to be expected differently was said :
Behind the last and thus largest of these spheres lives just the God and looks eagerly after the right.

Surely one was convinced, this is indeed a task for a god. Almost regularly mankind came closer to their god at mysterious appearances ?!

It is simple and therefore quite simple, one imagines the sun on such a spherical shell, and the moon of course on another, now the respective positions can be determined relatively to the earth. But already the pure precision data for these positions led to first problems and still more complicated the additional planet movements made the whole.

Once described from the Earth, the planets drew circles in the sky … but let it be said, the astronomers of antiquity did it!
Let’s direct a look at the then Claudius Ptolemy, a Roman citizen of Greek descent, he was residing in Egypt. He developed already in the first century A.D. a picture accepted for more than thousand years. But why was it accepted for a long time ? Answer : it could correctly predict the celestial movements until then. In its record, the planets orbit around the earth, but to capture the observed movements, they had to perform much smaller circles, epicycles, around larger orbits. Simply represented one may say, the whole world is thus surrounded by a rotating firmament, to which the fixed stars are attached.
But how it should come also differently, before said and observed turned out in the course of the time more and more complicated. The epicycles of Ptolemy developed into a dead end of the imagined center of the earth thinking. The earth as center of the imagined center dissolved in scientific air.
It is to be stated, a new thinking approach had to be made after an all too long time of the truly wrong thinking.
And as it always had to come in the history wanted by the people, then came with Nicolaus Copernicus a decisive breakthrough of the thinking. He put with total conviction the sun in the center of the observed planetary world.
This was a highly clever grasp and he additionally developed a so-called mathematical model, in which the known planets orbit the sun on different sized orbits, but additionally rotate around their own axes. But there still remained this world of spheres, and with a last one for the fixed stars.
Now a special time has dawned. One became really more scientific and a branch of physics (the optics) took its influence. A new great name came into play. A hundred years had passed and it was Johannes Kepler who studied in detail astronomical measurements of Galileo Galilei and of Tycho Brahe. Measurements ?
Yes, they had become possible due to the successful development in the meantime and the associated construction in telescope production.
Production is slightly exaggerated, because there were no companies producing such at that time. It was the German-Dutch spectacle maker Hans Lipperhey
I say, the „part“ corresponded quasi to an invention !

These measurements with a telescope formed a solid empirical basis for a precise mathematical description. Because the circular orbits of the planets became ellipses; thus one stated the new Kepler’s laws over the planet movements agreed now really exactly with the observations.
But in spite of these laws one got no explanation, why the planets move in such a way. But Kepler made a conjecture, that there must or could be a certain force of the sun, which has an effect over such large distances, which compensated the outward centrifugal force of all orbiting planets and therefore kept them in their orbits. At the time of Kepler one spoke still of a conjecture; only eighty years later it became a genuine physical theory. The question follows….by whom ? It was a well known person of history -Isaak Newton – he was a real explainer.
For him forces worked not only on our planet but also absolutely the same in our solar system, or as one said at that time still „in the sky“.
In this realization lies a necessary abstraction.

„Falling bodies“ are therefore something commonplace. Everything what falls or falls again after throwing up !

So also Galilei had discovered a universal behavior already temporally before : The distance, which a body falls, grows with the square of the fall time and is the same, independently of the mass of the body. In addition must be said for the better understanding :
It can be proved that a feather falls considerably slower than a stone, but only because it floats in the air. A stone with the same weight of the spring falls of course just as fast as a much heavier stone.

So in short, already Galileo’s observations quickly led to what we call today classical mechanics and that to the beginning of physics as we understand it now or today.

It was Isaac Newton who, in his Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, for the first time put into an appropriate linguistic form a unified picture of the forces acting between masses and the resulting motions. The natural state of any body was that of rest; any motion required a force to produce that motion as well.
Newton also noticed that „at rest“ is perceived differently by two different observers. The drifter in a boat sees the same thing a little differently than the observer on the riverbank. Bang !, the first principle of relativity was born:
This says that all states which are in uniform movement to each other are equal, and thus none is more „natural“ than the other. Now the force comes into play, because only it can change a state of motion. This provided for the introduction of the term “ force“ as an origin not of movement, pay attention, but of each movement change, thus for an acceleration or a braking.
By these considerations a new result was obtained.
The theory of gravity, that is, the forces between bodies in the „sky“ and on the earth.
Man now perceived something; a universal force, gravity ! So he made a new interesting acquaintance. There were already many forces grasped by the human being: those of the wind and of the water, or as an example of bow and arrow and the horse power! Only one thing should be noted, these forces are all dependent on time and space. The gravity, however, is something else, because it appears everywhere. Like a stone, he always falls to the earth and it is Schei…..egal when, where or from whom he is dropped by chance. The stone is pulled to the earth by some force. Newton’s thoughts came to a remarkable realization, this force is probably the same that determines the planetary orbits. Therefore he came to the conclusion that a massive body, attracts every other mass with a force, it is proportional to the product of their two masses and inversely proportional to their distance.
Gravity, it holds the Earth and the other planets in their orbits around the Sun and likewise it is the same force that binds the Moon to the Earth…..and today we know it must be this force that holds galaxies together and it is responsible for creating the entire structure of the universe. The farmer sees the apple always fall down, the militarist knows, the ball always hits after a certain flight duration below.
The gravity is repeatedly said, the most universal force, which is known to us people – this is valid not only for our human world but up to the farthest widths of the universe.
Astronomers must have felt very satisfied, because they hoped for a satisfactory explanation for the movements and structure of the „celestial environment“ observable by man. The solar system consisting of earth, moon, sun, the other planets and their moons has thus come closer to a meaningful explanation.
Let’s consider also the concept of the force. It holds everything formally together in the „sky“. It is clearly the gravity which gives also on the planet earth
gives measures and weight to everything. Apples fall from the trees and stones do not fly upwards in principle.

However the thinking and brooding remained so some. However, an already very understandable „world“ still hid the last sphere. To it „stuck“ something like the fixed stars ! The next question had to follow :

– and behind it, what was there ??? –

The Greek philosophy simply said „nothing“, an infinite, absolute and eternal nothing. Also already Copernicus and his time had doubts about the existence of another last sphere. A strange other idea made the rounds, namely there could be beyond the solar system an infinity populated by fixed stars. Already in 1576 it was the thoughts of the English astronomer Thomas Digges. Only now, as always, the „church and its colonels“ come into the worldly play, because in their eyes these thoughts always lay at the border to heresy.

I reach back with highest respect to a man who was murdered by the constantly murdering and clearly biggest idiots of this planet !
His opinion and his expressed thoughts were his undoing.
He believed not only in an infinite universe, but even that this was full of an infinity of worlds like ours. This clearly went too far for the princes of faith at that time, it was clearly too much in contradiction to their dogma of the uniqueness of our world, created of course by their own, very dear God. After all, it was written in the Bible; it was written by the most stupid superstitious people of our planet. And so Giordano Bruno was burned at the stake in Rome on February 17, 1600.

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing.NT, Astrophysiker

Klingenberg 40

D-25451 Quickborn

Mobil 01625680456

Website : wolfgang.korsus.net

Eine sehr amüsante Beschreibung des Himmels hatten manche Menschen schon immer und vor fast 100 Jahren steigerte sich eine Vorstellung; sie gefällt mir besonders. Sie schrieb der persische Mathematiker, Astronom und Dichter Omar Khayya. :

„Diese umgestülpte Schüssel, die man Himmel nennt,
sie hält uns hier gefangen bis ans Lebensende“

Für Andere wiederum war der Himmel tatsächlich eine Art von Dach über der Erde, und wenn ja, was ist eigentlich noch über diesem Dach. Diese Frage blieb lange Zeit unbeantwortet.

Nur diese aufgezeigte  Vorstellung eines Firmaments, an dem, oder in dem die Sonne und die Sterne befestigt sind, stieß schon von Anfang des Denkens an auf beträchtliche Probleme, denn „da oben“ war alles in Bewegung. Nicht nur Sonne und Mond, auch alle Planeten mussten sich auf festen Bahnen am Firmament bewegen. Im geozentrischen Weltbild ist die Erde halt als Kugel im Mittelpunkt umgeben von vielen, nennen ich sie kreisende, konzentrische Sphären, an denen schließlich alle Himmelskörper wie befestigt wirken. Diese Sphären drehen sich auch noch in verschiedene Richtungen und das zusätzlich mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Wie nicht anders zu erwarten wurde gesagt :

Hinter der letzten und somit größten dieser Sphären wohnt halt der Gott und schaut eifrig nach dem Rechten.

