Negativ energi og negativ tid

Ole Lotz, Sorø, august 2017

 

Disse betragtninger giver sig ikke ud for at være en videnskabelig artikel.

De må snarere ses som en række spørgsmål, som afspejler min dybe undren over nogle af de nuværende teorier om Universets skabelse og udvikling.

 

Negativ energi.

I mere end tres år har mange forsøgt at postulere eksistensen af negativ energi/masse, men de fleste forsøg herpå er skudt ned af fagfolk. Enten med argumenter som at det er ”ufysisk”, eller at negativ energi aldrig er påvist. Mit argument er, at det er nødvendigt at acceptere, at negative masser/energier må eksistere. Ellers kan intet forklare dannelse af al massen i hele universet. Intet kan jo opstå af ingenting! Desuden må den negative og positive energi/masse findes i nøjagtigt lige store mængder. Kun således kan den grundlæggende lov om energiens bevarelse overholdes!

Men normalt erkender vi jo kun alt stof som positivt. Der må derfor findes en forklaring på dette paradoks.

Min præmis i det følgende er, at der må findes negativ energi.  Hvis læseren på forhånd benægter dette, vil det være meningsløst for ham at læse videre. Men for andre vil jeg forsøge at beskrive, hvordan både positiv og negativ masse opstår, samt hvordan universet dannes og udvikler sig - og hvordan masserne forsvinder igen.

 

Entropi og tid.

Kun ved helt reversible processer er entropien i et lukket system lig med 0. Med sådanne processer er det ikke muligt at konstatere om tiden går. Tænk f.eks. et lod der svinger gnidningsfrit. Her er det endog ikke muligt at afgøre, om tiden går fra nutid til fremtid – eller fra nutid til fortid. Der er ingen forskel. Man kan kun afgøre tidens retning, hvis der ”sker noget” – altså hvis entropien vokser.

Den samlede energi i et lukket jordisk system er summen af exergien + entropien.

Entropi er således stadig en form for energi; så hvis der findes systemer, hvor energien er negativ, må entropien der også være negativ. Og dermed at tiden kan være negativ – gå baglæns!

 

Om Symmetri:

I fysikken – specielt i kvantefysikken - opereres med tre almene symmetrier for to legemer:

C: fortegnsskift i elektrisk ladning. Bemærk, at begrebet antistof alene henviser til ladningen.

P: spejling af de rumlige koordinater, x, y, z, i de tilsvarende –x, -y, -z.

T: fortegnsskift på tidsaksen (tiden kan gå baglæns).

Det er min påstand., at der på samme måde må regnes med symmetriske fortegnsskift for masse (eller energi), M.  Og at fortegnene for tid og masse altid er ens.

Kun hvis alle fire former er symmetriske om et 0-punkt, er symmetrien fuldstændig. Og i så fald vil alle fysikkens love være de samme for de to legemer.   

  T.D. Lee et al. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1957/

 

 Teoretisk er der mulighed for fire forskellige stofformer: kombinationerne af positivt og negativt stof og positiv og negativ ladning.

Men kun hvis kombinationen indebærer fortegnsskifte på både masse og ladning, er der tale om fuldstændig symmetri.

 

Gravitation og acceleration.

Om kraft og acceleration  

I klassisk fysik siger Newtons love, at en stor masse, M, vil tiltrække en mindre masse m, med en tyngdekraft K, der er proportional med produktet M*m divideret med afstanden i anden potens. Derved opnår m en acceleration a, rettet mod M, på -meter/sek2

Men hvis vi accepterer begrebet negativ masse og at tiden i negative masser altid er negativ, bliver der yderligere følgende kombinationsmuligheder:

M+ og m-

Her er K negativ og a er positiv: d.v.s. at m- skubbes bort fra M+ (produktet af sek- og sek+ er nu negativ!)

M- og m+ 

K er neg. og a er pos.  D.v.s m+ skubbes væk fra M-

M- og m-

K er neg. og a er neg.  D.v.s at m- tiltrækkes af m-

 

 

 

Et af argumenterne mod negativ masse/energi - og dermed negativ gravitation – er, at det medfører det absurde fænomen, at et positivt legeme godt nok vil frastøde et negativt legeme, men at dette samtidigt vi accelerere mod det positive!

