Zusammenfassung (unter Hervorhebung der wichtigsten Stichwörter)

Die in dieser Abhandlung dargelegten und ausführlich begründeten Theorien zur Erklärung der Gravitationsphänomene habe ich, natürlich unter Nutzung der Erkenntnisse anderer Autoren, über viele Jahre entwickelt. Die damit verbundenen Umwege sind noch zu erkennen in manchen Wiederholungen und Weitschweifigkeiten des mit rund 130 Seiten doch etwas umfangreich gewordenen Textes. Im Folgenden will ich deshalb versuchen, unter Rekurs auf die am häufigsten extrahierten Stichwörter der verschiedenen Kapitel, den Gesamtzusammenhang der Theorie möglichst stringent und doch einigermaßen kurz wiederzugeben.

Ausgangspunkt und bleibender Hintergrund einer jeden Theorie über die Gravitation sind, oder sollten jedenfalls sein, die Alltagserfahrungen von Menschen, darunter auch Philosophen und Physikern, über erlebte Schwere bzw. Leichtigkeit von Objekten und des eigenen Körpers, subjektiv noch verstärkt in Traumerlebnissen etwa eines Alpdrucks oder eines schwerelosen Schwebens in der Traumwelt. In der Realität sind Schwere-Erfahrungen abhängig vom lokalen Ausmaß der Schwerkraft (auf dem Mond viel geringer als auf der Erde) und von Bedingungen, die den Schwerkraft-Effekten entgegenwirken (wie der Auftrieb im Wasser), sie scheinbar aufheben (durch Auftriebskräfte der Luft beim Segelfliegen) oder in andere Richtungen auslenken, so durch Zentrifugalkräfte in der Umlaufbahn eines Raumschiffs oder im kreisenden Sitz eines Kettenkarussells der Kirmes.

Die Überlegungen einzelner Menschen, die solche Phänomene zu erklären versuchten, konnten seit je her zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen führen: zu Beruhigungshypothesen (v. Holst) wie “...das ist einfach die Schwerkraft ... die Körper streben nun mal nach unten ... sie ziehen eben einander an“ oder aber zu Arbeitshypothesen, die den Regelmäßigkeiten der Vorgänge und ihren je verschiedenen Bedingungskonstellationen und vor allem den Ausnahmen von der Alltagserfahrung systematisch nachgingen. Solche und andere Probleme der Erkenntnistheorie werden in einigen wissenschaftstheoretischen Exkursen meiner Abhandlung eingehend thematisiert.

Dem entsprechend vergleiche ich verschiedene Typen von Ansätzen zur Erklärung der Gravitation. Zu der einen Art Erklärungsansatz rechne ich als erstes die Annahme des Aristoteles, dass Körper eine ihnen innewohnende Tendenz haben, einem Ziel (Telos) entgegenzustreben. Ptolemäus ging später in seinem astronomischen System der Sternenbahnen von der augenscheinlichen Evidenz aus, dass sich das Himmelsgewölbe um die Erde dreht. Wir wissen natürlich, dass dies nur scheinbar so ist, denn die Relativbewegung der Fixsterne um die Erde ist auf einfache Weise auf die Eigendrehung der Erde um ihren Mittelpunkt zurückzuführen. Für Ptolemäus gab es außerdem anscheinend unterhalb des Himmelsgewölbes einzelne Himmelskörper, die sich auf eigenen Bahnen bewegten. Um sein geozentrisches System zu retten, das auch im jüdischen und christlichen Glauben vorausgesetzt wurde, sah sich Ptolemäus daher gezwungen, nicht nur die Umlaufbahn des Mondes, der ja tatsächlich die Erde umkreist, sondern auch die Bahnen der damals bekannten fünf Planeten und vor allem der Sonne, als komplizierte Kreise, Epizykel, Exzenter, Äquanten und Deferenten um die Erde als Zentralgestirn herum zu beschreiben. Mit deren Berechnung konnte er sogar recht zutreffende Voraussagen über zukünftige Bahnkonstellationen machen. Man könnte heute versucht sein, die von ihm dazu verwendeten geometrischen Konstrukte als frühe – allerdings erheblich stärker gekrümmte – Vorläufer von Einsteins Krümmungen der Raumzeit aufzufassen. Zu Beruhigungshypothesen griff man auch noch in der Neuzeit zurück, so in Isaac Newtons Rede von der Anziehungskraft („vis a fronte“) der Gravitation, die er immerhin korrekt berechnen konnte mit einem Gravitationsgesetz, das später sogar zur korrekten Vorhersage der Position eines zuvor noch unentdeckten Planeten verhalf. Schließlich wäre Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie zu nennen, in welcher gravitative Effekte darauf zurückgeführt wurden, dass Massen durch ihre Schwerefelder die Raumzeit krümmen, was sich wiederum auf die Relativbewegungen anderer Körper auswirke. Auch Voraussagen dieser Theorie konnten bestätigt werden. Bei manchen dieser Autoren kann man ein verzweifeltes Bemühen feststellen, längst obsolete Theorien wie die Äthertheorie durch Umformulierungen oder Zusatzannahmen doch noch zu retten, häufig auch motiviert aus Gründen des Glaubens (als verkappter „Gottesrettungsversuch“) oder der Ideologie. Solche Aspekte mit zu bedenken ist in der Natur der Sache begründet, denn bei der Gravitation hat man es immer wieder mit Unendlichkeiten zu tun, auch mit dem Anfang und Ende der Welt, um nicht zu sagen: der Schöpfung des allmächtigen Gottes!

