Das Nichts, aus dem alles entstand

Einführung

Am Anfang von allem existierte nichts. Das ist die gängige Meinung. Der Bibel zufolge ist die Welt durch einen göttlichen Schöpfungsakt entstanden. Nach ihr ist Gott der Ursprung von allem, was existiert. Das ist eine Prämisse der Geisteswissenschaften, die keine andere Erklärung akzeptiert. Unseren naturwissenschaftlichen Kenntnissen entsprechend, beginnt die Zeit in unserem Universum mit dem Urknall vor ca. 13,8 Milliarden Jahren, wobei die Entstehung des von uns beobachtbaren Universums und unserer Welt mit dem bewährten Standardmodell der Kosmologie aus einer Singularität exakt beschrieben wird. Der Urknall ist dabei für den expandierenden Raum und das Fortschreiten der Zeit verantwortlich. Wie durch andere Modelle beschrieben, könnte die dafür verantwortliche Singularität durch endlose Prozesse in einem bereits existierenden anderen Raum aus einem superschweren Schwarzes Loch entstanden sein, welches über einen ewigen Zeitraum hinweg Materie angesammelt hatte, die aus dem Nichts entstand. Da Ewiges keinen Anfang und kein Ende hat, kann dafür keine Zahl benannt werden.

Das Nichts ist ein grenzenloser leerer Raum. Im Nichts kann es keine Orte und auch keine Zeit geben, da sich in ihm auch keine materiellen Teilchen befinden, mit deren Abstand die Größe des Raums und mit deren Bewegung auch eine Zeit definiert werden könnte. Physikalisch ist ein Raum, in dem sich absolut nichts, also weder feste noch flüssige noch gasförmige Materie befindet, ein Vakuum. Ein Vakuum enthält nichts, sagt man deshalb, weil sich in ihm keine messbaren materiellen Teilchen, keine Ladungen und auch keine messbaren elektromagnetischen Wellen befinden. Weil dies gilt und keine Fundamentalkräfte wirken, enthält es weder potenzielle Energie der Gravitation noch potenzielle Energie der Elektrostatik und auch keine kinetische Energie. Also muss für das Vakuum die Gesamtmasse m = 0, Gesamtladung q = 0 und Gesamtenergie E = 0 sein. Die Frage lautet damit, wie kann aus dem Nichts unsere materielle Welt ohne Wunder entstehen? Diese Frage impliziert, dass es möglich sein muss, alles durch die Naturwissenschaften ohne Wunder zu erklären.

Positive und negative Ladungen sowie positive und negative Massen

Mathematisch gesehen, addieren sich positive und negative Ladungen q und -q zu null, was natürlich auch für die Energie und für positive und negative Massen m und -m gelten muss. Auf diese Weise neutralisieren sie sich und scheinen deshalb nicht mehr zu existieren. Wenn sich also unendlich viele mögliche Elementarteilchen auf diese Weise im Vakuum verborgen zu null addieren, dann müssen es Teilchenpaare mit jeweils positiver und negativer Ladung, sowie mit positiver und negativer Masse, sowie mit positiver und negativer Energie E sein, weil nach Einstein E = mc² gilt, bei denen sich die einzelnen Werte zu null aufaddieren. Das c in der Formel ist der Wert der Lichtgeschwindigkeit. Da auf diese Weise nichts mehr messbar ist, spricht man quantenmechanisch von der Nullpunktsenergie des Systems, in dem sich scheinbar nichts befindet.

Diese Überlegungen werden durch experimentelle Fakten bestätigt. Da durch Vakuumfluktuationen Elementarteilchen entstehen können, bedeutet dies, dass sie im Vakuum in anderer Form bzw. in einem anderen Zustand existieren müssen und mit ihm ein spezielles System mit null messbarer Gesamtmasse, mit null messbarer Ladung und null messbarer Gesamtenergie einen anderen nicht mehr messbaren Zustand bilden, bei dem die einzelnen verschiedenen Elementarteilchen nicht mehr in Erscheinung treten. Das kann man sich wie bei Atomen vorstellen, die ebenfalls ein eigenes System bilden, in dem die Ladungen neutralisiert, aber nicht ausgelöscht werden. In ihnen bilden die Elektronen und Nukleonen und ihre Elementarteilchen ebenfalls ein System, bei dem die einzelnen Elementarteilchen, aus denen sie bestehen, nicht mehr in Erscheinung treten.