Men dette gælder kun, hvis der ikke tages hensyn til, at for negative legemer gælder, at tiden her også er negativ. Se tekstfelt.

 

Hermed vil et positivt legeme frastøde et negativ legeme efter Newtons klassiske love om gravitation, masse og acceleration.

I en ligelig blanding af negative og positive legemer vil gravitationskræfterne bevirke, at de positive vil samle sig i større enheder – tilsvarende for de negative. Og de store modsatte enheder vil fjerne sig fra hinanden. Efterhånden vil der formentlig dannes strukturer i fordelingen af legemerne. Med tiden – og uden tilførsel af ny masse - ville afstanden mellem legemerne og strukturerne efterhånden bevirke, at gravitationen mister betydning.

https://en.wikipedia.org/wiki/Negative_mass          Bondi, H. (July 1957). "Negative Mass in General Relativity"

 

 

Dannelse og annihilation af masse/energi.

 Begrebet annihilation kendes f.eks. fra en elektron og dens antipartikel, positronen. Masserne i disse partikler kan forsvinde, men deres samlede energi genfindes som gammastråling. Denne proces er reversibel: den masseløse gammastråling kan blive til partikler med masse. (Bemærk, at prefixet ”anti” alene refererer til fortegnet på partiklernes elektriske ladninger)

På samme måde må en anden partikel kunne annihilere ved mødet med en tilsvarende, men negativ og fuldstændig symmetrisk, partikel. Men her forsvinder den samlede energi. Tilbage er der ingen ting.  Absolut INGENTING! 

Da denne proces også er reversibel, må der ud af ingenting, f.eks. det tomme rum, kunne dannes lige store mængder positivt og negativt og fuldstændigt symmetrisk stof.

Hvordan vejer man stof?

Større legemer kan man lægge på en vægt, og aflæse vægten i gram; negative emner må man godt nok binde en snor i.!

Meget små legemer, f.eks. elementarpartikler, kan kun ”vejes” ved hjælp af deres inertimasse, og dermed deres impuls. Men da impulsen altid er positiv for både positive og negative masser, kan man ikke afgøre fortegnet på vægten af partiklen.

På CERN fremstiller man nu rutinemæssigt både partikler og antipartikler – ja selv så store partikler som antibrint. Men man kan faktisk   ikke vide om antibrint er negativ.

 

 

Formentlig vil dannelsen af dette stof/energi/fotoner ske i form af meget små enheder på kvanteniveau – eller mindre!

Så små, at der næppe kan skelnes mellem masse, partikler, fotoner, energifelter eller andre mulige former for energi. Langt de fleste af disse nydannede ”partikler” vil formentlig øjeblikkeligt – eller næsten øjeblikkeligt – annihilere igen.

De positive ”partikler”, som ikke straks annihilerer, må, som nævnt før under gravitation, have en tilbøjelighed til at ”klumpe” sig sammen med andre positive. Og tilsvarende for de negative. Når de positive ”klumper” har nået en vis størrelse, vil de frastøde de negative. Og dermed skabes der hele tiden blivende, men adskilte, mængder af positivt og negativt stof. Og i lige store mængder! Jeg har heller ikke nogen anelse om, hvilke kræfter der, udover gravitationen, medvirker til denne sammenklumpning.  Sandsynligvis må kvantefysikken inddrages for at kunne forklare fænomenerne. Men denne ”klumpning” kan øjensynligt - via de kendte elementarpartikler - ende med dannelsen af brint og helium, og som igen danner de gasskyer, som er grundlaget for den videre stjerne- og galaksedannelse.

 

I kvantefysikken spiller begrebet kvantefluktuationer en afgørende rolle. Stort set alle kvanter kan opfattes som del af harmoniske oscillerationer. Jeg opfatter forholdende i det tomme rum som værende en bestandig oscilleration mellem negative og positiver ”partikler”. Middelværdien er 0 – ingenting!

