Gravitation

Philosophische Betrachtung der Gravitation

Die schöpferische Kraft der Gravitation

Trotz vielfacher Anstrengungen ist es der Menschheit bis heute nicht gelungen, sich die Gravitation nutzbar zu machen. Obwohl wir ihre Auswirkungen täglich erfahren, ist es bis heute nicht gelungen weder Gravitation, noch Antigravitation künstlich zu erzeugen. Theoretische Modelle, wie Einsteins berühmte Relativitätstheorie, beschreiben zwar die Auswirkungen der Gravitation sehr exakt, können aber trotzdem den ursächlichen Mechanismus der Entstehung von Gravitation nicht erklären. Der folgende Artikel beschreibt das Wesen der Gravitation auf einer philosophischen Ebene, ähnlich wie die Theorie des kosmischen Trägerfeldes, um sich vielleicht so den technischen Zusammenhängen nähern zu können.

Beginnen wir die Betrachtung damit, uns vorzustellen, wie unser Leben ohne den Einfluss der Gravitation aussehen könnte. Auf den ersten Blick wäre man vielleicht dazu geneigt, sich ein Leben ohne Gravitation als recht angenehm vorzustellen. Wir müssten keine schweren Lasten mehr tragen und ein Ausflug in die Berge wäre ohne größere Anstrengungen machbar.

Aber wenn wir diese zunächst sehr oberflächliche Betrachtung eines Lebens ohne Gravitation weiterführen, müssen wir zu dem Schluss kommen, dass ein Leben wie wir es kennen ohne Gravitation gar nicht möglich ist. Nicht nur in den alltäglichen Dingen, nein - das Leben wäre sogar auf einer grundlegenden Ebene unmöglich.

Was würde passieren, wenn wir die Gravitation ausschalten könnten ?
Nicht nur, dass wir ständig unkontrolliert durch die Luft fliegen würden, auch alle Dinge die wir für das tägliche Leben brauchen, würden einfach davonfliegen. Dem aber nicht genug, würde der Erde ohne Gravitation recht schnell ihre Atmosphäre abhanden kommen. Diese für uns lebenswichtige Hülle der Erde würde aufsteigen und sich in den unendlichen Weiten des Weltraums verlieren. Auch der zurückbleibende leblose Planet wäre immer noch nicht sicher vor weiterer Zerstörung. Durch die Zentrifugalkraft würde er buchstäblich auseinander gerissen und die Bruchstücke würden sich ebenfalls in alle Richtungen bis zur Unkenntlichkeit zerstreuen.

In einem Universum ohne Gravitation wäre die Materie gleichmäßig über den gesamten Raum verteilt. Bei der geringen Menge an vorhandener Materie, wäre die Verdünnung so groß, dass nicht viel mehr übrig wäre, als das was wir heute im interstellaren Raum beobachten. Nicht mehr, als einige wenige Atome, die sich mit relativistischer Geschwindigkeit bewegen. Niemals könnten sich unter diesen Bedingungen so viele Atome an einem Ort ansammeln, um auch nur im Ansatz Bedingungen für Leben, wie wir es kennen, zu schaffen.
In einem Universum ohne Gravitation wäre es noch dazu finster und kalt. Niemals könnten sich so große Mengen an Materie ansammeln, dass unter ihrem eigenen Druck eine nukleare Kettenreaktion startet. Es gäbe keine Sterne, die Leben mit Energie versorgen könnten.

Energie aus Materie

Gehen wir an den Anfang des Universums zurück, so kann man den bekannten und viel zitierten Satz aus der Theologie einmal etwas anders formulieren und sagen: „Am Anfang war der Wasserstoff“ (siehe dazu auch Wissenschaft und Religion). Das Wasserstoffatom mit all seinen Eigenschaften reicht tatsächlich aus, um das hervorzubringen, was wir als das heutige Universum kennen. Denn es gibt eine Eigenschaft des Atoms, die dies alles ermöglicht hat. - Gravitation.
Unter ihrem Einfluss ballen sich immer mehr Wasserstoffatome zusammen bis schließlich eine Fusionsreaktion zündet, die Energie frei setzt und dabei weitere, schwerere Elemente hervorbringt. Die bekannte Gleichung von Albert Einstein Energie = Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat erfüllt sich durch den Einfluss der Gravitation quasi von selbst. Nur durch das bloße vorhanden sein von Masse wird diese in Energie umgewandelt. Was die Physiker hier auf der Erde immer noch mehr oder weniger erfolglos versuchen, geht unter dem Einfluss der Gravitation ganz von selbst. – Die Kernfusion.

