Die drei Zeitalter des Universums

BAUM = Bednariks abwegiges Universum-Modell,

GUT = Grand Unified Theory.

Im Standardmodell der Elementarteilchen existieren drei Familien

oder Generationen von einander jeweils ähnlichen Teilchen.

Derzeit besteht unser Universum vorwiegend aus Familie-1-Teilchen.

Warum gibt es dann die Familie-2- und die Familie-3-Teilchen?

Die einander entsprechenden Elementarteilchen

haben mit steigender Familien-Nummer immer

größere Masse,

höhere Energie,

kürzere Lebensdauer,

kleinere Materie-Wellenlänge,

höhere Reaktions-Geschwindigkeit.

Zum Beispiel:

Familie 1:

Teilchen:    Elektron,

Masse:       1 Elektronenmasse,

Lebensdauer: unbegrenzt,

Familie 2:

Teilchen:    Myon,

Masse:       207 Elektronenmassen,

Lebensdauer: 2,2 mal 10 hoch minus 6 Sekunden,

Familie 3:

Teilchen:    Tauon oder Tau,

Masse:       3478 Elektronenmassen,

Lebensdauer: 3 mal 10 hoch minus 13 Sekunden.

Ein Myon besitzt 207 Elektronenmassen, und daher sind myonische Atome

auch 207-mal kleiner als die entsprechenden elektronischen Atome.

Daraus folgt auch, daß myonische Atome höhere Bindungsenergien

haben als elektronische Atome, und natürlich auch viel höhere

Reaktionsgeschwindigkeiten, weil sie kleiner sind.

Stellen wir uns vor, daß innerhalb einer extrem kurzen Zeit nach

dem Urknall nahezu alle Materie aus der Familie 3 bestanden hat,

und daß danach, etwas länger, aber für unsere Begriffe immer

noch sehr kurz dann aus Familie 2.

Auf Grund der damaligen hohen Materie- und Energiedichte,

(das Universum war damals sehr klein) und seinen hohen

Reaktionsgeschwindigkeiten, evolvierte das Familie-3-Universum

extrem rasch zu hoch organisierten Strukturen.

Analog dazu evolvierte etwas später etwas langsamer das

Familie-2-Universum, und danach dann extrem langsam unser

bekanntes Familie-1-Universum.

Wann kann das gewesen sein?

nach der Planck-Zeit (5,3*10 hoch minus 44 Sekunden),

die Lebensdauer von Quarks der 2. und 3. Familie liegt etwa

zwischen 10 hoch minus 12 und 10 hoch minus 22 Sekunden.

Also sagen wir mit einem Ungenauigkeits-Faktor von

mindestens 10 hoch plus minus 5:

Familie-3-Universum:

von 10 hoch minus 43 Sekunden bis 10 hoch minus 22

Sekunden nach dem Urknall,

Familie-2-Universum:

von 10 hoch minus 22 Sekunden bis 10 hoch minus 12

Sekunden nach dem Urknall,

Familie-1-Universum:

von 10 hoch minus 12 Sekunden bis 10 hoch 25 Jahre

nach dem Urknall, auf Grund des Protonenzerfalls.

Danach gibt es dann vielleicht noch ein

Familie-0-Universum aus den stabilen Rest-Teilchen,

wie Photonen, Elektronen, und Elektron-Neutrinos,

falls nicht ein weiterer Kräftezerfall eintritt.

Zwischen die Planck-Zeit und das Familie-3-Universum

passt noch mühelos ein Familie-4-Universum hinein,

dessen Teilchen wir auf Grund ihrer Kurzlebigkeit

noch nicht nachweisen konnten.

Mit "evolvierte das Familie-3-Universum

extrem rasch zu hoch organisierten Strukturen"

meinte ich die Bildung von Familie-3-Neutronen,

Familie-3-Protonen, Familie-3-Elementen, Familie-3-Sternen,

Familie-3-Planeten, Familie-3-Lebewesen, Familie-3-Intelligenzen,

und das ungefähr 10 hoch 40 mal schneller als bei uns.

Nach dem die nach ihren Begriffen uralten Zivilisationen des

Familie-3-Universums erkannt hatten, daß ihre Materie genau

so zerfällt, wie unsere Protonen, versuchten sie vermutlich

Informationen auf die stabileren Familie-2-Teilchen zu

übertragen, um ihre Zivilisation weiter zu geben.

