Platon-Akademie (27): Mit der endlichen Reichweite des Gravitationsfeldes kommen auf Astrophysik und vor allem Kosmologie umfassende Umwälzungen zu

Eine unendliche Reichweite der Gravitationsfelder wird nur deshalb seit Newton angenommen, weil sie rein mathematisch denkbar ist. Die TFZ ließ dagegen schon in den achtziger Jahren erahnen, dass das Gravitationsfeld einer Zentralmasse M auf eine Distanz R° = 96 mal Wurzel aus der Zahl z der in M enthaltenen Nukleonen begrenzt ist (endliche Gravitationsreichweite GRW). Dies hat sich bestätigt. Theoretische Voraussetzung dafür ist, dass die TFZ für Beschleunigungen eine untere Grenze fordert (s. die nachfolgende PM(28)).

Übersicht über die Konsequenzen der endlichen GRW:
Das Universum wird infolge der GRW zu einer gewöhnlichen Kugel K* im unendlichen Euklidischen Raum vorgegebener Kartesischer Koordinaten (nach 100 Jahren abstrakter Kosmologie eher ein erfreulicher Befund, den man vor der Urknall-Theorie erwartet hat.) Denn das Innere von K* ist bevölkert von Einzelmassen M, aber wegen der endlichen GRW durchsetzt von gravitationsfreien Gebieten, die die Gesamtmetrik klassisch-Euklidisch machen. Der Weltradius wird R* = cT (c Lichtgeschwindigkeit; T Weltalter, d.i. die Gegenwart bzw. Eigenzeit des Beobachters im Mittelpunkt O von K*.) Innerhalb jeder GRW herrscht Riemannsche Metrik. Deren Randgebiete gestalten sich komplexer als gewöhnliche Gravitationsfelder.

Die TFZ kann mit ihrer Mathematik auch in K* den Mikrowellen-Hintergrund erklären (spätere PM). Es gibt einen wahren Weltradius R* und einen beobachtbaren R*/2. Die Weltmasse in K* wächst mit dem Quadrat von T (behandelt in PM(10) und ihren Quellen). Das Universum als Ganzes kennt die Erhaltung von Masse und Energie nicht. Der klassische Urknall wird daher auf ein Spektrum von Urknallen aufspalten, deren Weltalter Tk (k = 1,2,3…) sich jeweils um das 37,622…fache erhöhen (platonakademie.de „Hörsaal“II S.9 Gl.(3ff)). Von außen betrachtet erscheint K* aber als Schwarzes Loch mit Schwarzschildradius 2R* („Hörsaal“ IV Gln.(I),(II)).

Astronomisch dient die GRW der Sonnenmasse als Einheit für die Reichweiten. R° beträgt hier knapp 30 000 AE, d.i. aufgerundet ½ Lj. Der scharfe Radius R° hat jedoch mehr theoretische Bedeutung. Ausschlaggebend ist die reale Reichweite 1,5R°.

Die Schwerebeschleunigung verschwindet jenseits R° gemäß einem Exponentialgesetz, einer Glockenkurve, deren Maximum waagrecht bei R° an der Kurve der Newtonschen Gravitationsbeschleunigung ansetzt. Dann kreuzt sie diese bei 1,5R° und geht rasch gegen Null (vgl. „Hörsaal“ II S.14; Formel in Abb.3). Die reale Reichweite der Sonne beträgt so um die 45 000 AE. Eine Galaxie mit 10 hoch 12 Sonnenmassen hat 1,5R° = 750 000 Lj. Genügend kompakte Galaxienhaufen kommen auf 10 Millionen und mehr Lj. Lockere lösen sich auf (s.u.; vgl. S.15f). Sich berührende Gravitationsfelder wirken relativ lokal. Manchen Galaxienpaaren sieht man i.d.T. nur am Berühr„punkt“ Störungen an (Beispiele: NGC5426/27; 6769/70).
Der Andromedanebel ist für die Galaxis außer Reichweite. M33 befand sich vor 3,4 Milliarden Jahren an der Gravitationsgrenze von M31 (SuW 1/2010 S. 29ff). Ein großes nicht kompaktes Galaxienfeld kann demnach dem Schaum auf Wasser ähneln, denn die Adhäsionsreichweite von Schaumblasen ist ebenfalls kurz. Daher spinnen Galaxien gern um leere „Voids“ Ketten und Netze. Solche Strukturen sind nicht nur Relikte primordialer dunkler Materie (über letztere gibt es PM(14)).

Die endliche GRW begünstigt das Einfangen von Materie wesentlich: Was die Grenzzone hinreichend langsam berührt, „stürzt“ unmittelbar steil in Richtung M ab und erreicht bei etwas Energieverlust nicht mehr die Distanz R°. Die Häufung von Kometenbahnen mit Aphelien bei 20 000 bis über 40 000 AE in unserem Sonnensystem kann auf die GRW der Sonne (45 000 AE) zurückgeführt werden. Sie bedürfen nicht unbedingt der Bahnstörung in einer Kometenwolke.

Die Entstehung von Zwergsternen, Braunen Zwergen, Gas- und Gesteinsplaneten ist infolge dieses Einfangmechanismus so sehr begünstigt, dass sie sich häufig sogar im weniger dichten interstellaren Medium bilden, sofern nur ein Planetesimal da ist.
Alle bekannten Kugelhaufen befinden sich innerhalb ihrer GRW, auch die meisten offenen Sternhaufen. Auflösung infolge Masseverlusts wie bei Melotte III in Coma kommt vor. Ferner erklären sich wahrscheinlich viele Planetarische Nebel mit der GRW, vor allem sofern ihr Radius die Größenordnung ½ oder 1 Lichtjahr hat. Der Ring um die Supernova 1987 hat ½ Lj Radius. Die Ring- oder Schalenbildung kommt, sofern sie so verursacht ist, vom waagrechten Ansatz der Exponentialkurve. Dieser heißt „Newton-Stauzone“. Er ist eine leicht instabile Sammelzone für Staub, auf den Sternwinde auflaufen. Ringgalaxien und abknickende Galaxienbalken können ebenfalls mit einer GRW zu tun haben (Abb. auf S.16f).
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Platon-Akademie (PA). Sie wurde als Fortsetzung der antiken PA neu gegründet und befindet sich im Aufbau. Das Ziel ist jedoch grundsätzlich nicht die Fortsetzung oder Wiedergabe der spekulativen Philosophie Platons. Vielmehr ist es jetzt ihre Aufgabe, im naturwissenschaftlich widerspruchsfreien Konsens die richtige Antwort auf die großen modernen philos. Fragen zu finden.
Leitung: A.Fr. Rüdiger Brück
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Geb. 1938 in Völklingen
Humanistisches Gymnasium
1959 Abitur
Studien: Pädagogik, Philosophie, Physik, Mathematik
Ausgeübter Beruf: Bis 2000 Lehrer im Staatsdienst
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