Sicher war man überzeugt, das ist in der Tat eine Aufgabe für einen Gott. Fast regelmäßig kam die Menschheit bei rätselhaften Erscheinung ihrem Gott näher ?!

Es ist simpel und damit recht einfach, man stellt sich die Sonne auf einer solchen Kugelschale vor,und den Mond selbstverständlich auf einer anderen, jetzt können die jeweiligen Positionen relativ zur Erde bestimmt werden. Aber schon die reinen Präzisionsdaten für diese Positionen führten zu ersten  Problemen und noch komplizierter machten die zusätzlichen Planetenbewegungen das Ganze.

Einst von der Erde aus beschrieben, zogen die Planeten Kreise am Himmel … aber es sei gesagt, die Astronomen des Altertums haben das geschafft!

Richten wir einen Blick auf den damaligen Claudius Ptolemäus, ein römischer Bürger griechischer Abstammung, er war wohnhaft in Ägypten. Er entwickelte schon im ersten Jahrhundert n. Chr. ein über tausend Jahre lang akzeptiertes Bild. Aber warum wurde es lange Zeit akzeptiert ? Antwort : es konnte bis dahin die Himmelsbewegungen richtig vorhersagen. In seiner Aufzeichnung kreisen die Planeten halt um die Erde, aber um die beobachteten Bewegungen auch zu erfassen, mussten sie sehr viel kleinere Kreise, Epizyklen, um größere Kreisbahnen vollziehen. Einfach dargestellt darf man sagen, die ganze Welt ist also umgeben von einem sich drehenden Firmament, an dem die Fixsterne befestigt sind.

Aber wie sollte es auch anders kommen, vorher Gesagtes und Beobachtetes stellte sich im Laufe der Zeit immer komplizierter dar. Die Epizyklen des Ptolemäus entwickelten sich in eine Sackgasse des gedachten Erdmittelpunkt-Denkens. Die Erde als Mittelpunkt des gedachten Zentrums löste sich in wissenschaftliche Luft auf.

Festzustellen ist, ein neuer Denkansatz mußte vorgenommen werden nach einer all zu langen Zeit des wahrlich falschen Denkens.

Und wie es immer in der vom Menschen gewollten Geschichte kommen mußte, kam dann mit Nikolaus Kopernikus ein entscheidender Durchbruch des Denkens. Er stellte mit totaler Überzeugung die Sonne in den Mittelpunkt der beobachteten Planetenwelt.

Das war ein hochgescheiter Griff und er entwickelte zusätzlich ein sogenanntes Mathematisches Model, in dem die bekannten Planeten die Sonne auf verschieden großen Bahnen umkreisen, aber sich zusätzlich noch um ihre eigenen Achsen drehen. Doch es blieb immer noch diese Welt von Sphären, und mit einer letzten für die Fixsterne.

Jetzt ist eine besondere Zeit angebrochen. Man wurde echt wissenschaftlicher und ein Teilgebiet der Physik (die Optik) nahm ihren Einfluss. Ein neuer großer Name kam ins Spiel. Hundert Jahre waren vergangen und es war Johannes Kepler der detaillierte astronomische Messungen von Galileo Galilei und von Tycho Brahe eingehend studierte. Messungen ?

Ja, sie waren möglich geworden durch die zwischenzeitliche erfolgreiche Entwicklung und der damit verbundenen Konstruktion in der Fernrohr-Produktion.

Produktion ist leicht übertrieben, denn es waren damals keine Firmen die solches produzierten. Es war der deutsch-niederländische Brillenmacher Hans Lipperhey

Ich sage, das „Teil“ entsprach quasi einer Erfindung !

Diese Messungen mit einem Fernrohr bildeten eine solide empirische Basis für eine präzise mathematische Beschreibung. Denn aus den Kreisbahnen der Planeten wurden Ellipsen; somit stellte man fest die neuen Kepler’schen Gesetze über die Planetenbewegungen stimmten nun wirklich genau mit den Beobachtungen überein.

Aber trotz dieser Gesetze bekam man keine Erklärung, warum sich die Planeten so bewegen. Doch Kepler stellte eine Vermutung auf, dahingehend, dass es womöglich eine bestimmte Kraft der Sonne geben müsse oder könnte, die über dermaßen große Entfernungen eine Wirkung stellt, die die nach außen gerichtete Zentrifugalkraft aller kreisenden Planeten kompensierte und sie deshalb in ihren Bahnen hielt. Zur Zeit Keplers sprach man noch von einer Vermutung; erst achtzig Jahre später wurde daraus eine echte physikalische Theorie. Die Frage folgt….durch wen ? Es war ein gut Bekannter der Geschichte -Isaak Newton – er war  ein wirklicher Erklärer.

Für ihn wirkten Kräfte nicht nur auf unserem Planeten sondern auch absolut gleich in unserem Sonnensystem, oder wie man damals noch „am Himmel“ sagte.

In dieser Erkenntnis liegt eine erforderliche Abstraktion.

«fallende Körper» sind also etwas Alltägliches. Alles was fällt oder nach dem Hochwerfen wieder fällt !

So hatte  auch Galilei schon zeitlich vorher ein universelles Verhalten entdeckt nämlich : Die Strecke, die ein Körper fällt, wächst mit dem Quadrat der Fallzeit und ist die gleiche, unabhängig von der Masse des Körpers. Dazu muß zum besseren Verständnis gesagt werden :

Nachweisbar fällt eine Feder erheblich langsamer als ein Stein, aber nur weil sie halt in der Luft schwebt. Ein Stein mit dem gleichen Gewicht der Feder fällt selbstverständlich genauso schnell wie ein sehr viel schwererer Stein.

Also kurz gesagt, schon Galileis Beobachtungen führten rasch zu dem, was wir heute klassische Mechanik nennen und das zu dem Beginn der Physik, so wie wir sie jetzt bzw. heute verstehen.

Es war Isaac Newton, der in seiner Philosophiae Naturalis Principia Mathematica zum ersten Mal ein einheitliches Bild der zwischen Massen wirkenden Kräfte und den daraus resultierenden Bewegungen in eine angemessene sprachliche Form brachte. Der natürliche Zustand eines jeden Körpers war der, der Ruhe; jede Bewegung benötigte eine Kraft, um auch diese Bewegung zu erzeugen.

Newton fiel ebenso auf, das „in Ruhe“ für zwei verschiedene Betrachter unterschiedlich wahrgenommen wird. Der Dahintreibende in einem Boot sieht das selbe ein bisschen anders als der Betrachter am Flussufer. Peng !, schon war das erste Relativitätsprinzip geboren :

Das sagt nämlich aus, alle Zustände die sich in gleichförmiger Bewegung zueinander befinden sind gleichwertig, und damit ist keiner „natürlicher“ als der andere. Jetzt kommt die Kraft ins Spiel, denn nur sie kann einen Bewegungszustand ändern. Das sorgte für die Einführung des Begriffs „ Kraft“ als Ursprung nicht von Bewegung, aufgepasst, sondern von jeder Bewegungsänderung, also für eine Beschleunigung oder ein Bremsen.

Durch diese Überlegungen Endstand ein neues Ergebnis.

Die Theorie der Schwerkraft, also der Kräfte zwischen Körpern im „Himmel“ und auf der Erde.

Der Mensch nahm jetzt etwas war; eine universelle Kraft, die Schwerkraft ! Er machte also eine neue interessante Bekanntschaft. Es gab vom Menschen erfasst bereits viele Kräfte : die vom Wind und vom Wasser, oder als Beispiel von Pfeil und Bogen und die Pferdestärke! Nur eins sei bemerkt, diese Kräfte sind alle abhängig von Zeit und Raum. Die Schwerkraft aber ist da etwas Anderes, denn sie tritt überall auf. Wie ein Stein, er fällt immer zur Erde und es ist Schei…..egal wann, wo oder von wem er zufällig fallen gelassen wird. Der Stein wird von irgend einer Kraft zur Erde gezogen. Newtons Gedanken kamen zu einer bemerkenswerten Erkenntnis, diese Kraft ist wohl sicher die gleiche, die auch die Planetenbahnen bestimmt. Deshalb kam er zu dem Schluss, dass ein massiver Körper, jede andere Masse mit einer Kraft anzieht, sie ist proportional zum Produkt ihrer beiden Massen und umgekehrt proportional zu ihrem Abstand.