Etwas später geschah das auch analog dazu gegen Ende des

Familie-2-Universums, und eventuell versuchen wir in

10 hoch 25 Jahren etwas ähnliches.

Wer weiß, woher die Legenden von höheren Wesen

am Anfang der Zeit wirklich her stammen ?

Baryonen aus drei Quarks haben auf Grund ihrer

Bindungsenergie eine höhere Lebensdauer, als die

Quarks, aus denen sie aufgebaut sind.

Die Hyperonen, die aus drei Quarks bestehen, und die

bekannt sind, also Lambda, Sigma, Xi, und Omega, haben

alle eine Lebensdauer von etwa 10 hoch minus 10 Sekunden,

ausgenommen Sigma-null mit 10 hoch minus 18 Sekunden,

aber dieses Teilchen benötigen wir hier ohnehin nicht.

Die Leptonen der selben Familie sind außerdem noch viel

langlebiger, zum Beispiel hat das Myon, also das Familie-

2-Elektron, 2,2 mal 10 hoch minus 6 Sekunden Lebensdauer.

Was wir aber an Teilchen benötigen, ist folgendes:

Familie 1:

Proton:   up-up-down,

Neutron:  down-down-up,

Elektron: Elektron,

Neutrino: Elektronneutrino,

Familie 2:

Proton:   charm-charm-strange,

Neutron:  strange-strange-charm,

Elektron: Myon,

Neutrino: Myonneutrino,

Familie 3:

Proton:   top-top-bottom,

Neutron:  bottom-bottom-top,

Elektron: Tauon oder Tau,

Neutrino: Tauonneutrino.

Ich postuliere also nur vier neue Baryonen,

die man noch nicht gefunden hat.

Zu den verschiedenen Elektronen gehören noch die

dazu passenden Neutrinos, was aber kein Problem

darstellt, da sie durch die Neutrino-Oszillation

ohnehin in einander umgewandelt werden.

Es existiert nur eine Art von Photonen, und

diese werden bei höherer Familien-Nummer beim

entsprechenden Übergang einfach immer energiereicher.

Nachdem also diese vier neuen Hyperonen auf Grund

ihrer Bindungsenergie eine höhere Lebensdauer

haben könnten, könnten auch die ersten beiden

Zeitalter des Universums etwas länger gedauert

haben, als ich es vorhin beschrieben habe.

Vielleicht hat jemand im sterbenden Familie-2-Universum

Kommunikations-Roboter aus Familie-1-Materie gebastelt,

die jetzt noch bei uns herumgeistern.

Diese könnten etwa 10 hoch minus 10 Sekunden nach dem

Urknall gebaut worden sein.

Besonders reizvoll ist aber der Gedanke, daß sich eine

ganze Zivilisation um eine Familien-Nummer hinunter kopiert.

Übrigens, vorne ist etwas weniger Zeit vorhanden,

als ich beschrieben habe, denn wir können mit

dem Familie-3-Universum nicht gleich nach der

Planck-Zeit (5,3 mal 10 hoch minus 44 Sekunden) beginnen,

denn wir müssen vorher noch die Inflation abwarten.

Daher können wir erst bei 10 hoch minus 32 Sekunden

nach dem Urknall mit dem Familie-3-Universum beginnen,

dafür haben wir dann aber auch viel mehr Platz.

Das gibt eine sehr hübsche Zahlenreihe:

10 hoch minus 32 Sekunden: Familie-3-Universum beginnt,

10 hoch minus 22 Sekunden: Familie-2-Universum beginnt,

10 hoch minus 12 Sekunden: Familie-1-Universum beginnt.

So etwas wirkt doch ganz überzeugend, denn die

Teilchenphysiker verweigern uns eine vierte

Familie von Elementarteilchen.

Wenn die Familien-Einteilung des Standardmodells

der Elementarteilchen zutrifft, dann sollte man das

Familie-2-Proton, charm-charm-strange, relativ leicht

nachweisen können.

Die anderen drei von mir angenommenen Hyperonen,

Familie-2-Neutron, Familie-3-Proton und Familie-3-Neutron,

sind wahrscheinlich wesentlich weniger stabil.

Die Neutronen aller drei Familien sind im freien Zustand

instabil, und in den Atomkernen gebunden wesentlich stabiler.

