5.6.2 Relativiteitstheorieen en ruimtetijdquanta.
De laatste opmerking betekent niet dat we aan Einstein niets meer hebben, ook al lijkt het dat zijn weg om tot een algemene veldtheorie te komen niet haalbaar is. Misschien is het mogelijk om met ideeën van hem tot een inzicht te komen hoe bijvoorbeeld ruimtetijdquanta gecomprimeerd worden in een proces dat loopt van geheel vlakke ruimte tot een geheel gekromde ruimte in een zwart gat. Tevens hoe materie (deeltjes) samenhangen met zijn beide theorieen. Eerst zullen we eens onderzoeken of er verbanden zijn met de speciale relativiteitstheorie. Volgens deze theorie ontstaat er contractie, dat wil zeggen lichamen worden korter (in de bewegingsrichting), ze krimpen als het ware. Dat gaat sterker naar mate de beweging van zo’n lichaam de lichtsnelheid benadert. Waar het mij hier om gaat is echter in hoeverre kunnen wij iets leren uit dit soort ideeën over een ruimtetijd die uit quanta bestaat. Dat lijken onzinnige vragen, maar noodzakelijk om af te tasten wat de verhouding is tussen materie (deeltjes) en fotonen, en bovendien hoe hun verhouding is tot de ruimtetijdquanta. Omdat de lichamen korter worden in de ’bewegingsrichting’ wordt dat voorgesteld als ‘platte pannenkoeken’. We kunnen ons afvragen of de ruimtetijdquanta waaruit lichamen bestaan bij dergelijke contracties ook krimpen, zeg maar plat worden? Misschien omdat massa’s eigenlijk niet bij lichtsnelheid kunnen bestaan, treedt er een contractie op voor die massa’s, mogelijk krimpen de ruimtetijdquanta dus ook bij die snelheden. Dat zou komen omdat de beweging tot nabij de lichtsnelheid eigenlijk een ‘onnatuurlijke’ situatie is. We kunnen bedenken dat licht ‘slechts’ in vacuüm met de ultieme snelheid gaat, deze is dus gekoppeld wat mogelijkheid betreft aan een ‘geheel vlakke ruimtetijd’, daar waar géén materie is. In deze ‘geheel vlakke ruimtetijd’ hoort materie dus niet thuis, als we materie versnellen tot de lichtsnelheid dan brengen we materie eigenlijk in een situatie die alleen maar geldig voor licht met de ‘ultieme snelheid’. Er zou dus een proces kunnen zijn dat de ruimtetijdquanta in dergelijke omstandigheden desïntegreert. Wat fotonen betreft is de situatie geheel anders, deze gaan eigenlijk al met de lichtsnelheid, ze hoeven niet versneld te worden en er ontstaat ook geen contractie voor hen.
Ogenschijnlijk tegenstrijdige uitgangspunten.
Belangrijk is ook nog de andere zijde van het geheel, de singulariteit van een zwart gat, waarin naar men meent materie soms met de lichtsnelheid naar binnen gezogen wordt. Eveneens een volledige contractie opleverend, tegelijkertijd stelt men dat materie aan zulke hevige getijdenkrachten onderworpen wordt dat ze in of nabij het zwarte gat uit elkaar getrokken wordt. Als materie met de lichtsnelheid in een zwart gat kan verdwijnen, dan ondergaat deze materie volgens de speciale wet een contractie die tot een pannenkoekachtige vorm leidt en dus niet uit elkaar gereten zal worden. Waar gaat het hier dus om, het kan niet alle twee waar zijn? Hier komen dus begrippen uit de algemene relativiteitstheorie bij kijken zoals kromming van ruimtetijd in zwaartekrachtvelden. Zoals we al beredeneerden is die kromming niets anders dan een comprimatie van ruimtetijdquanta, die sterker wordt naarmate de voortgang op de asymmetrische tijdpijl. Als we naar het voorbeeld van een neutronenster kijken, dan zien we dat die gewoon rond is. Dat komt omdat men aanneemt dat de zwaartekracht op een middelpunt gericht is, maar tegelijkertijd stelt men dat in het middelpunt de zwaartekracht nul is, dus waarom stort de massa ineen tot een neutronenster? Er wordt gedacht dat het middelpunt in evenwicht is, omdat naar alle richtingen de zwaartekracht even groot zou zijn. Je kunt je echter afvragen of dat ‘middelpunt’ niet een soort pré-singulariteit vertegenwoordigt, want als dat niet zo is waarom komt er dan ineens een singulariteit bij een zwart gat in het beeld? Het lijkt er dus op dat bij een grotere dichtheid het ‘eindpunt’ van de asymmetrische tijdpijl, in de vorm van een singulariteit, in het zicht komt!