Ferner ist bekannt, dass alle Elementarteilchen mit Ruhmasse, die sogenannten Baryonen neben ihrer Masse positive oder negative Ladung tragen, einen Drehimpuls und einen Spin sowie Austauschteilchen, die Bosonen, besitzen, mit denen sie untereinander wechselwirken können. Das bedeutet, dass Ladungen und Spin nicht ohne einen materiellen Träger existieren und auch ohne ihre Bosonen nicht wechselwirken können. Wenn also im Vakuum keine Masse, keine Ladung und kein Spin existieren darf, dann wurden alle Massen mit ihren Ladungen und ihren Drehimpulsen in dieser speziellen Einheit, die sich Vakuum nennt und das Nichts charakterisiert, über ihre Wechselwirkung neutralisiert. Wenn sich alle möglichen Elementarteilchenpaare mit Ladungen q und -q und Massen m und -m zu null aufaddieren, dann sind ihre einzelnen positiven und negativen Ladungen sowie ihre einzelnen positiven und negativen Massen nicht mehr messbar/identifizierbar, aber im System dennoch vorhanden. Quantenmechanisch befindet sich dann das grenzenlose, unendlich ausgedehnte System Vakuum mit unendlich vielen potenziell erzeugbaren Teilchenpaaren im Zustand geringster Energie.

Positive und negative Ladungen verschwinden damit grundsätzlich nicht, wenn sie sich bei Wechselwirkungen neutralisieren, sondern bilden wie z.B. in Atomen neutrale Einheiten, bei denen die quantenmechanischen Zustände der negativen Elektronen durch Wellenfunktionen beschrieben werden, die mit der positiven Ladung im Atomkern einen gemeinsamen Zustand bilden. Klassisch gesehen, kreisen die negativen Ladungen um den positiven Kern und können sich nicht auslöschen. Durch Energiezufuhr können sie in angeregte Zustände gelangen und wieder dissoziieren, also sich wieder voneinander trennen. Entsprechend können auch die Elementarteilchen, die wir über das Standardmodel der Elementarteilchen kennen, Paare mit positiver und negativer Masse bilden, die zusammen mit ihren positiven und negativen Ladungen in einem quantenmechanischen Grundzustand mit Nullmasse und Nullladung existieren, ohne im Vakuum messbar zu sein.

Nur die uns bekannten Elementarteilchen, die wir mit Masse, Ladung und Spin kennen und die über die Fundamentalkräfte die Naturgesetze entwickeln, bilden die Materie unserer Welt und sind auch über ihre Wechselwirkungen für die Dynamik des Geschehens verantwortlich. Allerdings ist die Masse unseres Universums, die wir experimentell nachweisen können, keine Größe ohne Vorzeichen, sondern wirkt bei Massen mit gleichem Vorzeichen gravitativ positiv. Elementarteilchen mit negativer Masse existieren in unserer Welt nicht, sonst könnte man sie experimentell nachweisen. Das bedeutet aber nicht, dass es sie auch im Weltall nicht geben kann. Teilchen mit negativen Massen können sich im All wie unsere Elementarteilchen mit denselben Mechanismen zusammenlagern und sogar in unserem Universum Materie und damit auch Sonnen und Planeten mit negativer Masse und negativer Energie bilden, die wir nicht beobachten können. Entsprechend dem Gravitationsgesetz würde diese negative Materie durch Abstoßungskräfte nie in Berührung mit den uns bekannten Sonnen und Planeten mit positiver Materie kommen können. Alles, was positive Masse wie die Elementarteilchen unseres Universums hat, würde abgestoßen werden, sodass jegliche Wechselwirkung auch mit elektromagnetischen Wellen verhindert wird. Deshalb verhält sich Materie mit negativer Masse wie die Dunkle Materie, bei der nur ihre gravitative Wirkung nachgewiesen werden kann.