Schwerkraft, sie hält die Erde und die anderen Planeten in ihren Bahnen um die Sonne und ebenso ist es die gleiche Kraft, die den Mond an die Erde bindet…..und heute wissen wir, diese Kraft muß es sein die Galaxien zusammenhält und sie ist verantwortlich für die Erzeugung der gesamte Struktur des Universums. Der Bauer sieht den Apfel immer nach unten fallen, der Militarist weis, die Kugel trifft nach einer gewissen Flugdauer immer unten auf.

Die Schwerkraft ist wiederholt gesagt, die universellste Kraft, die uns Menschen bekannt ist– das gilt nicht nur für unsere menschliche Welt sondern bis in die fernsten Weiten des Universums.

Sehr zufrieden haben sich bestimmt die Astronomen gefühlt, denn sie haben auf eine zufriedenstellende Erklärung für die Bewegungen und Struktur der vom Menschen beobachtbaren „Himmelsumgebung“ gehofft. Das Sonnensystem bestehend aus Erde, Mond, Sonne, den anderen Planeten und ihren Monden ist also einer sinnvollen Erklärung näher gekommen.

Betrachte wir auch den Begriff der Kraft. Sie hält am „Himmel“ alles förmlich zusammen. Es ist eindeutig die Schwerkraft, die auch auf dem Planeten Erde

allem Maße und Gewicht gibt. Äpfel fallen halt von den Bäumen und Steine fliegen nicht prinzipiell nach oben.

Jedoch das Denken und Grübeln blieb so Manchem erhalten. Eine schon sehr verständliche „Welt“ versteckte aber immer noch die letzte Sphäre. An ihr „klebten“ so etwas wie die Fixsterne ! Die nächste Frage mußte folgen :

                                    – und dahinter, was war da ??? –

Die griechische Philosophie sagte einfach „nichts“, ein unendliches, absolutes und ewiges Nichts. Auch schon Kopernikus und seine Zeit hatte Zweifel an der Existenz einer anderen letzten Sphäre. Eine seltsame andere Vorstellung machte die Runde, nämlich es könnte jenseits des Sonnensystems ja eine von Fixsternen bevölkerte Unendlichkeit geben. Bereits 1576 waren es die Gedanken von dem englischen Astronomen Thomas Digges. Nur jetzt kommt wie immer die „Kirche und deren Obersten“ ins weltliche Spiel, denn in ihren Augen lagen diese Gedanken immer an der Grenze zur Ketzerei.

Ich greife mit höchstem Respekt auf einen Mann zurück der von den stetig mordlüsternden und eindeutig größten Idioten dieses Planeten ermordet wurde !

Seine Meinung und seine ausgesprochenen Gedanken wurden ihm zum Verhängnis.

Er glaubte nicht nur an ein unendliches Universum, sondern sogar, dass dies voll sei von einer Unendlichkeit von Welten wie der Unseren. Das ging den damaligen Glaubensfürsten eindeutig zu weit, es stand eindeutig zu sehr im Widerspruch zu ihrem Dogma von der Einmaligkeit unserer Welt, geschaffen natürlich von dem eigenen, allerliebsten Gott. Denn schließlich stand es so in der Bibel; die war schließlich damals von den dümmsten Abergläubigen unseres Planeten geschrieben worden. Und so wurde denn Giordano Bruno am 17. Februar des Jahres 1600 in Rom auf dem Scheiterhaufen verbrannt.

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing.NT, Astrophysiker

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That was the edge of the earth

B This was probably the most terrible danger for seafarers in the distant past. So what was threatening here was a mortal danger.

A numerically large number of seafarers never came back from their journey and so mothers and women cried at that time for their sons, husbands and brothers.

I could read it in many literature testimonies what the population living at that time gave so verbally from itself and have one of the most deeply going sayings mai pointed out ….

For in the wide sea the salt, these are the tears of Portugal ,

…a very thought-provoking saying and yet true… they are thoughts of a great Portuguese poet, namely – Fernando Pessoa.

The dangers that lurked on seafarers of that time can also be depicted in a simpler way. They still exist today. Some of them are still there today, rocks that are difficult to see, storms, giant waves and „sea snakes, octopuses and other terrifying sea monsters“- but far surpassing all such terrors was the thought that at the edge of the earth, i.e. the imaginary disk of the earth, one would simply fall down and disappear into nothingness…….

no grave, without cross, without, that was at that time certainly the most terrible without a blessing of the beloved church, yes this „blessed blessing of the so wise church“.

Dear mature readers, I certainly do not exaggerate ! But such a nonsense was effectively beaten into the people living at that time from infancy. Because somewhere the world (the earth disk) had to stop finally, and for this reason one should rather not sail so far.

,,,and how not differently conceivable, one gave this end of the world also a swinging name, the time amounted so around 1400 A.D. :

…..and this name developed quickly and quite simply, it was the Cape Bojador, a point, or better a geographical place …..namely a western tip of the continent of Africa. We know this today, but for the people living at that time the world looked extremely different. It was for them the cap of fear and terror, a point of no return for sailors.

But there was also a kind of people who were bursting with curiosity and scientific exploration. She, or in this case a he, had decided to approach the subject of exploring the world in a more focused and thoughtful way.

His name was Prince Henrique with the name <Heinrich the Navigator> and he came from Portugal. A governor of the Algarve.

It was the year 1419, he dedicated his life to the exploration of what could be behind it.

He was very practical, he simply collected all the reports that existed about the areas to be explored.

Thus he had collected in the course of the time an extensive basis for a further proceeding to this situation…..and still another novelty came by him to the run…..

He had a new type of ship developed and also built ! It was called „Karavelle“, it was of course navigation-technically far superior to all previous ship types. So this was the basis mentioned before, a technical basis for the further Portuguese explorations of the seas and their courses. Then, in 1423, he started the first exploratory voyage, towards the south to see what the reality, quite unknown until then, was like.

Now often these ships set out to explore what could be found beyond „Bojador“. However, with a less impressive result. The sailors returned without reporting anything about the world beyond or they remained lost.

It was not until 1434 that Gil Eanes succeeded: he sailed around what had been called the end of the world until then, proving that it was not just that – the „end of the world“ .

What then followed quite leisurely, is certainly known to some of you not sailors, from the school lessons :

– Bartolomeu Dias reaches the Cape of Good Hope in 1488, Vasco da Gama circumnavigates it and reaches India in 1498. Shortly before, in 1492, Christopher Columbus arrives in „West Indies“??? on behalf of the Spanish Crown, ……thought he….. the other side of our planet. But then not much later it was Ferdinand Magellan who now sails around the „world“ from Europe around Cape Horn and arrives back in Europe.

– A new age of knowledge and knowledge begins. This became clear to many like „beef broth“. Large parts of mankind breathed a sigh of relief :

– So the earth is a sphere. It has no edge and here there are no mystical borders, behind which possibly unknown powers rule.

Once again it had been shown that people always believe first in a legendary fairy tale from old times just because of ignorance. And this fairy tale was for them just at that time – the earth as a finite disk -.

Now pay attention, I go back briefly. Centuries back into the time of Aristotle. He had already argued in the fourth century B.C. as follows :

– the earth must be a sphere, since with ships sailing away from the coast first the hull and only then the sails disappeared.

– Further, the next statement, the earth shadow with a lunar eclipse was always round.                                     

These realizations remained in the further quite in the world view. In somewhat educated circles there was hardly any talk about a flat earth from which one could still crash. It showed up very clearly as the at that time probably most influential church teacher of the Middle Ages, called , Thomas of Aquin, the situation nearly two hundred years before Henry the Navigator so summarized :

It is basically the star expert, because it is he who proves by solar and lunar eclipses that our planet „Earth“ is round after all. The long lasting waffling was completely strange and repugnant to him.

Even if I repeat myself, how often it was a Greek earth citizen who approached the determination of the earth circumference. His name was „Eratosthenes“.  (See above sketch….so about 190 years before Chr.

This man was an astronomer and tried it by solar measurements in Egypt. For by comparing the noon position of the sun in the city of Syene and today’s Aswan, with that in Alexandria. It should be noted, both cities are located on the same longitude, so that no difference in time could lead to errors.