Die bei unzähligen Sternenexplosionen verteilten Elemente wurden letztlich alle aus Wasserstoff erbrütet. Der Stoff aus den die Erde und letztlich auch das Leben auf ihr entstand, ist nichts anderes als Wasserstoff, der lange Zeit dem Einfluss seiner eigenen Gravitation ausgesetzt war.

Unter diesem Aspekt erfüllt die Gravitation gleich drei wichtige Aufgaben.

Sie erzeugt aus Wasserstoff all die Elemente, die das Leben benötigt.
Sie sorgt dafür, dass in den Sternen die Energie entsteht, die für die Entstehung von Leben notwendig ist.
Und zu guter Letzt hält sie die Elemente auf den Planeten fest, damit sich dort Leben überhaupt erst entwickeln kann.

So kann man die Gravitation ohne Übertreibung als die schöpferische Kraft im Universum bezeichnen. Sie wirkt strukturbildend auf Materie, die sich normalerweise gleichförmig im Raum verteilen würde und zu keiner Interaktion fähig wäre. Gegen die Gesetze der Thermodynamik schafft sie es, aus chaotisch verteilter Materie Strukturen wie Sterne und Planeten zu formen. Die Gravitation ist fast wie das Leben selbst. Sie gestaltet und verändert ihre Umwelt aus sich selbst heraus, denn sie ist ihre Umwelt. Sie schafft dort Ordnung, wo vorher nur Chaos war, sie ist im wahrsten Sinn des Wortes schöpferisch aktiv, sie ist kreativ.

Sie findet ihren Ausdruck in jedem noch so unbedeutenden Vorgang auf unserer Erde. Wenn ein Wassertropfen vom Himmel fällt, um uns das lebenswichtige Nass zu spenden, dann nur deshalb, weil er zusammen mit unzähligen anderen Wassertropfen in den Seen, Flüssen und Meeren letztlich auch daran beteiligt ist, die für uns so lebenswichtigen Gravitation aufrechtzuerhalten. Wenn er dann wieder in Form von Wasserdampf gegen den Himmel steigt, dann nur deshalb, weil in unserer Sonne genügend Gravitation vorhanden ist, um die Atome in ihrem Inneren so stark zusammen zu drücken, dass die für uns lebenswichtige Energie entstehen kann. Gravitation ist allgegenwärtig, Gravitation ist unsere Lebensgrundlage und wir sind ein Teil von ihr.

Das sollten wir immer bedenken, wenn wir über Antigravitation nachdenken. Sie würde, wenn sie im übertriebenen Maße angewandt wird, zu einer ernsthaften Bedrohung des Lebens auf dieser Erde. Antigravitation ist von ihrem Wesen her lebensfeindlich. Sollten wir jemals in den Besitz von Technologie zur Erzeugung von Antigravitation kommen, so ist damit sicher ein sehr maßvoller Umgang notwendig, damit es nicht zu schlimmen Nebenwirkungen auf das Leben kommt. Auch heute, wo noch keine derartigen Geräte zur Verfügung stehen, bekommen Astronauten, die lange im Weltraum leben mussten, bereits die Auswirkungen zu spüren.