Dan is het nog de moeite waard om over de getijdekrachten die optreden na te denken. Als zwaartekracht materie uit elkaar kan trekken, dan zou je toch verwachten dat het oppervlak van een neutronenster een woelige, ongelijkmatig oppervlak vertoont. De zwaartekracht aan het oppervlak zal toch minder sterk zijn dan daaronder en getijdekrachten zijn toch bepaald géén voorbeelden van gelijkmatigheid? Het is mij natuurlijk bekend dat voor de verhindering van een verdere ineenstorting, de degeneratiedruk wordt aangegeven, ofwel omdat neutronen fermionen zijn kunnen er geen twee in dezelfde quantumtoestand zitten volgens het uitsluitingsprincipe van Pauli. We kunnen ons misschien herinneren dat ik dat principe toeschrijf aan aan mate van ruimtetijd-kromming, of een fase op de asymmetrische tijdpijl, waardoor er geen twee identieke ruimtetijd configuraties gevonden kunnen worden op dezelfde plek. Is het dus niet veeleer zo dat de deeltjes van een ster die tot een neutronenster instort verder op de asymmetrische tijdpijl zitten dan in zijn voorgaande sterren bestaan? Komen we dan terug op de materie die in een zwart gat terecht komt, is het dan noodzakelijk dat die materie uit elkaar gerukt wordt? Is het niet mogelijk dat die materie op een dusdanige plaats van de asymmetrische tijdpijl is gekomen, dat ze dezelfde kromming aanneemt als de neutronenster of in een verder stadium, het zwarte gat?
Materie en dimensies, óf ‘gekromde ruimtetijd?
Materie heeft de ons vertrouwde dimensies, wat blijft daar van over in een zwart gat? Als materie in een singulariteit komt, lijkt het logisch dat de dimensies verdwijnen, maar dus ook de ruimte. Dat lijkt op de problemen bij de lichtsnelheid, niet in een zwart gat maar in de geheel vlakke ruimte, ook een volledige contractie. Een voor de hand liggende conclusie is dan ook dat dimensies ontstaan bij materievorming, en omdat materie niet tot de lichtsnelheid gedwongen kan worden (namelijk oneindige energie benodigt) volgt daar dan uit dat in een geheel vlakke ruimte zonder materie er geen dimensies zijn. Want waar plaats je in een ruimte vrij van materie de drie ruimte coördinaten? Dimensies lijken zodoende meer op een handig wiskundig hulpmiddel dan op realiteit. Ruimtevorming lijkt dan pas op te treden bij materievorming, maar dat is een denkfout die ontstaat omdat we geneigd zijn in dimensies te denken. We hebben het al eerder benadrukt ruimte is veeleer een proces dat loopt van geheel vlak (waar dimensies zinloos zijn) tot geheel gekromd (waar dimensies eveneens zinloos zijn). Materie is een stadium tussen deze twee en hangt eigenlijk ook niet van dimensies af, maar van meer of mindere kromming van ruimtetijd die volgens de asymmetrische tijdpijl tot een oneindige kromming gaat in een singulariteit. Het lijkt er dus op dat we voor berekeningen, niet langer met dimensies moeten werken, althans niet met coördinaten, maar met krommings of comprimatie begrippen.
Beweging is géén beweging alleen maar in de ruimte.
In de nieuwe opvatting van Einstein is het dus niet meer alleen beweging in de ruimte of alleen beweging in de tijd, los van elkaar, maar het is beweging in ruimtetijd. Zowel de mate van ruimte als van tijd kan veranderen. Een foton zou dan niet door ruimte-tijd bewegen, maar alleen door ruimte, men zegt dan, een foton kent geen tijd, het zou niet verouderen. De werkelijke betekenis is echter dat bij bewegen met de lichtsnelheid, tijd in het geheel niet gebruikt wordt, Voor fotonen staat de asymmetrische tijdpijl stil, dat wil zeggen ze verbruiken geen tijd. Deeltjes (lichamen) die met minder dan de lichtsnelheid bewegen zijn onderhevig aan die asymmetrische tijdpijl. In tegenstelling tot fotonen. Alle voorwerpen in rust verouderen met exact dezelfde snelheid. Bewegende voorwerpen verouderen dus minder snel dan die in rust, want we zagen dat van een bewegend voorwerp de tijd trager gaat. Kort samengevat komt het dus hier op neer: energieën voorgesteld door fotonen gebruiken niets van het aandeel tijd van ruimtetijd, terwijl materieële voorwerpen tijd nódig hebben (tijd verbruiken) om in de ruimte te kunnen bewegen. Deeltjes in rust verouderen exact met dezelfde snelheid. Is dat niet in tegenspraak? Dat hoeft niet zo te zijn. Wat is ‘in rust zijn’? In feite bestaat dat niet want een lichaam in rust is dat hooguit ten opzichte van een ander lichaam, bijvoorbeeld een lichaam bewegingsloos ten opzichte van de aarde, het beweegt echter wel met de aarde mee. In ‘rust’ zou dus kunnen betekenen géén energie meer bezitten om zelfstandig te kunnen bewegen. Hieruit zou een leidend principe afgeleid kunnen worden, een deeltje ‘in rust’ is een deeltje (of lichaam) dat niet voldoende energie (potentieële energie) meer heeft om zich te verzetten tegen krachten die groter zijn dan zijn eigen beweging. Bijvoorbeeld de aantrekkings-krachten van een zwaartekrachtveld met uiteindelijk een zwart gat. Zo is het ook mogelijk de verschillende niveaus van een elektron te bezien, zodanig dat het laagste niveau geen energie meer bezit om de krachten van de kern te weerstaan.