I point briefly to a small explanation, which is to be understood however relatively fast.

Let’s start in Syene, if there the sun was in the zenith, that is shown in point a, then in Alexandria point b it is away from the zenith by an angle a= 1/50 of a full circle.

As you can see, 𝜀 is also the angle between lines from the center of the Earth to Syene and Alexandria. For this reason, fifty times the distance L between the two cities must just equal the circumference of the Earth.

Now one must say, what was done now at that time

would be done differently nowadays.

In those days the distance has been determined by so called

royal pedometers. Pacemakers were simple officials of the court with a very special ability. They could easily march long distances in as equal a stride as possible.

They had walked the distance L with 5000 stadia, which were about 750 kilometers according to the calculations of that time. So the circumference of the earth was 50 × 750 = 37,500 kilometers.

And look at one, our today’s measurements lead on about 40,000 kilometers for the polar circumference and confirm therefore in the best way both the logic of the intelligent Eratosthenes and the real precision of the royal Egyptian pedometers living at that time.

This can only mean that the resulting idea of the earth as a sphere was known, but only as a theory.

Theory and reality are two different things, that was already known at that time and the following men have shown it; Gil Eanes, Vasco da Gama, Columbus, Magellan. So our earthly world was finite and it was a sphere. But this was now no more a theory, but the reality. It was perceptible as a given, appearance, simply experienceable.

 …it fowllows Part 6

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing.NT, Astrophysiker

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 Das war der Rand der Erde ?!

dieser ist in weit zurückliegenden Zeiten die wohl schrecklichste Gefahr für Seefahrer gewesen. Das was hier drohte war also eine Todesgefahr.

Eine zahlenmäßig große Anzahl von Seefahrern kam von Ihrer Reise nie zurück und so weinten damals Mütter und Frauen um ihre Söhne, Männer und Brüder.

Ich habe es in vielen Literatur-Zeugnissen nachlesen können was die damalig lebende Bevölkerung so verbal von sich gab und habe einen der tief gehendsten Sprüche mai aufgezeigt ….

Denn im weiten Meer das Salz,
das sind die Tränen Portugals ,

…ein sehr nachdenklich stimmender Spruch und doch wahr… es sind Gedanken eines großen portugiesischen Dichters, nämlich – Fernando Pessoa.

Die Gefahren, die auf Seefahrer der damaligen Zeit lauerten, lassen sich auch einfacher darstellen. Es gibt sie noch heute. Es gibt zum Teil noch heute, schlecht einsehbare Felsen, Stürme, Riesenwellen und „Seeschlangen, Kraken und andere furchteinflößenden Seeungeheuer“– aber weit übertroffen als all solche Schrecken war der Gedanke, am Rande der Erde, also der gedachten Erdscheibe, falle man einfach hinunter und verschwindet im Nichts…….

kein Grab, ohne Kreuz, ohne, das war zur damaligen Zeit bestimmt das Schrecklichste ohne eine Segnungen der geliebten Kirche, ja diese „wonnige Segnung der so weisen Kirche“.

Liebe mündigen Leser, ich übertreibe bestimmt nicht ! Aber so ein Schwachsinn wurde den damalig lebenden Menschen von Kindesalter beginnend wirkungsvoll  eingebläut. Denn irgendwo musste die Welt (die Erdscheibe) ja schließlich  aufhören, und aus diesem Grund sollte man so weit lieber nicht segeln.

,,,und wie nicht anders denkbar, gab man diesem Ende der Welt auch einen schwungvollen Namen, die Zeit belief sich so um 1400 n. Chr. :

…..und dieser Name entwickelte sich schnell und recht einfach, es war das Kap Bojador, ein Punkt, oder besser ein geographischer Ort …..nämlich eine westlich gelegene Spitze des Kontinents Afrika. Das wissen wir heute, aber für die damals lebenden Menschen sah die Welt extrem anders aus. Es war für sie das Cap der Angst und Schrecken, ein Punkt ohne Wiederkehr für Seefahrer.

Es gab aber auch schon eine Art von Menschen die vor Neugierde und wissenschaftlichem Erkundungsdrang strotzten. Sie, oder in diesem Fall ein Er, hatte sich vorgenommen das Thema der Erkundung der Welt mal gezielt und mehr durchdacht anzugehen.

Er hieß Prinz Henrique mit Namen <Heinrich der Seefahrer und stammte aus Portugal. Ein Gouverneur der Algarve.

Es war das Jahr 1419, er widmete sein Leben der Erkundung dessen was halt „dahinter“ stecken könnte.

Er ging sehr praktisch vor, er sammelte einfach alle Berichte die die es über die zu erkunden Gebiete gab.

So hatte er im Laufe der Zeit eine umfangreiche Basis für ein weiteres Vorgehen zu dieser Sachlage gesammelt…..und noch eine Neuigkeit kam durch ihn zum laufen…..

Er ließ einen neuen Schiffstyp entwickeln und auch bauen ! Sie hieß „Karavelle“, sie war selbstverständlich navigationstechnisch allen bisherigen Schiffstypen weit überlegen. Das war also die vorher erwähnte Basis, eine technische Basis für die weiteren portugiesischen Erkundungsfahrten der Meere und deren Kurse. Im Jahre 1423 startete er dann die erste Erkundungsfahrt, Richtung Süden um zu sehen, wie die bis dahin recht unbekannte Wirklichkeit aussah.

Jetzt oft brachen diese Schiffe auf, um zu erkunden, was  jenseits von „Bojador“ zu finden war. Jedoch mit einem weniger beeindruckenden Resultat. Die Seefahrer kehrten zurück, ohne etwas über die Welt dahinter zu berichten oder sie blieben verschollen.

Erst 1434 gelang es Gil Eanes: Er umfuhr das bis dahin sogenannte Ende der Welt und bewies damit, dass es eben das nicht war – das „Ende der Welt“ .

Was dann recht gemächlich folgte, ist sicher einigen von Euch nicht Seefahrern, aus dem Schulunterricht bekannt :

• Bartolomeu Dias erreicht 1488 das Kap der Guten Hoffnung, Vasco da Gama umrundet es und erreicht 1498 Indien. Kurz zuvor, also 1492, trifft Christoph Kolumbus im Auftrag der spanischen Krone in «Westindien»??? ein, ……dachte er….. der anderen Seite unserer Erde. Aber dann nicht viel später war es Ferdinand Magellan, der jetzt  von Europa aus um Kap Hoorn die «Welt» umsegelt und wieder in Europa ankommt.
• Ein neues Zeitalter des Wissens und der Erkenntnisse beginnt. Das wurde Vielen klar wie „Rinderbrühe“. Große Teile der Menschheit atmeten auf :
• Die Erde ist also eine Kugel. Sie hat doch keinen Rand und hier gibt es keine mystische Grenzen, hinter denen womöglich unbekannte Mächte walten.

Wieder ein Mal hatte sich gezeigt, daß Menschen gerade aus Unwissenheit immer zuerst an ein sagenumwobenes Märchen aus alten Zeiten glauben. Und dieses Märchen war für sie halt damals –  die Erde als eine endliche Scheibe –

Jetzt aufgepasst, ich gehe mal kurz zurück. Jahrhunderte zurück in die Zeit des Aristoteles. Er hatte im vierten Jahrhundert v. Chr. schon wie folgt argumentiert :

• die Erde muß eine Kugel sein, da bei von der Küste fortsegelnden Schiffen zunächst der Schiffsrumpf und erst dann die Segel verschwanden.
• Weiter, die nächste Aussage, der Erdschatten bei einer Mondfinsternis war stets rund.                                     

Diese Erkenntnisse blieben im Weiteren durchaus im Weltbild erhalten. In etwas gebildeten Kreisen war von einer flachen Erde von der man noch abstürzen konnte, kaum die Rede. Es zeigte sich sehr eindeutig als der damals wohl einflussreichste Kirchenlehrer des Mittelalters, genannt , Thomas von Aquin, die Lage fast zweihundert Jahre vor Heinrich dem Seefahrer so zusammen fasste :

Es ist grundsätzlich der Sternenkundige, denn  er ist es der durch Sonnen- und Mondfinsternis beweist, dass unser Planet „Erde“ doch rund ist. Die lange währende Schwafelei war ihm völlig fremd und zuwider.