Der Gegenspieler der Gravitation im universellen Kräfteduell

Wie alles im Universum besitzt auch die Gravitation einen Gegenpart, der für das Gleichgewicht der Kräfte und das fortwährende bestehen der Dinge sorgt. Man würde zunächst meinen, dies wäre die Antigravitation, aber die Dinge liegen doch etwas anders.
Betrachten wir dazu wieder Teilchen, die in chaotischer Weise umherfliegen. Die Gravitation wird dabei als ordnende Kraft eingreifen und dazu führen, dass sich größere Ansammlungen von Teilchen bilden. Die Teilchen fliegen aber dabei nicht einfach aufeinander zu, sondern unterliegen noch einer anderen, fundamentalen Grundkraft im Universum. - Der Trägheit.

Die Trägheit wird oft mit Gravitation verwechselt oder sogar mit ihr gleichgesetzt. Auch wenn Albert Einstein im so genannten Äquivalenzprinzip festgestellt hat, dass träge und schwere Masse den gleichen Betrag haben, so handelt es sich doch um zwei ganz unterschiedliche Phänomene, die letztlich auf das Prinzip der Energiespeicherung zurück geführt werden können. In einem Gravitationsfeld wird Energie in Form von potentieller Energie gespeichert, also in einem statischen Feld, wobei der Abstand zwischen Massen etwas über den Energieinhalt aussagt.
Die Trägheit hingegen ist ein Energiespeicher für dynamische Energien, die bei der Bewegung von Massen entstehen. Die Geschwindigkeit einer Masse bestimmt dabei den Energieinhalt.
Im Universum stehen sich Gravitation und Trägheit gegenüber. Wird in dem chaotischen Teilchengewirr jetzt ein Teilchen von einem Bereich erhöhter Gravitation angezogen, so wird es zunächst einmal in diese Richtung gezogen. Doch seine Trägheit verhindert eine direkte Kursänderung, um auf kürzestem Weg zu dem Gravitationspol fliegen zu können. Es wird seine ursprüngliche Richtung nur in dem Maße ändern, wie es seine Trägheit zulässt. Das führt im Normalfall dazu, dass sich Massen im Universum nicht auf direktem Kollisionskurs nähern, sondern zuerst einmal in eine Kreisbahn gezwungen werden. Alle astronomischen Bewegungen der Planeten, aber auch die Form von Galaxien kann letztlich auf dieses Kräftespiel zwischen Trägheit und Gravitation zurückgeführt werden. Gäbe es die Trägheit nicht, so würden alle Massen sich direkt aufeinander zu bewegen und ineinander stürzen. Die Ausbildung eines stabilen Universums wie wir es heute beobachten können, wäre ohne Trägheit nicht vorstellbar. Die Trägheit als der kosmische Gegenspieler der Gravitation bremst ihre strukturbildende Kraft soweit, dass Stabilität überhaupt erst möglich wird.
Bei dem Kreisen eines Planeten um die Sonne liegt ein ausgeglichenes Kräfteverhältnis zwischen Trägheit und Gravitation vor. Man könnte das mit der harmonischen Schwingung eines Schwingkreises vergleichen, der in seiner stabilsten Form, mit der Resonanzfrequenz schwingt, was wir letztlich als gleichförmige Rotation beobachten. Man könnte im philosophischen Sinne sogar von einer Art stetigem Energiefluss zwischen Trägheit und Gravitation sprechen, wie es bei einem Schwingkreis der Fall ist.

Gravitativer Energiewandler

Unter Berücksichtigung dieser energetischen Beziehungen zwischen Gravitation und Trägheit lässt sich das Prinzip eines gravitativen Energiewandlers, eines Gravitationsgenerators, als erster Schritt zu einer technischen Nutzung beschreiben. Gemeint ist damit ein Gerät, welches aus einer Energieform, wie z.B. elektromagnetischer Energie Gravitationsenergie erzeugt, welche in ihrer Umgebung dann mit Massen interagiert und dort Effekte von verstärkter oder verminderter Gravitation induziert.
Aus den vorangegangenen Überlegungen kann man annehmen, dass für so ein Gerät auch das Prinzip der Energieerhaltung gelten muss.