Einen anderen Typ von Erklärungsansätzen finden wir schon in den Theorien der altgriechischen Philosophen Leukipp und Demokrit über die Bewegungen kleinster unteilbarer Körper („Atome“) im leeren Raum, weitergeführt in den komplexen Bedingungs-Analysen des Epikur, astronomisch realisiert in der heliozentrischen Theorie des Aristarch von Samos über die Kreisbewegungen der Planeten (einschließlich der Erde!) um die als Zentralgestirn verstandene Sonne. Dieser Ansatz wurde – gegen den Widerstand der katholischen Kirche – wieder aufgegriffen von Kopernikus (der noch Kreisbewegungen annahm) und von Kepler (der sie als Ellipsen erkannte). Mit der un-aristotelischen Einsicht, dass solche Orbital- oder auch Fallbewegungen auf Stoßkräfte („vis a tergo“) kleinster Korpuskeln zurückzuführen seien, wurden atomistische Vorstellungen der Antike, nunmehr im Kontext gravitativer Phänomene, wieder aufgegriffen, so von I. Beeckman, N. Fatio de Duillier und G.-L. Le Sage. Diese Theorien erfahren ganz aktuell eine Wiederbelebung durch Autoren des erst 2002 erschienen Readers „Pushing Gravity“.

Auf diesen und weiteren Vorarbeiten aufbauend stelle ich in meiner Abhandlung eine umfassende kosmologische und physikalische Theorie auf (zunächst noch fast ganz ohne mathematische Formalisierung!), die ich im folgenden in ihrer jetzigen Fassung kurz zusammenfassen möchte. In alter atomistischer Tradition gehe ich von der Bewegung von Atomen (im alten Sinne des Wortes) im ansonsten leeren Raum aus. „Leer“ heißt hier also: zunächst noch frei von anderen baryonischen (schwerefähigen) Körpern und auch frei von Strahlungen oder „Feldern“. In einem derart leeren Raum würden Atome ihre relative Lage oder Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit beibehalten, falls sie nicht durch Kollision mit anderen Körpern quasi von außen umgelenkt, gestoppt oder in Bewegung gesetzt würden. Einer solchen durch Stoßkräfte bewirkten Veränderung setzen Körper einen von ihrer Masse abhängigen Widerstand entgegen, der seit je her etwas unglücklich als „Trägheit“ bezeichnet wird, obwohl dieser Widerstand besonders stark ist bei sehr schnell bewegten Körpern, die also alles andere als „träge“ sind, und deren Bewegung in Geschwindigkeit und Richtung nur durch um so stärkere Kräfte verändert werden kann. Diese theoretische Grundlage soll nun auch für die Erklärung von Gravitationsproblemen gelten.

Im ersten Ansatz meiner Theorie, die klar erkennbar eine Theorie vom Le Sage-Typ ist, setze ich, in Ergänzung zu den bekannten Elementarteilchen und Energiequanten, extrem massearme und ladungsfreie Teilchen hypothetisch voraus, die ich „Gravionen“ nenne. Sie bewegen sich in ungeheurer Zahl und im Einzelnen zunächst geradlinig, insgesamt aber in allen Richtungen (isotrop), sie sind supraluminal schnell (= schneller als das Licht) und dadurch hochenergetisch, und in diesen Eigenschaften können sie am ehesten mit den Neutrinos verglichen werden, falls sie nicht sogar mit einer besonders schnellen Variante der Neutrinos identisch sind. Diese Gravionen bewirken durch ihr Eindringen in Körper und ihr Auftreffen auf baryonische Elementarteilchen deren Schwere.