Auch wenn ich mich wiederhole, wie oft war es ein Griechischer Erdenbürger, der sich an die Bestimmung des Erdumfangs heran machte. Sein Name war „Eratosthenes“.  (Siehe dazu obige Skizze….so um 190 Jahre vor Chr.

Dieser Mann war Astronom und versuchte es durch Sonnenmessungen in Ägypten. Denn durch den Vergleich  des Mittagsstand der Sonne in der Stadt Syene und dem heutigen Assuan, mit dem in Alexandria. Es sei bemerkt, beide Städte liegen auf dem gleichen Längengrad, so dass kein  Zeitunterschied zu Fehlern führen konnte.

Ich weise kurz auf eine kleine Erklärung hin, die aber relativ schnell zu verstehen ist.

Beginnen wir in Syene, wenn dort die Sonne im Zenit stand, das ist in Punkt a dargestellt, dann ist sie sie in Alexandria Punkt b um einen Winkel a= 1/50 eines vollen Kreises vom Zenit entfernt.

Wie man sieht, ist 𝜀 auch der Winkel zwischen Linien vom Erdmittelpunkt nach Syene und Alexandria. Aus diesem Grund muss fünfzigmal die Entfernung Lzwischen den beiden Städten gerade den Erdumfang ergeben.

Nun muß man sagen, was jetzt zu damaliger Zeit erfolgte

würde heutzutage anders gemacht werden.

In der damaligen Zeit ist die Entfernung durch sogenannte

königliche Schrittmesser bestimmt worden. Schrittmacher waren einfache Beamte des Hofes mit einer ganz besonderen Fähigkeit. Sie konnten ganz einfach große Strecken in möglichst gleicher Schrittlänge marschieren.

Sie hatten die Strecke L mit 5000 Stadien abgegangen, das waren nach damaligen Berechnungen etwa 750 Kilometer. Somit ergab sich für den Erdumfang 50 × 750 = 37.500 Kilometer.

Und schau mal einer an, unsere heutigen Messungen führen auf etwa 40.000 Kilometer für den Polarumfang und bestätigen mithin bestens sowohl die Logik des intelligenten Eratosthenes als auch die wirkliche Präzision der damals lebenden königlich ägyptischen Schrittmesser.

Das kann nur heißen,  die sich ergebende Vorstellung der Erde als Kugel war also bekannt, aber eben doch nur als Theorie.

Theorie und Wirklichkeit sind zweierlei, das war schon zu diesen Zeiten bekannt und folgend aufgezeigte Männer haben es gezeigt ; Gil Eanes, Vasco da Gama, Kolumbus, Magellan. Unsere irdische Welt war also endlich und sie war eine Kugel. Aber das war nun keine Theorie mehr, sondern die Wirklichkeit. Es war als Gegebenheit, Erscheinung wahrnehmbar, einfach erfahrbar.

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing. NT, Astrophysiker

the certainly third-smallest building blocks of the matter

because one has investigated the forces between nucleons, …became also time…, this investigation has shown that we have probably not arrived yet at an end. The interactions occurring thereby and different excitation states of nucleons showed, it is necessary a further infrastructure : A nucleon consists thus of three coupled quarks – these are so strongly coupled together that namely an infinitely high energy would be necessary to split a nucleon into quarks. This again says clearly, -A single quark cannot exist therefore -.

They are an inseparable part of a larger entity. More understandably, then, the quarks, for us, are the parts of a larger, more complex entity, and that is precisely their essential property. They are eternally coupled with other quarks, with which they then form nucleons as larger units.

If we consider thoughtfully our present world and the world of the existing quarks, we notice an essential difference: It is a world without vacuum, without empty space, and they can never escape from this world, just as nobody can escape from the inside of a black hole.
Because the universe has constantly expanded since the big bang, the world of quarks was not always only an aspect of the microcosm. I presuppose we know the film of the expansion of the world, let’s rewind it once, then galaxies are pressed into each other, stars become clouds of dense, hot gas, and attention, there is less and less empty space. If we continue even further and approach the Big Bang in time, the energy density of the universe exceeds that of a single nucleon, and there is no longer any vacuum. In other words, in its very earliest time, the world consisted of a primordial matter of densely compressed quarks. Or differently described, the complete universe was behind the horizon at that time, which strangely only the quarks see today.

This is an attempt to represent the matter schematically up to the so-called „quark

One can see the picture also as a kind of reduction chain with the quarks as the last components of the matter.

Now an easily to explain horizon history can be drawn by me.
So wherever mankind has looked, on earth or in the universe, in the big or in the small, always the already mentioned horizons appeared, as a kind of borders, and behind it always further and again further. The human being has always searched desperately or also open-mindedly for the last borders, and this already millennia-old search has certainly contributed her part to form the mankind so, as it is today. Let us, dear reader, quietly look back once again and remember how the search began.

……….it follows Part 5

die bestimmt drittkleinsten Bausteine der Materie

denn man hat die Kräfte zwischen Nukleonen untersucht, …wurde auch Zeit…, diese Untersuchung hat gezeigt, dass wir wohl doch noch nicht an einem Ende angelangt sind. Die dabei auftretenden Wechselwirkungen und verschiedenen Anregungszustände von Nukleonen zeigten, es ist eine weitere Infrastruktur erforderlich : Ein Nukleon besteht also aus drei gekoppelten Quarks – diese sind so stark aneinandergekoppelt, dass nämlich eine unendlich hohe Energie erforderlich wäre, ein Nukleon in Quarks zu spalten. Das wiederum sagt eindeutig aus, -Ein einzelnes Quark kann somit nicht existieren –

Sie sind ein untrennbarer Teil einer größeren Einheit. Verständlicher ausgedrückt sind also die Quarks, für uns die Teile einer größeren, komplexeren Einheit und genau das ist ihre wesentliche Eigenschaft. Sie sind auf ewig mit anderen Quarks verkoppelt, mit denen sie dann Nukleonen als größere Einheiten bilden.

Betrachten wir nachdenklich unsere heutige Welt und die Welt der existierenden Quarks so stellen wir einen wesentlichen Unterschied fest:  Es ist eine Welt ohne Vakuum, ohne leeren Raum, und sie können dieser Welt nie entkommen, wie auch niemand aus dem Inneren eines schwarzen Lochs entkommen kann.

Denn das Universum hat sich ständig seit dem Urknall ausgedehnt, die Welt der Quarks war nicht immer nur ein Aspekt des Mikrokosmos. Ich setze voraus wir kennen den Film der Expansion der Welt, spulen wir ihn mal zurück, dann werden Galaxien ineinandergepresst, Sterne werden zu Wolken von dichtem, heißem Gas, und Achtung, es gibt immer weniger leeren Raum. Fahren wir noch weiter fort und nähern wir uns zeitlich dem Urknall, so übersteigt die Energiedichte des Universums die eines einzigen Nukleons, und es gibt kein Vakuum mehr. Mit anderen Worten ausgedrückt, in seiner allerfrühesten Zeit bestand die Welt aus einer Urmaterie dicht zusammengepresster Quarks. Oder anders beschrieben, das komplette Universum war damals hinter dem Horizont, den seltsamerweise heute nur noch die Quarks sehen.

Dies ist ein Versuch die Materie schematisch bis zum sogenannte „Quarkhorizont“ darzustellen.

Man kann das Bild auch als eine Art Reduktionskette mit den Quarks als den letzten Bestandteilen der Materie sehen

Jetzt läßt sich von mir eine leicht zu erklärende Horizontgeschichte aufzeichnen.

Wo immer also die Menschheit hingeschaut hat, auf Erden oder im All, im Großen oder im Kleinen, immer tauchten die schon erwähnten Horizonte auf, als eine Art von Grenzen, und dahinter immer weitere und wieder weitere. Der Mensch hat verzweifelt oder auch aufgeschlossen immer nach den letzten Grenzen gesucht, und diese bereits jahrtausendealte Suche hat sicher ihren Teil dazu beigetragen, die Menschheit so zu formen, wie sie heute ist. Lassen Sie lieber Leser uns ruhig noch einmal zurückschauen und uns zurückerinnern wie die Suche angefangen hat.