 

Men i yderværdierne må de kunne opfattes som selvstændige partikler. Og her kan energien i den positive partikel måske adderes til en anden positiv partikel. Jeg ved ikke om gravitation spiller en rolle for så små partikler på kvanteniveau, eller om andre kræfter styrer en sådan sammenkobling. Men når de sammenføjede partikler når en hvis størrelse, overtager gravitationen den afgørende rolle for dannelsen af større og større enheder. Og de større partikler indgår i mindre og mindre grad i den stadige annihilation – de er blevet til blivende stof!  (se senere under CMB)

.

Elektronneutrinoen har en såpas lille størrelse (energi), at den og dens negative pendant måske kunne være partnerne i den nævnte vekselvirkning omkring en nulværdi.

Den enkelte neutrinos masse kendes ikke. Men neutrinoer vekselvirker (oscillerer) med meget tungere former for neutrinoer (myon og tau). Den samlede vægt menes at være ca. 0,28 eV. Selve den enkelte neutrino er altså mindre – måske væsentlig mindre!

https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2015/popular-physicsprize2015.pdf

 

Men der kan jo også være tale om andre, mindre og ukendte ”partikler”, som ikke indgår i standardmodellen endnu, men som agerer på lignende måde.

Antallet af elementarpartikler i standardmodellen er næppe fastslået endnu

http://phys.org/news/2015-11-material-universe-yields-particle.html#nRlv

 

 

Jeg har, som nævnt, ingen forklaring på, hvorledes dette nydannede stof efterhånden bliver til egentligt baryonisk stof, som danner grundlaget for de oprindelige stoffer, brint og helium. Men jeg formoder, at det helt nydannede stof undervejs kan have netop de egenskaber, der karakteriserer begrebet, ”mørkt stof”. Nemlig at det bidrager til gravitationen, men at det er usynligt, fordi det endnu ikke kan udsende eller reflektere elektromagnetisk stråling.

Vi kommer aldrig til at observere den tilsvarende dannelse i det tilsvarende negative univers, men vi ved, at det er der: den stadig accelererende udvidelse er jo netop en konsekvens af ovenstående betragtninger om negativ masse/gravitation og negativ tid.

 

 

Storskalastrukturen

Eksistensen af det ”dobbelte” og sammenfiltrede univers bekræftes dog i høj grad af den synlige storskalastruktur. Se billede..

 

 

Billedet er dannet ved en automatisk opmåling af en mindre del af universet.

Se detaljer, og den fantastiske animation her:  http://wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/galform/virgo/millennium/index.shtml

Jeg håber, at man engang får datakraft nok til at beregne, hvordan en fordeling af de lige store mængder stof med modsatte tyngdekræfter vil fordele sig over tid, hvis der samtidigt til stadighed tilføjes ny masse. Og at fordelingen vil vise sig at svare til storskalastrukturen.

 

Billedet viser fordelingen af det positive stof i galakser og hobe. Det tilsvarende negative stof og galakser (og som vi jo ikke kan observere direkte) må befinde sig lige netop i de observerbare hulrum i den filamentagtige struktur af de positive og synlige galakser og galaksehobe.

Den rumlige struktur fornemmes f. eks. ved at sammenligne med en krummen i et brød. Her udgør det elastiske gluten den samlende kraft, og gærens kultveiltedannelse den skubbende kraft.

Der er intet der tyder på, at alle områder i Universet ikke vil vise lignende billede. Uanset hvor langt vi fjerner os fra jorden i tid og afstand.

 

 

Fred Hoyle udviklede for omkring 70 år siden teorien om ”Steady State” i universet. Men Hoyle kunne ikke anvise, hvorledes der kunne dannes stof nok til at opretholde den stabile tilstand – og Big Bang-modellen overtog billedet.

 

Jeg mener, at ovenstående afsnit viser en mulighed for, hvordan stof til stadighed kan dannes i det tomme rum. Og dermed delvis bekræfte teorien om Steady State. Dog med en tilføjelse om, at den sammenfiltrede blanding af positivt og negativt stof nødvendigvis bevirker den accelererende afstand mellem fjerne legemer. Lokalt kan ensartede legemer nærme sig hinanden.