Prämissen

So wie es positive und negative Ladungen gibt, die sich aufgrund der Fundamentalkraft des Elektromagnetismus anziehen oder abstoßen, so kann es auch grundsätzlich positive und negative Massen geben, die sich aufgrund der Fundamentalkraft der Gravitation gemäß dem Newtonschen Gravitationsgesetz je nach Vorzeichen anziehen oder abstoßen. Solange auf unserer Welt negative Massen nicht nachgewiesen werden können, existieren sie nur hypothetisch. Allerdings werden sie im Zusammenhang mit der beschleunigten Expansion des Universums und den zu hohen Geschwindigkeiten der äußeren Sonnensysteme in den Galaxien diskutiert, da Dunkle Materie und Dunkle Energie auch mit den Eigenschaften negativer Materie erklärt werden kann. Die gleichzeitige Entstehung von positiver und negativer Materie würde damit auch die ebenso riesige Menge von Dunkler Materie wie die der beobachtbaren positiven Materie unseres Universums erklären. Wie und warum aus dem Nichts ohne Wunder Materie entstehen kann, wurde bereits in dem Artikel www.tabularasamagazin.de/hans-sixl-wie-koennen-welten-ohne-wunder-aus-dem-nichts-entstehen/ in den Grundzügen beschrieben.

Aufgrund der heutigen Erkenntnisse der Naturwissenschaften kann von folgenden Prämissen ausgegangen werden:

1. Alles auf unserer Welt kann mit den Gesetzmäßigkeiten der modernen Naturwissenschaften ohne Wunder erklärt werden.
2. Alles und damit auch das riesige Universum mit seiner gesamten Masse und gesamten Energie ist aus dem Nichts entstanden.
3. Was aus dem Nichts entsteht, muss zuvor in anderer Form in ihm enthalten gewesen sein. Dabei müssen die Erhaltungssätze der Physik erfüllt sein.
4. Neben Elementarteilchen mit positiver Masse gibt es auch die entsprechenden Elementarteilchen mit negativer Masse.
5. Im Vakuum befinden sich ebenso viele Elementarteilchen mit positiver Masse wie mit negativer Masse sowie positiver und negativer Ladung, die sich neutralisieren und dadurch nicht mehr messbar sind.
6. Unter Energieerhaltung können deshalb nur ebenso viele Elementarteilchen mit positiver, wie mit negativer Masse aus dem Vakuum entstehen.
7. Materie mit negativer Masse wird von Materie mit positiver Masse abgestoßen. Dadurch können sie im All koexistieren.
8. Es gibt grundsätzlich keine Begrenzung des Raums und der Zeit auch vor dem Big Bang. Das bedeutet, dass auch die Singularität, aus der unser Universum entstanden ist, selbst zuvor entstanden sein musste und damit eine Dynamik in der Vergangenheit in einem anfangs leeren Raum hatte.

Mit diesen Prämissen handelt es sich bei diesem Artikel um einen naturwissenschaftlich-philosophischen Beitrag auf Basis begründeter logischer Argumentation, bei der die bekannten naturwissenschaftlichen Gesetzmäßigkeiten genutzt werden, um einen konsistenten, in sich schlüssigen Beitrag zur Lösung noch offener kosmologischer Fragen des Standardmodells der Kosmologie zu liefern.

Unter den genannten Prämissen ergeben sich auf Basis unserer naturwissenschaftlichen Erkenntnisse folgende Fakten:

– Wenn unsere Welt ohne Wunder aus dem Nichts entstanden ist, muss sie darin in anderer Form, naturwissenschaftlich nicht nachweisbar, enthalten gewesen sein. Dies kann naturwissenschaftlich nur mit der Existenz hypothetischer negativer Massen mit negativer Energie neben der uns bekannten positiven Masse mit positiver Energie verstanden werden.