Nehmen wir für die folgenden Überlegungen einen hypothetischen, idealisierten elektro-gravitativen Wandler mit 100% Wirkungsgrad an.
Der Wandler muss über das erzeugte Gravitationsfeld mit allen Massen, die sich in seinem Wirkungsbereich befinden, gekoppelt sein. Zur Erfüllung der Energieerhaltung muss man annehmen, dass es bei jeder kinetisch relevanten Veränderung der Massen zu einem Energieaustausch mit dem Wandler kommen muss. Bei Beschleunigung eines Objektes durch das erzeugte Gravitationsfeld, muss die dafür nötige Energie aus der elektrischen Versorgung des Wandlers bezogen werden. Ebenso, wie umgekehrt bei der Abbremsung einer Masse durch das erzeugte Gravitationsfeld die frei werdende, kinetische Energie, am Ausgang des Wandlers in Form von elektrischer Energie zur Verfügung stehen muss.

Unter Berücksichtigung dieser Zusammenhänge ist es nicht sinnvoll, von einer Abschirmung der Erdgravitation durch den Wandler zu sprechen, wie es zum Teil bei einigen Experimenten in dieser Richtung üblich ist. Eine solche Abschirmung würde den Gesetzen der Energieerhaltung widersprechen. Da diese aber auch für die Gravitation gelten, erscheint ein solches Erklärungsmodell nicht sinnvoll.

So kann auch das oft als Paradoxon bezeichnete Experiment mit einem Gravitationsgenerator erklärt werden. Unter einer Hälfte, einer horizontal gelagerten Scheibe, befindet sich der Gravitationsgenerator. Durch seinen verstärkenden oder abschwächenden Einfluss auf die Gravitation verändert sich die Gewichtsverteilung in der Scheibe derart, dass sie in eine dauerhafte Rotation versetz wird. Gemäß der Energieerhaltung muss die auf die Scheibe übertragene Energie dem Gravitationsgenerator in Form von elektrischer Energie zugeführt werden. Die energetische Kopplung gilt demnach auch für den dynamischen Fall der Massenbewegungen. Das heißt eine Geschwindigkeitsänderung einer Masse im Wirkungsbereich des Gravitationsgenerators muss zu einer entsprechenden energetischen Reaktion führen.
Diese energetischen Beziehungen sollte man immer beachten, wenn man über die Erzeugung von künstlicher Gravitation nachdenkt.

Ausblick

Seit der Entstehung des Lebens versucht die Evolution mit der Gravitation umzugehen. Als das Leben mehr sein wollte, als nur umhertreibende Mikroben, stellte es sich auf Beine und nahm somit den Kampf gegen die Gravitation auf. Obwohl das Leben seine Entstehung der Gravitation verdankt, so ist doch jeder einzelne Schritt des Menschen immer wieder ein Auflehnen gegenüber der Gravitation. Die moderne Menschheit führt diesen Kampf mit ihrer Technologie weiter. Jedes mal, wenn heute ein Flugzeug vom Boden abhebt, ist es immer wieder ein kleiner Triumph über die Herrschaft der Gravitation.
Bleibt für die Zukunft zu hoffen, dass wir diese Entwicklungen weiterführen werden, um eines Tages auch die Kräfte der Gravitation für uns nutzbar zu machen.
Dann nämlich schließt sich der Kreis und die Gravitation als schöpferische Kraft im Universum, aus der alles entstanden ist, hat sich so weit entwickelt, dass sie letztlich über uns Kontrolle über sich selbst erlangt.
Wenn die Menschheit einmal diese Stufe der technologischen Entwicklung erreicht hat, wird sie in ein völlig neues Zeitalter eintreten und sie wird dadurch ihren Beitrag leisten, zur ewigen Schöpfung der Gravitation im Universum.

Ing. Harald Chmela, Dezember 2008

Dieser Artikel ist meinem langjährigen Freund Wolfgang Wiedergut gewidmet, der am 30. September 2008 im Alter von 47 Jahren verstorben ist. Möge dieser Artikel den einen oder anderen zu so kreativen und leidenschaftlichen Gedanken anregen, wie er sie immer mit mir geteilt hat.