Og dermed at Big Bang kan være et ikke eksisterende videnskabeligt monster. Som desværre efterhånden har fået en næsten dogmatisk autoritet. Og som har givet anledning til en række tilfælde af ”cirkellogik”: Eksistensen af Big Bang forklares med observationer af fænomener, der igen hævdes at stamme fra Big Bang!

 

Hvis min teori er rigtig, er det ikke det tomme rum, der udvider sig, men at det alene er objekter, der bevæger sig påvirket af gensidige tyngdekræfter. Hvilke kræfter kan dog påvirke det tomme rum?

 

Teorien afviser også Einsteins teori om, at den samlede tyngdekraft krummer hele rummet. Den samlede tyngdekraft er jo præcis nul. Men naturligvis afbøjes lyset lokalt af de enkelte galakser, og vil derfor zig zagge sig gennem universet.

 

De ”tomme” rum.

For at opretholde Fred Hoyles Steady State, må mængden af nyt positivt stof, der dannes per sekund inden for et hvælv med radius, r, svare til den mængde, der forsvinder længere bort end r.

 

Når r er så stor, at man selv med de bedste teleskoper ikke længere kan skelne de enkelte galakser fra hinanden, vil de lige store mængder positive og negative himmellegemer bevirke, at rummet derude opfattes som tomt – set fra Jorden.

 

Tilsvarende i mikrokosmos, som er de rum, vi kun kan iagttage gennem mikroskoper e.l.

I rummet mellem det vi kan se, kan der godt være lige mængder positivt og negativt stof, men når man ikke kan detektere de enkelte bestanddele, vil rummet opfattes som tomt.

 

I begge tilfælde kan de tomme rum ikke påvirkes af ydre kræfter.

 

Både vægt og temperatur af de tomme rum vil være eksakt 0 – nul.

 

Definitionen af det tomme rum bestemmes således udelukkende af de givne måleinstrumenter og deres opløsningsevne.

 

Universet og Universerne.

I det univers vi kan iagttage her fra jorden, dannes hele tiden nyt stof, men alt forsvinder igen ud i det tomme rum. Om vores univers slutter der, hvor vi ikke længere kan skelne de enkelte galakser, eller om det først ender der, hvor alle rummets legemer bevæger sig udad med mere end lysets hastighed, er principielt ligegyldigt.

Vi mennesker her på jorden har kun dette ene univers.

Men et væsen på enhver anden klode langt fra os, har også sit helt eget univers, som ligner vores.

 

Når den kendte astrofysiker, Anja C. Andersen, bliver spurgt om, hvad der er udenfor vores univers, svarer hun: ”hvad synes du selv”.

Men hvis mine teorier om negativ energi og negativ tid er rigtige, behøver hun ikke at være så opgivende. Udenfor vores univers er der nøjagtigt det samme som indenfor!

 

 

Big Bang?

Big Bang-teorien siger, at det nuværende univers for 13,7 år siden var samlet i et mere eller mindre punktformet legeme, som indeholdt al universets masse/energi under ekstremt høje temperaturer.

På et tidspunkt begyndte en udvidelse og afkøling, og det nuværende univers med stjerner og galakser begyndte at tage form. Selvom denne teori om Big Bang er under stadig ændring, er hovedtrækkene dog næsten enerådende blandt astrofysikere.

Indicierne for teorien er da også stærke. Wikipedia giver en god og populær beskrivelse, så i den følgende tekst gentages argumenterne ikke igen. https://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bang

 

Men teorien forklarer ikke, hvor energien i den singulære start og den efterfølgende udvikling kommer fra. Den forklarer heller ikke den stigende acceleration af udvidelsen, uden at man må ty til eksotiske og endnu ukendte begreber såsom ”mørk energi”, ”kosmisk vakuum” eller ”Einsteins konstant”. Betegnelser der er uden konkret indhold, men som siger, at der må være ”noget”, der virker modsat af den kendte tyngdekraft.

Den forklarer heller ikke, at Universet er ens i alle retninger og i alle observerbare afstande og aldre.