…..es folgt Teil 5

Astrophysicist Wolfgang Korsus

forbidden spaces of the universe

I say with one hundred percent conviction, they exist ! Especially to mention is the fact, no human being will ever be able to try it. A very short explanation of me : Should a man plunge into a black hole, then it is certain without any fault, he will never leave it again. He, the human being, is destroyed in it quasi.
Why is that so…..?
Black holes“ are very heavy, but very small „dead“ stars. If a star begins its life, then as gas cloud, and this is pressed together basically by the gravity constantly.

If this formed structure is compact enough, a beginning fusion of hydrogen to helium lets it glow.
The only thing to note is that the heat pressure of the process prevents it from shrinking further. But when the fuel is used up, gravity presses the „ash“ into an ever smaller „sphere“ of ever higher density.

In the end, we have a celestial body whose gravity is so immense that everything around it falls under its spell, even light is affected. Absolutely no ray of light can reach the outside world from its interior, and it follows, so we can never see into its interior. For everything in his inside we are just outside behind an insurmountable horizon. But woe who or what comes too near to the black hole from outside, that is swallowed by its gravity and disappears never to be seen.
There are therefore in the indescribable widths of the cosmos for us unreachable, forever invisible areas. Now I turn, however, also to the other end of the scale, the so-called microcosm, it is the area of the very small, because also there such phenomena exist. Not only that we cannot see arbitrarily far; we also cannot resolve the world in the small one arbitrarily fine. There, just as there is a limit to the possibilities of the telescope, there is also one for the microscope.
Let us turn to the antiquity for interest, there philosophers have tried to understand the complexity of our world as the interaction of many simple basic building blocks which are coupled by fundamental forces.
This complexity would be then a true coincidence product of a much simpler quite primitive dice game, because I say, from which it emerges by certain development schemes.
New subject, new experience !
„Reductionism“, what is it ? It is nothing else than the simple tracing back to simpler, simpler basic building blocks, and look, it has proved to be hardly possible successful for the enormously important understanding of a certain structure of matter.

If we consider the packing density and the arrangement of the building blocks so is known, we get solid, liquid or gaseous states. The building blocks themselves are molecules, coupled in decreasing regularity from crystals to gases. The molecules in turn consist of atoms and these of positively charged nuclei surrounded by negatively charged electrons. Electromagnetic forces bind the constituents into electrically neutral units.
But if such a system is heated sufficiently or subjected to a very strong electric field, such as lightning, then the atoms are broken into their charged constituents, and a fourth state of matter is created, namely a plasma. If we look at the list of state forms of matter ,solid, liquid, gas and plasma ,it coincides with the form already established in ancient times, when it consisted of earth, water, air and fire. Also the philosophers of that time, in the Greek as well as in the Hindu-Buddhist world, considered it necessary to add a fifth form, the essential, the space for the others, quasi as the stage on which the others play their roles: it was the vacuum, the so-called „empty space“.

What are atomic nuclei made of ? Nucleons, that are positively charged protons and uncharged neutrons. By the bonding of different numbers of nucleons – this is of course electromagnetically impossible, since only positive charges are present; for this the much stronger nuclear forces come into play – the nuclei of the different elements are formed, from hydrogen (one proton) to uranium (92 protons and 146 neutrons) and even beyond that to the artificially created transuranium elements. All these basic building blocks of matter really exist. Electrons, protons and neutrons exist individually in the vacuum, one can consider them isolated, they have a mass and a spatial extension. They are actually…..it follows Part 4

Astrophysiker Wolfgang Korsus

nicht erlaubte Räume des Universums

Ich sage mit hundertprozentiger Überzeugung, es gibt sie ! Besonders zu erwähnen ist die Tatsache, kein Mensch wird es je ausprobieren können. Eine sehr kurze Erläuterung von mir : Sollte sich ein Mensch in ein schwarzes Loch stürzen, so steht einwandfrei fest, verlassen wird er es niemals wieder. Er, der Mensch, wird darin quasi vernichtet.

Warum ist das so…..?

Schwarze Löcher“ sind sehr schwere, aber sehr kleine «tote» Sterne. Wenn ein  Stern sein Leben beginnt, dann  als Gaswolke, und diese  wird grundsätzlich durch die Schwerkraft stetig zusammengedrückt.

.Ist dieses entstandene Gebilde kompakt genug, läßt eine beginnende Fusion von Wasserstoff zu Helium es leuchten.

Nur zu bemerken ist, dass  der Hitzedruck des Prozesses verhindert, dass es weiter schrumpft. Ist aber der Brennstoff verbraucht, so presst die Schwerkraft die «Asche» in eine immer kleinere „Kugel“ von immer höherer Dichte.

Am Ende haben wir einen Himmelskörper, dessen Schwerkraft so immens ist, dass alles um ihn herum in seinen Bann gerät, selbst Licht ist davon betroffen. Absolut kein Lichtstrahl kann aus seinem Inneren an die Außenwelt gelangen, und daraus folgt, so können wir nie in sein Inneres sehen. Für alles in seinem Innern sind wir halt draußen hinter einem unüberwindbaren Horizont. Aber wehe wer oder was von draußen dem schwarzen Loch zu nahe kommt, das wird durch dessen Schwerkraft verschluckt und verschwindet auf Nimmerwiedersehen.

Es gibt demnach in den  unbeschreiblichen Weiten des Kosmos für uns unerreichbare, auf immer unsichtbare Gebiete. Jetzt wende ich mich aber auch dem anderen Ende der Skala zu, dem sogenannten Mikrokosmos, es ist der Bereich des ganz Kleinen, denn auch dort gibt es solche Erscheinungen. Nicht nur, dass wir nicht beliebig weit sehen können; wir können die Welt im Kleinen auch nicht beliebig fein auflösen. Dort gibt es ebenso wie es eine Grenze für die Möglichkeiten des Teleskops gibt, gibt es auch eine für das Mikroskop.

Wenden wir uns interessehalber dem Altertum zu, dort haben Philosophen versucht, die Komplexität unserer Welt zu verstehen als das Zusammenwirken vieler einfacher Grundbausteine, die durch fundamentale Kräfte verkoppelt sind.

Diese Komplexität wäre dann ein wahres Zufallsprodukt eines viel einfacheren recht primitiven Würfelspiels, denn ich sage,  aus dem sie durch bestimmte Entwicklungsschemen hervorgeht.

Neues Thema, neue Erfahrungen !

„Reduktionismus“, was ist das ?  Es ist nichts anderes als das einfache Zurückführen auf einfachere, simplere Grundbausteine, und schau an, es  hat sich als kaum möglich erfolgreich erwiesen für das enorm wichtige Verständnis einer gewissen Struktur der Materie.

Betrachten wir die Packungsdichte und die Anordnung der Bausteine so ist bekannt, erhalten wir feste, flüssige oder gasförmige Zustände. Die Bausteine selbst sind Moleküle, verkoppelt in abnehmender Regelmäßigkeit von Kristallen zu Gasen. Die Moleküle wiederum bestehen aus Atomen und diese aus positiv geladenen Kernen, umgeben von negativ geladenen Elektronen. Elektromagnetische Kräfte binden die Bestandteile zu elektrisch neutralen Einheiten.

Aber wenn ein solches System genügend erhitzt oder einem sehr starken elektrischen Feld aussetzet wird, etwa einem Blitz, dann werden die Atome in ihre geladenen Bestandteile aufgebrochen, und es entsteht ein vierter Zustand der Materie, nämlich ein Plasma. Betrachten wir die Liste von Zustandsformen der Materie ,Festkörper, Flüssigkeit, Gas und Plasma ,so deckt sich das mit der bereits im Altertum aufgestellten Form, als sie aus Erde, Wasser, Luft und Feuer bestand.  Auch die damaligen Philosophen, in der griechischen wie auch in der hinduistisch-buddhistischen Welt, nahmen es als notwendig an eine fünfte Form, das Wesentliche, hinzuzufügen, den Raum für die anderen, quasi als die Bühne, auf der die anderen ihre Rollen spielen: es war das Vakuum, der sogenannte «leere Raum».