Weiterhin soll angenommen werden, dass solche gravitativ wirksamen Teilchen uns zwar von außen (nicht nur von oben!) erreichen, dass sie aber von Strahlungsquellen innerhalb unseres Universums („intramundan“) emittiert werden, und schon seit jeher und auch in jedem neuen Moment ständig weiter freigesetzt werden. Es sei weiterhin vorauszusetzen (sollte aber letztendlich empirisch überprüft werden), dass diese stellaren Strahlungsquellen im Weltall ubiquitär und weitgehend homogen verteilt sind, und in der Größenordnung von mindestens der Zahl der Galaxien, also milliardenfach, vorkommen.

Kandidaten für Quellen einer bei der Emission meist noch radialsymmetrischen, in ihrer Summation im Weltraum jedoch isotropen Gravionenstrahlung sind katastrophal explodierende Sterne (Novae, Supernovae), auch aktive galaktische Kerne, Quasare und Pulsare, deren schließliche Explosion typischerweise zwei entgegengesetzte Effekte miteinander verbindet: einerseits die Absprengung einer Kugelschale, deren Bestandteile dann in plötzlich höchster Intensität und größter Geschwindigkeit nach außen getrieben werden, andererseits die Verdichtung des verbleibenden Kerns zum Neutronenstern, weißen Zwerg oder schließlich „Schwarzen Loch“. Die Explosion bewirkt demnach zugleich beides: zentrifugal eine Expansion nach außen und zentripetal eine Verdichtung nach innen. Da es in Milliarden von Galaxien sicher auch Milliarden solcher Sternexplosionen gab und weiterhin gibt, ist unser Universum von den dabei emittierten Gravionen ausgefüllt, deren unterschiedliche Herkunft im statistischen Endeffekt (z. B. bei uns, in mittleren Bereichen des Weltalls) eine Ankunft aus allen möglichen Richtungen (isotrop) bedingt.

Unter der Voraussetzung eines im euklidischen Raum endlichen Universums kommt im Ganzen gesehen, schon aus Gründen der Geometrie, ein leicht voraussagbarer Effekt zustande: da den intramundan emittierten Gravionen von außerhalb des Universums keine Gravionen entgegen kommen, können Gravionen in den peripheren Bereichen des Universums die Materie nur anisotrop von seinem Zentrum her erreichen. Sie müssen die in der Peripherie angetroffene Materie daher zentrifugal weiter nach außen treiben, und zwar, weil ihr ständiger Zustrom fortdauert, mit einer beschleunigt zunehmenden Geschwindigkeit der schon bekannten Fluchtbewegung der Galaxien. Dass dies in letzter Zeit gern durch eine ominöse „dunkle Energie“ erklärt wird, ist ein weiteres Beispiel für eine Beruhigungshypothese: ein neuer Name muss als Erklärung herhalten. Ganz gleichartige Gravionen würden dagegen auf das Zentrum des Universums eine zwar gleichermaßen anisotrope, aber nunmehr zentripetale Wirkung ausüben und, bedingt durch eine gegenseitige Abschattung massereicher Sternsysteme und Schwarzer Löcher, zu deren gegenseitiger Annäherung und schließlich zur zunehmenden Verdichtung des Zentrums unseres Universums führen. In den zwischen Zentrum und Peripherie gelegenen mittleren Bereichen des Universums wird die Gravionenstrahlung weitgehend isotrop bleiben und auf baryonische Objekte aus allen Richtungen gleich stark und gleich häufig auftreffen, so wie es offenbar in der näheren Umgebung unserer Milchstraße der Fall ist. So ändern sich die gravitativen Verhältnisse je nach der vergleichsweise einfach darstellbaren Beziehung zwischen den Ausgangspunkten (Quellen) der Gravionenstrahlung und ihren Auftreffpunkten (in baryonischen Körpern). Gravionen können somit beides bewirken: Materie nach außen treiben und zur Expansion bringen, aber auch (im Sinne der klassischen Gravitation) sie nach innen drücken und bis zum Kollaps verdichten. Es geht also gar nicht, wie noch bei Einstein und seinen Nachfolgern, um die Alternative, ob (und ab wann) sich das Weltall ausdehnt oder ob es kollabiert, da die gleichen Gravionen je nach den geometrisch darstellbaren Gegebenheiten ihrer Emission und ihres Auftreffens beides bewirken können: in der Peripherie des Universums dessen beschleunigte Ausdehnung, in seinen zentralen Bereichen dagegen dessen zunehmende Verdichtung.