Om nu tot de essentieële beginselen terug te komen, fotonen gebruiken dus géén tijd van ruimtetijd., terwijl massa bezittende deeltjes slechts een deel van hun beweging gebruiken voor ruimte beweging en een ander deel voor tijdbeweging, dat wil zeggen ze gebruiken tijd. Kunnen we nu zeggen dat fotonen deel hebben aan ruimtevorming omdat ze hun ‘ruimtetijd’ geheel in ruimtebeweging omzetten? Dat is een prangende vraag, want meestal wordt stilzwijgend aangenomen dat ruimte en tijd er gewoon zijn, of op zijn minst tegelijkertijd zijn ontstaan met de ‘Big bang’. Zijn het dus de fotonen van de ‘Big bang’ die de ruimte gevormd hebben?
De lichtsnelheid en de energie van de ruimtetijdquanta.
Daar lijkt niet veel reden voor te zijn. De ruimtebeweging van fotonen hoeven we slechts op te vatten als de mogelijkheid om met 300 000 km/sec dóór de ruimte te bewegen, dat komt omdat ze géén massa hebben. Dat kan betekenen dat een foton, dat wil zeggen een energiequantum zonder massa, geheel wordt afgestoten door de planckenergie van een ruimtetijdquantum, waaruit de ruimtetijd bestaat. In feite bewegen ze dan op een ondergrond van ruimtetijdquanta, ieder met zijn eigen Planckenergie. Deze Plankenergie werkt drukkend, beter gezegd voortstuwend, omdat de ruimtetijdquanta van een geheel vlakke ruimte zonder materie, niet gecomprimeerd zijn en wat het belangrijkste is, het begin van de asymmetrische tijdpijl vormen. Dat komt overeen met de lichtsnelheid die energieën in vacuüm hebben. De bewegingsenergie van fotonen ontstaat dus door de energie van de ruimtetijdquanta, waarlangs een energiestraal zich voortbeweegt. Nu zou je zeggen dat fotonen wel degelijk verouderen, denk maar aan diezelfde fotonen van de ‘Big bang’ die maar heel weinig energie overhebben, en is het afnemen van energie niet hetzelfde als verouderen? We moeten echter bedenken dat het hier over de eigen energie gaat, terwijl hun bewegingsenergie overgedragen wordt door de ruimtetijdquanta. Dat is de reden dat de fotonen na 15 miljard jaar nog stééds met de lichtsnelheid gaan, dus hun beweging wordt nog stééds in beweging in de ruimte omgezet.
Als we echter een foton als een quantum van actie bezien, tijd maal energie, en we zien dat de energie van fotonen in de tijd afneemt, dan moet er iets aan de hand zijn met de tijd. Volgens dit beginsel moet de tijd toenemen als de energie afneemt, dat kan betekenen dat als de snelheid 300 000 km./sec ondanks alles hetzelfde blijft, de tijd groot wordt als de energie klein wordt. Het zou kunnen dat verouderende fotonen toch tijd verbruiken, het zou kunnen dat ze net als massa steeds meer onderhevig zijn aan het verbruik van Plancktijdeenheden, 10 -43 sec. Het is niet persé noodzakelijk dat het net zo werkt als bij deeltjes omdat licht (alle straling) niet gecomprimeerd wordt door samenvallende ruimtetijdquanta. Wellicht dat licht niet meer beïnvloed wordt dan dat ieder ruimtetijdquantum zijn voortstuwing overdraagt aan lichtquanta, dat betekent dat er telkens een minieme tijd 10 -43 sec. nodig is om zijn beweging over te dragen. De consequentie hiervan is dan dat quantificatie van licht, toch enigszins anders is dan die van (materie)deeltjes. Het zou ook betekenen dat déze quantificatie de lichtsnelheid beperkt tot ‘slechts’ 300 000 km./sec. De Plancktijd van ieder ruimtetijdquantum voorkomt dan de lichtsnelheid oneindig wordt. Bovendien is er dan een brekingsindex voor licht van niet-nul, dat wil zeggen de brekingsindex van de ruimtetijdquanta, het begin van een schaal die oploopt tot de bekende waarden ervan. Er rijst nog een vraag, wat betekent het dat als de energie van een foton verouderd, klein wordt? Hoever kan de energie van een foton zakken zodat het nog een foton genoemd kan worden?