Aus was bestehen Atomkerne ? Nukleonen, das sind positiv geladene Protonen und ungeladenen Neutronen. Durch die Bindung von verschieden vielen Nukleonen – das ist natürlich elektromagnetisch nicht möglich, da ja nur positive Ladungen vorliegen; hierfür kommen die viel stärkeren Kernkräfte ins Spiel – entstehen die Kerne der verschiedenen Elemente, von Wasserstoff (ein Proton) bis zu Uran (92 Protonen und 146 Neutronen) und noch darüber hinaus zu den künstlich erzeugten Transuran-Elementen. Alle diese Grundbausteine der Materie gibt es wirklich. Elektronen, Protonen und Neutronen existieren einzeln im Vakuum, man kann sie isoliert betrachten, sie haben eine Masse und eine räumliche Ausdehnung. Sie sind eigentlich………. Es folgt Teil 4

L

(My)…….limit of accessibility

A result is visible, the so-called Postreiter is or better was in past times a so-called information mediator. The distance he covered, namely the 300 km/day, he was able to transmit a message in three days to a contact person 900 km away. Up to then he is thus and that cannot be changed clearly behind the
reachability horizon. The longer one waits, the larger becomes the area with which one can communicate. I show the division of our world into reachable and unreachable areas in the following picture.

This division depends, of course, on the speed of the messenger – the faster he is, the further we can penetrate into the space in the given time.
Let’s take a look at the means of transport available to us today, they take us to our destination in hours instead of days, weeks or months. Further, we have, as said with the Skat, thus something in the „hind hand“. The journey from Europe to the Far East, which took several weeks a hundred years ago, does not take ten hours today. And if it is only a matter of establishing a connection with the „other side of the mountains“, today the telephone and radio can do it almost immediately.

The following statement is therefore sustainable :
the time distance in communication with distant regions thus depends only on how fast we can send signals there or receive them from there !

I say therefore, dIe most important realization in our understanding of nature was the first step that there is also for the speed of the information transmission a limit, the finite „speed of light“. Only we feel little of it on the earth.

The resulting delay is mostly to be called insignificant and also hardly affects the communication on intercontinental level. Only what happens with us here and today, that distant worlds will experience only later, and what is transmitted to us by them, is just their past. Because the light of the stars, which we see today, has already been radiated millions of years ago from there. We cannot know whether these stars exist now, thus there still, and if yes the following question arises, where they are now. Accordingly, there are already horizons behind which we cannot penetrate in no case.
But even these horizons are still largely determined by ourselves. Because if we could wait long enough, the light of distant stars would reach us after all, and as we have made a reachability diagram for the post rider, so we can do the same for radio signals which propagate with light speed. Only it must be mentioned, of course, what took days for the post rider, the light brings in fractions of seconds. There is a difference in the speed of transmission. Let us consider it. A new, a quite essential aspect still comes into play. In the case of the post rider the horizon could be extended, by a faster horse or more frequent change, later by the use even of motor vehicles. Speed of light however remains speed of light – we have reached an absolute limit there. The propagation of the light defines the space-time horizon, determined by the light cone in space and time. Please remember: What lies beyond this horizon, that is unreachable for us.

In astronomical dimensions, in the space, the areas in space and time inaccessible for us grow of course enormously. A star that is a hundred light years away cannot send a signal today that we will receive in our lifetime, and it will not hear anything from us in that time period either. But this is our personal problem; in sufficiently distant future our descendants can receive quite the signal sent today by said star. With radio waves, thus with light as the fastest transmission possibility, a new accessibility diagram is created in this way.
The light cone determines for us what we can influence in the future, it defines our space time horizon. What lies outside the light cone is in the „beyond“, out of reach for us now. The distant star ∗ lies there today and is out of reach for us. But if we wait long enough – very long for light years distant stars – then it will become visible in our future, we can send it a signal and it us.

The speed of light determines the space-time horizon, which separates for us reachable from unreachable areas.

In physics, on the other hand, absolute boundaries play an essential role today: last horizons, final frontier horizons. They limit the parts of the universe from which no one at our location can ever receive a signal, not even in the far future. How is this possible? This question leads to some of the most amazing phenomena in physics and cosmology today. If we can’t connect with areas of the universe in any way, that must mean that light „from there“ can never reach us. These can only be areas that are far away and also continuously moving further away, or those that do not let out any light. In fact, both forms exist.
How old is the universe? Today’s cosmology assumes a big bang, about 14 billion years ago, in which infinitely hot and dense primordial matter was created, which then expanded, creating our universe. The Big Bang is fixed in time, but not in space; 14 billion years ago, it started everywhere – the primordial world was not a small, hot ball that then exploded, but infinitely dense matter that was then diluted by expansion. Therefore, the time since the Big Bang is not sufficient for a signal to reach us here and now from areas that were sufficiently distant from our starting point at that time. The light from those areas has simply not yet had enough time to make it to us. The world we see is a result of the speed of light and the age of the world. Thus, it seems that we simply have to be patient: In time, more and more of the realm not yet visible to this day will come into our field of vision. The light of distant stars is already „on the way“ into our world.
Only, while we wait, the universe does not keep still. Astronomical observations show that it expands in constantly increasing speed. If this expansion takes place fast enough, there will be stars that will remain eternally beyond our horizon, whose light can never reach us. Even more, stars that we can still see today will be pushed behind our horizon by the expansion – they will be extinguished and disappear for us. Somewhere in distant space there is a horizon behind which we can never penetrate, neither today nor sometime later.

Therefore… hears

In old fairy tales there is a castle with many rooms; but one of them you must never enter, otherwise you will come to a terrible end. It seems that such rooms also exist in our universe,

Part 3 follows

Wenn wir dabei an eine vorhandene zeitliche Verzögerung so bezeichnen wir sie als unwesentlich; denn sie beeinträchtigt die Kommunikation auf interkontinentaler Ebene kaum. Aber was bei uns hier und heute geschieht, das werden entsprechend entfernte Welten erst viel später erfahren, und auch ebenso was uns von ihnen übermittelt wird, nennen wir ihre Vergangenheit. Ebenfalls einsehbar ist, das Licht der Sterne, das wir heute sehen, ist bereits vor Millionen von Jahren von dort ausgestrahlt worden. Wir können also nicht wissen, ob diese für uns jetzt sichtbaren Sterne, überhaupt dort noch existieren, und sollte das der Fall sein dann stellt sich die folgende Frage, wo sind bsie jetzt in diesem Augenblick. Es gibt demnach, ich betone es, auch Horizonte, hinter die wir auf keinen Fall nicht dringen können.

Eine eigene Selbstbestimmung dieser Horizonte durch uns gibt es nicht !!!!!!!?

P.S. – wenn wir lange genug warten könnten, würde uns das Licht ferner Sterne vielleicht doch noch erreichen, und so wie wir für den Postreiter ein Erreichbarkeitsdiagramm erstellt haben, so können wir das auch für Radiosignale tun, die sich ja mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Es muß natürlich erwähnt werden, was für den Postreiter Tage dauerte, bringt das Licht in Sekundenbruchteilen. Der Unterschied in der Übermittlungsgeschwindigkeit ist also riesengroß. Lassen Sie ihn uns betrachten. Jetzt gibt es einen neuen und auch einen wesentlichen Aspekt zu betrachten. Im Falle des Postreiters konnte der Horizont einfach erweitert werden, durch ein schnelleres Pferd oder häufigeren Wechsel, später sogar durch den Einsatz von Motorfahrzeugen. Aber wir sind auf Grund der Forschungen gezwungen: Lichtgeschwindigkeit bleibt einfach Lichtgeschwindigkeit – daran gibt es nicht zu rütteln. Die absolute Grenze ist erreicht. Aus diesem Grunde definiert die Ausbreitung des Lichts den Raumzeithorizont, bestimmt durch den Lichtkegel in Raum und Zeit.
Erneut merken: Was jenseits dieses Horizonts liegt, das ist für uns unerreichbar.

Ich bemerke jetzt aber gerne, das die für uns unerreichbaren Gebiete in Raum und Zeit natürlich gewaltig anwachsen, denn schließlich handelt sich bei dieser Betrachtung um astronomische Dimensionen. Denn ein Stern der z.B. hundert Lichtjahre entfernt ist, kann heute kein Signal mehr schicken, das wir zu unseren Lebzeiten noch empfangen werden, und umgekehrt er wird auch von uns in diesem Zeitraum nichts hören. Aber das ist unser eigenes, besser, persönliches Problem; denn in genügend ferner Zukunft können unsere Nachfahren durchaus das heute von besagtem Stern abgesandte Signal in Empfang nehmen. Der Schluß daraus heißt : Mit Radiowellen, also mit Licht als der schnellsten Übermittlungsmöglichkeit, entsteht auf diese Weise ein neues Erreichbarkeitsdiagramm.