Den forklarer heller ikke, at vi kan observere galakser, som kun ligger nogle få hundrede millioner år fra Big Bang. F.eks. EGSY8p7 som er observeret af rumteleskopet Spitzer, og anslået til 13,2 mia år.  https://en.wikipedia.org/wiki/EGSY8p7

En stjerne i vores egen  Mælkevej, HD 140283, er anslået til at være14,46+/- 0,8 mia år gammel. Den kan altså teoretisk lige akkurat være dannet efter Big Bang. Men stjernen indeholder målelige mængder af tungere grundstoffer. Sådanne grundstoffer kan kun dannes ved kerneprocesser i en tidligere stjerne. Og at denne stjerne har frigivet sit indhold til omgivelserne ved en supereksplosion. Der levnes ikke megen tid til disse forudgående processer!

Det vil ikke undre mig, om man engang finder andre objekter i Mælkevejen, som er endnu ældre.

Mælkevejen deltager jo ikke i den accelererende bevægelse ud mod intetheden.

https://en.wikipedia.org/wiki/Planck_(spacecraft)

 

Det nye rumobservatorium, James Webb, som opsendes i 2018, vil operere med infrarødt lys, og kan derfor observere objekter endnu længere borte. Jeg vil vædde på, at det vil vise samme billede: Universet er ensartet så langt vi kan se!

 

 

Mikrobølgestrålingen – CMB.

Rødforskydning og CMB bruges i dag som de allervigtigste beviser på, at Big Bang har fundet sted for 13-14 mia. år siden. Begge dele er udførligt beskrevet i Wikipedia.

https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background

 

Man kan således opstille en sammenhængende forklaring på, hvordan udviklingen er forløbet i de allerførste brøkdele af sekunder efter Big Bang og de næste 3-4oo tusinde år, indtil udvidelsen og afkølingen til omkring 3000 grader bevirkede, at lyset kunne slippe fri fra den oprindelige ugennemsigtige plasmatåge. Det er de rødforskudte rester af strålingen fra disse 3000 grader, der opfattes som CMB.

De enkelte CBM-fotoner har en energiindhold på ca. 0,0006626 eV.  Dette svarer meget præcist til varmestrålingen fra et 2,7226 grad Kelvin varmt, sort legeme.

 

Kun såfremt lyset frigivelse skete på én gang, kan det forklare, at CMBs bølgelængde er så præcis. Men hvor er resterne af det lys, der med stadigt lavere temperaturer og længere bølgelængder, udsendtes i tiden efter frigivelsen?

 

En opmåling af hele CMB – mest nøjagtigt af Planck-missionen  - over hele himmelhvælvet viser dog små, men tydelige afvigelser i temperaturen.

Men på baggrund af data fra denne og tidligere missioner er der opstillet detaljerede og vidtgående beregninger over universets alder og sammensætning.

https://en.wikipedia.org/wiki/Planck_(spacecraft)

 

Afvigelserne forklares med, at der allerede i den oprindelige plasma var uregelmæssigheder, som så er grundlaget for dannelsen af galakser m.m. Men det forklares ikke, hvorfor og hvordan disse ”kim” er opstået i den ensartede plasma.

 

Der gives heller ingen forklaring på, at uregelmæssighederne i CBM antyder en struktur, der er forskellig i de to himmelhalvkugler. Ja, det antydes endda, at strukturen korrelerer med ecliptica, altså vores eget solsystem.

Dette svarer ikke til, at fordelingen af galakser er ensartet overalt i universet.

 

På billedet,  som viser Plancks opmåling af uregelmæssighederne, er ecliptica indtegnet som en hvid linie.

The new map confirms that temperature patterns in the early universe were slightly asymmetrical. The northern hemisphere of the universe (above the Sun) appears slightly cooler than the southern hemisphere (below the Sun), as shown in this enhanced image. An unexpectedly large cold spot is circled in black.

Temperature anomalies

The new map confirms that temperature patterns in the early universe were slightly asymmetrical. The northern hemisphere of the universe (above the Sun) appears slightly cooler than the southern hemisphere (below the Sun), as shown in this enhanced image. An unexpectedly large cold spot is circled in black.