Das in dieser Weise kosmologisch demonstrierte Modell der Gravioneneffekte, je nach Ausgangspunkt und Auftreffobjekt eher zentripetal oder zentrifugal wirkend, in mittleren Bereichen aber in isotroper Einwirkung benachbarte Körper einander annähernd, kann auch auf geringere Größenordnungen bis hinunter zu unseren Alltagssituationen übertragen werden. Dabei kommt in der Regel der schon genannte Effekt der gegenseitigen Abschattung ins Spiel, der am einfachsten als Zwei-Körper-Problem analysiert werden kann. Die Gravionen haben offenbar, wie die Neutrinos, eine sehr hohe, wenn auch schließlich begrenzte Fähigkeit zur Durchdringung sogar dichter und umfangreicher Objekte wie der Erde, oder anders gewendet, die Massenkörper sind für Gravionen weitgehend porös. Weil einige wenige Gravionen dennoch absorbiert werden, ergeben sich massen- und entfernungsabhängige gegenseitige Abschattungen der Gravionenstrahlung, die wiederum dazu führen, dass im Endeffekt die von außerhalb der benachbarten Körper kommenden Gravionen stärkere Auswirkungen haben als die etwas geringere Zahl derjenigen Gravionen, die nach Durchdringung des einen Körpers doch noch den anderen Körper erreichen konnten. Beide benachbarte Körper werden durch den leichten Überschuss der „von außen“ kommenden Gravionen gegeneinander getrieben. Dieser zentripetale Gesamteffekt entspricht der Gravitation im engeren klassischen Sinne und führt in Modellrechnungen zur genauen Replikation und Bestätigung der Newtonschen Gravitationsgesetze, nur eben besser als durch „Anziehung“ erklärt.

Auf dieser theoretischen Grundlage diskutiere ich in meiner Abhandlung zusätzlich einige Spezialprobleme, quasi Kollateraleffekte von Gravioneneinwirkungen. Da geht es z. B. um die mögliche Wiedereinstreuung (backscatter) von Gravionen in den Gravionenschatten weit entfernter Himmelskörper, oder um die Aberration, die Differenz zwischen dem wahren Zeitpunkt und Ort der Emission von Gravionen und ihrer scheinbaren Herkunft, wie sie bei ihrem Eintreffen auf der Erde, die sich inzwischen weiterbewegt hat, eingeschätzt werden kann. Des weiteren befasse ich mich mit Diskussionen über den Bewegungswiderstand (gravitational drag), den isotrope Gravionen auf schnell bewegte Körper ausüben könnten, auch über Abschirmung (shielding) der gravitativen Kräfte durch einen zwischen zwei Körpern befindlichen dritten Körper, und schließlich über die Selbstabschirmung massiver hochverdichteter Sterne und Schwarzer Löcher mit dem möglichen Effekt einer Differenz zwischen träger Masse und schwerer Masse. Ein anderer Problembereich betrifft das weitere Schicksal derjenigen Gravionen, die zwar in geringer Zahl, aber mit gravitativem Effekt, von Körpern aufgenommen wurden. Das könnte zur Aufheizung oder zur Massenzunahme des Körpers führen, schließlich zum Kollaps und zur Explosion eines stellaren Objekts, womit diese sicher nicht vollständige Übersicht wieder zu ihrem Ausgangspunkt, zu den Quellen neuer Gravionenstrahlung, zurückführt.

Die durchaus notwendige und von mir als durchführbar eingeschätzte mathematische Formalisierung dieser korpuskularen Theorie der Gravitation bleibt, am Ende meiner Abhandlung, als mein dringender Wunsch, dem ich aber mit eigenen Mitteln nicht mehr nachkommen kann. Vielleicht haben ja meine Ausführungen den positiven Effekt, dass jemand, der sich darauf versteht, das Risiko auf sich nimmt, eine solche Theorie vom Le Sage-Typ in ein konsistentes System mathematischer Formeln umzusetzen. Diese könnten dann auch, wie ich hoffe, zur Ableitung von quantitativen Voraussagen und zu deren empirischer Überprüfung und schließlich Verifizierung dienen.