Fotonen bestaan niet uit ruimtetijdquanta, in tegenstelling tot massa bezittende deeltjes.
Het komt er dus op neer dat fotonen, energie-quanta, zelf géén ruimtetijdquanta zijn in tegenstelling tot deeltjes die massa bezitten, die bestaan uit gecomprimeerde ruimtetijd-quanta. In tegenstelling tot de fotonen, kost hún ruimtebeweging tijd, als er meerdere ruimtetijdquanta samenvallen, dan kost hun energie, wat ruimtebeweging betreft, even zovele Plancktijdeenheden als er ruimtetijdquanta samenvallen. Het snellere of minder snelle verloop (veroudering) van deeltjes is dus gerelateerd aan de mate van comprimatie van de ruimtetijdquanta, die tezamen de ruimtetijd van het deeltje vormen. Evenzo is de energie van een deeltje gerelateerd aan de eenheden Planckenergie, naarmate er meer comprimatie is, is ook de energie groter.
Ogenschijnlijk is hier een tegenspraak, want we zeiden dat naarmate een deeltje meer tijd gebruikt (veroudert), het minder eigen energie heeft om te kunnen bewegen. Terwijl ik hier betoog dat ze naarmate er meer comprimatie is, ze juist meer energie hebben. We hadden het eerder over drukkende, of voortstuwende zwaartekracht. Nu is het mogelijk dat we slechts over een soort zwaartekracht hoeven te spreken als we de drukkende zwaarte-kracht zien als de kracht die samenhangt met de asymmetrische tijdpijl, het is dan een voortstuwende kracht die onherroepelijk naar het einde van de asymmetrische tijdpijl gaat, ofwel naar de singulariteit. Deze voortstuwende kracht is dan altijd groter dan de eigen energie, ook al gaat het om deeltjes met grotere massa dan elektronen. Ze is altijd groter omdat het de gecomprimeerde energie is van de samenvallende ruimtetijdquanta.We kunnen dit scenario echter ook in wat traditionelere taal verwoorden en we noemen de (zwaarte)kracht die afhankelijk van waar ze op de tijdpijl zit, trekkende (zwaarte)kracht. Dat wordt ze op die momenten waar ze als kracht groter wordt, dan bijvoorbeeld het uitsluitingsprincipe. Deze grens zal zo ongeveer samenvallen met de s-orbitalen met hun knoopvlak, deze orbitalen en daar voorbij natuurlijk de kern, zijn meer onderhevig aan de zogenaamde trekkende (zwaarte)kracht.
De energie van een deeltje?
Voor we dit deel afsluiten rest ons nog een punt, wellicht zit er in deze redenatie de suggestie dat de energie van een deeltje de volledige energie is van de samenvallende (gecomprimeerde) ruimtetijdquanta, dat is niet zo en zou ook niet kunnen. Het zou deeltjes opleveren met een massa van vele malen de Planck-energie (Planckmassa) superzware deeltjes dus! In andere verbanden hebben we reeds laten zien dat er meer aan de hand is, denk aan de Feynman padintegralen, die tot oneindige verzamelingen uitlopen, daarnaast gegevens over de Schrödinger vergelijking, de complexe getallen, hiermee samenhangend het invoeren van imaginaire en/of reële tijd, het elektron teruggaand in de tijd, enz. Al die gegevens dienen tot een consistente beschrijving gemaakt te worden, niet direct een makkelijke klus. Maar misschien moeten we al die gegevens zien als beschrijvingen van een dieperliggend mechanisme. De opbouw van een gequantificeerd heelal uit een oneindig continuüm, via quantificatieprocessen gebaseerd op alles wat we tot nu toe weten over quantummechanica én de beide relativiteitstheorieën, aangevuld met nieuwere gegevens over vacuüm, supergeleiding, inzichten over entropie en ‘last but not least’ ideeën over non-lokaliteit. Dat laatste zal een belangrijke rol kunnen spelen, niet zozeer om bestaande theorieën omver te gooien, maar om wat meer te begrijpen over een universele achtergrond, die oneindig vloeiend, continu en dus niet discontinu is.
Om dit onderzoek verder voort te kunnen zetten, bespreken we in het volgende deel het verband met oneindigheden en zwarte gaten. Ook ideeën van R.Penrose over ideële punten, naakte singulariteiten en andere gevens die naar zo’n onderwerp kunnen verwijzen of het kunnen verhelderen. Maar voor we dat doen bespreken we eerst twee onderwerpen, die bepaalde aspecten van de speciale theorie belichten.