 

Jeg selv har heller ingen gode forklaringer på afvigelserne – hverken de spredte eller de strukturelle. Kun, at de må stamme fra forhold i vore nære omgivelser.

 

Bliver universet varmere længere ude?

Målinger, foretaget af et forskerhold underledelse af Pasquier Noterdaeme i 2008, antyder, at universet faktisk bliver varmere jo tættere på Big Bang man måler– altså jo yngre universet var.

Men det man har målt, er molekylbevægelserne i gasskyer. Det er altså ikke temperaturen af det tomme rum, der er målt. Undersøgelsen er, så vidt jeg ved, ikke peer reviewed endnu.

www.eso.org/public/news/eso0813/    13 May 2008 ... A Molecular Thermometer for the Distant Universe.

 

 

Men hvis Big Bang ikke eksisterer, må der jo findes en anden forklaring på CMB.

Mit eget forslag til selve dannelsen af CMB er følgende:

Som beskrevet tidligere, kan der i det tomme rum dannes numerisk lige store, men meget små, enheder af positiv og negativ energi. Karakteren af disse energier kendes - som nævnt - naturligvis ikke endnu. Jeg tror, at enhederne på dannelsestidspunktet må opfattes som partikler uden hastighed, og jeg tror, at deres energiindhold er 0,000662 eV. Men at disse partikler opfattes og måles som stråling med tilsvarende energi og bølgelængde – altså som CMB.

Da partiklerne ustandselig annihilerer, er deres levetid kort. Vil måler derfor kun partikler indenfor en begrænset afstand fra måleinstrumentet. Derfor er signalet så præcist og ikke rødforskudt.

Når disse partikler agglomererer med andre tilsvarende partikler, kan vore måleinstrumenter ikke længere opfatte dem som stråling – de er blevet til ”mørkt stof”, som kun kan erkendes ved deres påvirkning på tyngdekraften.

 

Jeg erkender, at denne forklaring kan anfægtes, men selv hvis den ikke er - eller ikke kan være - rigtig, anfægter det ikke mine betragtninger om universets stadige dannelse af lige dele positivt og negativt stof.

Big Bang er stadigt et misfoster, og det må være op til mine kritikerne, at finde en bedre forklaring på CMB.

 

Andre meninger

Tusinder af fysikere, med langt større viden og indsigt end min, har beskæftiget sig med at forklare universet begyndelse, udvikling og fremtid. I en god oversigtsartikel beskrives den moderne opfattelse af Big Bang m.m.

http://www.kvant.dk/upload/kv-2012-1/kv-2012-1-kv121-EH-universets-begyndelse.pdf

 

Men jeg har endnu ikke hørt om nogen, der i samme grad som jeg, kæder begrebet negativ energi sammen med universets udvikling.

 

Resume

Denne artikel beskriver en mulig og sammenhængende forklaring på universets udvikling. Den viser, hvorledes begreberne negativ masse og negativ tid samt en stadig dannelse af nyt stof, er nødvendige for at forklare universets accelererende udvidelse.

Der gives en forklaring på den mørke energi, det antydes hvad det mørke stof er, og det vises, hvordan den kosmiske baggrundsstråling kan stamme fra nydannet stof.

Det påvises, at Big Bang er en umulighed.

Der findes uendelig mange universer, men vi mennesker har kun eet.

 

 

 

PS: I min fremstilling har flere gange syndet mod reglen om, at man ikke må opstille en teori, der ikke kan eftervises.

Men det har større ånder end jeg også gjort:

 

I 1930 studerede Pauli betastrålings henfald. Han kom til den konklusion, at der måtte finde en meget lille partikel – langt, langt mindre end en neutron.

Han skrev så omtrent således til sine venner og kolleger: ”Kære radioaktive venner: Jeg har begået en stor synd, nemlig at forudsige en partikel, der er så lille, at den aldrig vi kunne detekteres”

I 1952 blev partiklen, neutrinoen, påvist eksperimentelt. Opdagelsen heraf blev telegraferet til Pauli, som svarede: ”Alt kommer til den, som kan vente”.  Pauli døde to år efter.

 

Til gengæld har jeg ikke syndet mod loven om energiens bevarelse