Erforderliche Reaktionsgeschwindigkeit:

86 400 Sekunden pro Tag,

365,25 Tage pro Jahr,

3,16 mal 10 hoch 7 Sekunden pro Jahr,

13 000 000 000 Jahre ist das Universum alt,

4,1 mal 10 hoch 17 Sekunden ist das Universum alt.

Um eine analoge Evolution der Materie innerhalb von

10 hoch minus 10 Sekunden stattfinden lassen zu können,

müsste die Reaktionsgeschwindigkeit der Familie-2-Materie

4 mal 10 hoch 27 mal höher sein, als die

Reaktionsgeschwindigkeit der Familie-1-Materie ist.

Das ist natürlich viel verlangt, denn die Masse des

Myons beträgt nur das 207-fache der Elektronenmasse.

Am Ende des Familie-2-Universums ist es wahrscheinlich

viel zu heiß für komplexe Strukturen aus Familie-1-Materie.

So ähnlich würde es für uns sein, wenn wir Strukturen aus

ultrakaltem Bose-Einstein-Kondensat aufbauen wollten.

Wie sieht eine Familie-2-Intelligenz einen von ihr

gebauten Familie-1-Roboter?

Ultra-kalt, sonst verdampft er, riesengroß,

federleicht, zumindest was seine Dichte anbelangt,

so langsam, wie für uns die Kontinentalverschiebung,

also ein Monument für die Ewigkeit.

Und wie sehen wir ihn?

Das sind natürlich die UFOs.

Der Weg zum Familie-0-Universum führt über den Kräftezerfall:

Unterhalb von 10 hoch 18 GeV spaltet sich die Gravitation

von den anderen Kräften ab.

Das Wechselwirkungsteilchen der Gravitation ist das Graviton.

Unterhalb von 10 hoch 16 GeV spaltet sich die starke Kraft

von der elektroschwachen Kraft ab.

Die Teilchen der starken Kraft sind die sechs Quarks.

Die Wechselwirkungsteilchen der starken Kraft sind die acht Gluonen.

Unterhalb von 10 hoch 2 GeV spaltet sich die schwache Kraft

von der elektromagnetischen Kraft ab.

Die Wechselwirkungsteilchen der schwachen Kraft sind die

drei Eichbosonen oder Weakonen W-plus, W-minus und Z-null.

Das Wechselwirkungsteilchen der elektromagnetischen Kraft ist das Photon.

Die Photonen, die Gluonen und die Weakonen werden auch als

Vektorbosonen bezeichnet.

1 GeV = 1 Gigaelektronenvolt = 1 Milliarde Elektronenvolt,

1 GeV = 10000 GK = 10000 Gigakelvin = 10000 Milliarden Kelvin,

1 nK = 1 Nanokelvin = 1 Milliardstel Kelvin.

Unterhalb von drei Nanokelvin spaltet sich die elektromagnetische

Kraft in die elektrische und die magnetische Kraft auf.

Das Teilchen der elektrischen Kraft ist das Drilektron mit den

Ladungen plus oder minus von einem Drittel der Elektronenladung.

Das Wechselwirkungsteilchen der elektrischen Kraft ist das Pho.

Das Teilchen der magnetischen Kraft ist der magnetische Monopol

mit den Polungen nord oder süd.

Das Wechselwirkungsteilchen der magnetischen Kraft ist das Ton.

Unterhalb von drei Nanokelvin zerfällt daher die Materie wie wir

sie kennen, und in einigen Billionen Jahren, wenn unser Universum

ausreichend abgekühlt ist, wird dies ein häufiges Phänomen sein.

Wir machen Fortschritte:

Das Familie-2-Neutron, strange-strange-charm, oder
charmed Omega, wurde bereits im Jahre 2006 nachgewiesen,
mittlere Lebensdauer: 6,9 mal 10 hoch minus 14 Sekunden,
Ruhe-Energie: 2697,5 Mega-Elektronenvolt.

Zum Vergleich:

Das Familie-1-Neutron, down-down-up,
mittlere Lebensdauer: 882 Sekunden,
Ruhe-Energie: 939,6 Mega-Elektronenvolt.

Das Familie-2-Proton, charm-charm-strange, oder
double charmed Omega, wurde leider noch nicht nachgewiesen.

Literatur:

http://en.wikipedia.org/wiki/Omega_baryon

http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s047.pdf


Karl Bednarik, Anmerkung zur Geschichte

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