Astrophysik

©2006 Autor: Michael Köchling
 



Wie entstehen superrelativistische Teilchen?

In Anlehnung an den Artikel „Was ist Licht wirklich?“, können wir auf die darin genannten Fakten zurückgreifen und mittels der Mach´schen Gesetze zu einem akzeptablen Ergebnis kommen.

Sicher werden Sie sehr gespannt sein, was jetzt kommen mag. Doch wie immer ist der Hergang recht einfach abzuleiten und es entspricht logischen Annahmen, welche mit den Naturgesetzen in Einklang sind.

Zuerst einmal wollen wir klären, woher solche Teilchen stammen. Als Hauptursache sind uns Supernovae bekannt. Bei ihnen werden beim Abstoßen des Hüllenmaterials extreme Kräfte frei, welche Atome, Moleküle und hauptsächlich deren Schwerionen zerreißen. Darüber hinaus werden die daraus entstehenden Fragmente durch die Explosionskräfte, sowie durch elektrische- und magnetische Felder beschleunigt. Selbst heute, nach 952 Jahren, treffen auf der Erde immer noch vom Krebsnebel solch hochenergetische Teilchen ein. Die Supernova fand im Jahre 1054 unserer Zeitrechnung statt. Solche Ereignisse hat es viele in der Vergangenheit gegeben und pro Jahr werden 1 - 3 neu entdeckt. Allerdings nicht nur in unserer Milchstraße, sondern auch in vielen anderen Galaxien kommen sie vor.

Es gibt allerdings im Universum uns unbekannte Quellen, welche Teilchen mit noch weitaus höheren Energien erzeugen, als sie uns von Sopernovae - Ereignissen bekannt sind. Dafür gibt es z.Z. weder uns bekannte Vorgänge noch Modellrechnungen, mit denen man diese enormen Energien erklären oder beschreiben könnte. Die gefundenen Energien reichen weit über Tera-Elektronenvolt hinaus. Dies sind Energien, die wir mit unseren besten Beschleunigern keinem einzigen Teilchen vermitteln können. Aus diesem Grund wird immer noch intensiv die so genannte Höhenstrahlung erkundet. Mittels der darin gefundenen Teilchen und deren Richtungen, will man die entsprechenden Verursacher im Universum finden. Aus diesem Grund werden auf der canarischen Insel La Palma und in Namibia neue Gamma - Teleskope installiert. Mit ihnen kann man die winzigen Lichtblitze beim Auftreffen solcher Teilchen auf Atome oder Moleküle der Hochatmosphäre sehen.

Wie Sie alle wissen, können sich weder Wellen noch Teilchen schneller als mit der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Allgemein haben daher Teilchen, welche mit weit-aus größeren Energien beschleunigt werden, als zum Erreichen der Lichtgeschwindigkeit benötigt wird, dementsprechend höhere Massen. Dies konnte bei Beschleuniger - Experimenten einwandfrei bewiesen werden.
Wir wissen von der speziellen Relativitätstheorie, dass eine höhere Geschwindigkeit als die des Lichtes nicht möglich ist, dafür aber die relativistische Masse des Teilchens und somit seine kinetische Energie wächst.
Andererseits werden die Teilchen in den Beschleunigern unter Abgabe von Wellen (Synchrotronstrahlung) ständig abgebremst und es muss ihnen immer wieder zusätzliche Energie in Form von magnetischen Schüben zugeführt werden.
Wie die Massen und damit die Energien solcher Teilchen erreicht werden können, hat nun folgenden Grund.
Aus dem Artikel „Was ist Licht wirklich?“ können Sie ersehen, dass bei jedem emittierten (beschleunigtem) geladenen- oder magnetischen Teilchen gleichzeitig eine Welle mit emittiert wird (Beispiele hierfür sind die Synchrotron- und die Tscherenkow-Strahlung).
Daraus ergibt sich, dass bei Lichtgeschwindigkeit eines Teilchens die entstandene, voraus eilende Welle praktisch zusammengedrängt wird wie beim Überschallknall und somit eine ungeheure Stärke beinhalten muss. In diesem Fall sind dann die Energien von Welle plus Teilchen beim Eintreffen zusammen wirkend, woraus sich enorme Energien entfalten.
Es ist allerdings bei diesen Vorgängen fraglich, ob wirklich auch das Teilchen mit ankommt, denn wie wir von der Relativitätstheorie wissen, müsste das Teilchen bei so hoher Geschwindigkeit abgebremst werden und nur die Welle dürfte noch ankommen. Es liegt an dem mit der Geschwindigkeit wachsenden Widerstand, welcher auch im Vakuum des Weltalls wirkt. Dies gilt aber nur für die riesigen Entfernungen im Weltall, wogegen die kurzen Distanzen in unseren Beschleunigern keine Rolle spielen und auf den Targets auch wirklich Teilchen ankommen.
Wie von mir in meinem Buch „Es werde Licht!“ beschrieben, haben Stoßwellen durchaus Teilchencharakter, wodurch gewährleistet wäre, dass sich solche Wellen wie Teilchen verhalten und somit für Teilchen gehalten werden können. Bei extrem kurzen und starken Stoßwellen ist praktisch kein Unterschied gegenüber Teilchen festzustellen.
Aus den Feynman - Diagrammen geht ohnehin hervor, dass spontan Teilchen durch energiereiche Wellen entstehen können. Treffen extrem starke Stoßwellen aus dem Weltall nun auf Teilchen der Hochatmosphäre, so könnten auch dadurch die Teilchenschauer entstehen, die wir hier auf der Erde registrieren.
Man müsste daher im Weltall einen Forschungssatelliten installieren, welcher versuchen würde, ob er eine Ablenkung durch magnetische- und elektrische Felder bewirken kann, denn Wellen lassen sich dadurch nicht beeinflussen. Nur so ließe sich zweifelsfrei feststellen, was da aus dem Weltall bei uns ankommt. Möglicher Weise treffen jetzt nach 952 Jahren wirklich immer noch Teilchen von der Supernova im Krebsnebel ein. Sie haben so lange gebraucht, weil sie abgebremst wurden und viel langsamer als das Licht waren. Die Entfernung des Krebsnebels beträgt etwa 4895 Lichtjahre. Somit liegt das Ereignis in Wirklichkeit etwa 5847 Jahre zurück.
Wird eine neue Supernova gesichtet, so sollten aber wirklich nur Wellen in Form von Stoßwellen von diesem Ereignis bei uns eintreffen. Dies passt dann gut in das Schema der elektromagnetischen Wellen, so wie es von der Wissenschaft richtig angegeben und im Gesamtspektrum als ultrakurze hochenergetische Weltraumstrahlung dargestellt wird.



Wir müssen daher abwarten, bis entsprechende Experimente im Weltall klären können, ob von neu gesichteten Supernovae nun Wellen oder Teilchen hier eintreffen. Bei weit zurück liegenden Ereignissen wie dem Krebsnebel, dürften dann tatsächlich die Teilchen eintreffen und die uns bekannten Effekte auslösen.



©2004 Autor: Michael Köchling


In der Astrophysik ist vieles möglich, doch sollte es stets mit den natürlichen Bedingungen vereinbar sein.

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