Der Lichtkegel bestimmt also für uns, was wir in der Zukunft beeinflussen können, er definiert unseren Raumzeithorizont.
Weiterhin zeigt sich : Was außerhalb des Lichtkegels liegt, ist im «Jenseits», für uns jetzt außer Reichweite. Der ferne Stern (∗ -Eichen) liegt heute dort und ist für uns nicht zu erreichen. Aber wenn wir lange genug warten – sehr lange für Lichtjahre entfernte Sterne –, dann wird er in unserer Zukunft sichtbar, wir können ihm ein Signal senden und er natürlich uns.

Hier zeigt sich recht einleuchtend, es ist die sie die Lichtgeschwindigkeit, sie bestimmt den Raumzeithorizont, der für uns erreichbare von unerreichbaren Gebieten trennt.

….absolute Grenzen spielen in der Physik heutzutage eine wesentliche Rolle, es sind letzte Horizonte und endgültige Grenzhorizonts.Denn sie sind es die Teile des Universums begrenzen und von denen an unserem Ort niemals irgend jemand ein Signal empfangen kann, selbst nicht in fernster Zukunft.

Wie ist das möglich? Diese Frage führt auf einige der erstaunlichsten Phänomene in der heutigen Physik und Kosmologie. Wenn wir mit Bereichen des Universums auf keine Weise in Verbindung treten können, muss das heißen, dass Licht «von dort» uns nie erreichen kann. Das können nur Bereiche sein, die weit entfernt sind und sich zudem kontinuierlich weiter entfernen, oder solche, die kein Licht herauslassen. In der Tat existieren beide Formen.

Wie alt ist das Universum? Die heutige Kosmologie geht von einem „Urknall“ aus, vor etwa 14 Milliarden Jahren, in dem unendlich heiße und dichte Urmaterie erzeugt wurde, die sich dann ausdehnte und so unser Universum schuf. Der Urknall ist zwar zeitlich festgelegt, nicht aber räumlich; vor 14 Milliarden Jahren begann er überall – die Urwelt war nicht eine kleine, heiße Kugel, die dann explodierte, sondern unendlich dichte Materie, die dann durch Expansion verdünnt wurde. Die Zeit seit dem Urknall reicht deshalb nicht aus, damit aus Gebieten, die damals ausreichend fern von unserem Ausgangspunkt waren, uns hier und heute ein Signal erreichen kann. Das Licht aus jenen Gebieten hat einfach noch nicht genug Zeit gehabt, um es bis zu uns zu schaffen. Die Welt, die wir sehen, ist ein Ergebnis von Lichtgeschwindigkeit und Weltalter. Somit scheint es, dass wir einfach etwas Geduld haben müssen: Mit der Zeit wird mehr und mehr des bis heute noch nicht sichtbaren Bereichs in unser Sichtfeld kommen. Das Licht ferner Sterne ist schon «unterwegs» in unsere Welt.

Nur, während wir warten, hält das Universum nicht still. Astronomische Beobachtungen zeigen, dass es sich in ständig zunehmender Geschwindigkeit ausdehnt. Wenn diese Ausdehnung schnell genug stattfindet, wird es Sterne geben, die ewig hinter unserem Horizont bleiben werden, deren Licht uns nie erreichen kann. Mehr noch, Sterne, die wir heute noch sehen, werden durch die Ausdehnung hinter unseren Horizont gedrängt – sie werden für uns erlöschen und verschwunden sein. Irgendwo im fernen Weltraum gibt es einen Horizont, hinter den wir nie dringen können, weder heute noch irgendwann später.             Jetzt schießt mir wieder adhoc ein Satz durch die Hirn Schleifen.

…. in alten Märchen gibt es ein Schloss mit vielen Zimmern; eines davon aber darf man nie betreten, sonst wird man ein schreckliches Ende nehmen. Es scheint, dass auch in unserem Universum solche Zimmer existieren……

Es folgt Teil3

……………..Horizons

In the Duden it says to read……
„Line in the distance, at which sky and earth or sea seem to touch“.

If I speak about „horizons“ then I come close to the word „evolution“ and its meaning dicey even meaningful.
Namely specifically one of the certain evolutionary stages and exactly so it happened also to the Homo/Sapiens = the human being. That stands, I marvel „building blocks“ for (understanding, understanding“ or „wise, clever, clever, reasonable man“) he is according to the biological systematics a kind of the genus Homo from the family of the apes which belongs again to the order of the primates and thus to the higher mammals. I smile a little…..?…and so some astonishment makes itself broad in me !?….je more former situations u. Results caused by mankind at me pass…….
…….think something about it and ask myself finally :

What has involved „this one“ actually in an almost automatic progressing evolution ? I summarize now briefly and claim, it have been the „visible horizons“. Whereby it is to be noticed, horizons represent themselves for mankind actually as inconceivable. Because they hardly tried – to reach them they have already wandered on again. Attention, attention dear reader, the human being asked himself in his lifetimes always and constantly, how it looks behind it, and in all lifetimes of human beings they have also done that, they just looked. It was the overwhelming eternal curiosity, it was always present and will probably remain constantly there ?

It is to be stated, probably nowhere this question asked itself so clearly as at the sea, because there sky and water meet directly at the horizon. I remind now carefully of the history:

It states, for example :
On the coast of the Mediterranean Sea, the Phoenicians of that time built sailing ships more than three thousand years ago and sailed with them to the borders of „their“ world, which were as transmitted the Pillars of Hercules; and that corresponds to our Gibraltar of today. Another event far in the past. The ships of the Vikings, for example, went out into the until then unknown northern seas, also the Portuguese seafarers dared to look if the earth is not somewhere a disk and could be over with it.
It is just horizons ……..Thinking back, they have always generated a primary desire, namely to find out what is there beyond the sea or behind the mountain ? ….how does it go on there ?…….and the evolution of mankind accelerated increasingly fast.

But it is to be mentioned also the still continuing search for better living conditions, for a more compatible climate, for more favorable people – connections – all this has certainly played a noteworthy role and is to be called today main. I say again the word : „curiosity“. Yes, this word is to be mentioned particularly. Because always also the certainly innate curiosity was present, which was perhaps even the driving force for the spreading of mankind over the whole earth and beyond responsible and responsible. The summary, all oceans are navigated, all terrestrial horizons explored, and in space our high-tech space probes reach ever more distant stars. But with all the examples just mentioned we do not forget the microcosm, because on the search for the really smallest components of the matter, we advance naturally also constantly further.
It is the high energy accelerators, they allow a finer and finer resolution. Now I ask myself the corresponding question :
Does this stop at some point?
– is there a smallest distance after which still must be researched ?
– Are there actually still horizons and borders, in the big or in the small, in space or time, which are unreachable or impassable and not to be explored for us?

But please do not forget and think constantly of it, every horizon forms not only a spatial, but also a temporal border, yes, therefore also temporal border crossings arise. If a traveler in past times saw a distant mountain range on the horizon, then he knew that he would see the country lying behind it only many hours later. So his, let me call it „horizon of knowledge“ had a spatial dimension in kilometers and a temporal dimension in hours. It is also this form of horizon, it has spurred people to get ahead and behind as quickly as possible. That is why, for example, people quickly realized that the use of horses at that time brought the traveler much faster to the mountain range. For a long time this was the best solution for the people living at that time. Now a word known to many, the post station, known from „Wild West“ movies. Post stations were also established, where tired riders and horses were replaced by rested ones, and in this way, for example, news could be spread with amazing speed for that time. It is worth mentioning that more than three thousand years ago such systems existed in ancient Egypt, Persia and China, and in the Roman Empire, which followed historically, mail riders were able to cover 300 kilometers in twenty-four hours. Post riders and just stagecoaches determined the degree of convenience of travel and the speed of news transmission until, it is hard to believe, the 19th century. The famous Pony Express also played a major role in opening up the American West, requiring more than 400 horses to carry mail from the East Coast to California in ten days. Attention, think about the procedure of the election of the American president, still today he is elected in November and sworn in only in January in Washington. The two months in between then gave Californians time to ride to the East Coast and celebrate or resent.
Even the end of the most despicable Thirty Years War in 1648 was still proclaimed by a postal rider.
Now, if we combine the spatial and temporal aspects of accessibility, we get a much more interesting new form of horizon, which I will call very simply

the border of accessibility

…next Part Follower