– Hypothetische Elementarteilchen mit negativer Masse tragen wie solche, die wir mit positiver Masse kennen, entweder eine positive oder eine negative Ladung. Jedes der uns bekannten Elementarteilchen kann auf diese Weise mit definierter positiver und negativer Masse und mit definierter positiver und negativer Ladung insgesamt vier verschiedene Elementarteilchen derselben Masse bilden, deren Ladung und Masse sich in der Summe zu null addiert.

– Da die Masse mit Energie verbunden ist und nach Einstein E = mc² gilt, haben jeweils diese vier Varianten der einzelnen Elementarteilchen in Summe neben der Masse und Ladung auch die Energie null. Damit wirken im Vakuum auch keine Fundamentalkräfte mehr und damit sind die Elementarteilchen in ihm auch nicht mehr messbar, womit der Raum automatisch leer erscheint.

– Für alle Elementarteilchen gelten die Naturgesetze und insbesondere die Quantenmechanik und die Quantenfeldtheorie, wobei letztere für die Fundamentalkräfte verantwortlich ist.

– In unserer realen Welt wechselwirken reale Teilchen mit jeweils positiver und negativer Ladung sowie jeweils positiver und negativer Masse aufgrund der elektromagnetischen sowie gravitativen Fundamentalkraft miteinander und verschwinden dabei nicht, wenn sie sich in elektrisch neutrale Einheiten entweder mit Ladung null und Masse null umwandeln und ein neues System bilden, bei dem ihre Bestandteile nicht mehr einzeln nachweisbar sind.

– Elementarteilchen können im Vakuum verschwinden, wenn sie mit gleichartigen Elementarteilchen mit positiver und negativer Ladung sowie mit positiver und negativer Masse mit Gesamtladung null sowie mit Gesamtmasse null und Gesamtenergie null rekombinieren. Wie Elektronen und Nukleonen dabei gemeinsam elektrisch neutrale Systeme bilden, in denen die Teilchen nicht mehr einzeln identifizierbar sind, so sind auch die einzelnen Elementarteilchen im Vakuum ähnlich wie in Atomen nicht mehr einzeln identifizierbar.

Vakuumfluktuationen

Vakuumfluktuationen werden im Zusammenhang mit der Bildung von virtuellen Teilchen-Antiteilchenpaaren diskutiert. Beispielsweise ist das Positron das Antiteilchen des Elektrons. Ein Teilchen-Antiteilchenpaar kann innerhalb der Unschärferelation aus dem Nichts für eine sehr kurze Zeit nicht direkt messbar entstehen und sofort wieder rekombinieren/annihilieren. Die Energie, die dabei für die Bildung der Teilchenpaare erforderlich war, wird instantan bei der Rekombination zurückgewonnen. Als wichtigste experimentelle Beweise für die Existenz der Quantenfluktuationen gelten der Casimir-Effekt und andere direkte Messungen der Quantenkräfte.

Teilchen-Antiteilchenpaare, die im Labor herstellbar sind, bestehen damit aus zwei Elementarteilchen gleicher positiver Masse aber unterschiedlicher Ladung. Da sie sofort im Nichts verschwinden, müssen sie neben den Ladungen auch ihre Masse verlieren, beziehungsweise neutralisiert werden. Also muss dabei eine der beiden positiven Massen in eine negative Masse umwandelt werden, sodass sich die Massen m₁+m₂ =0 zu Null addieren. Aus der Energie des einen E = mc² wird dann ein Teilchen mit E = -mc², was eine Differenz von 2mc² bedeutet, die auch zur Bildung des Teilchen-Antiteilchenpaare notwendig war. Mit einer positiven und einer negativen Masse sowie mit einer positiven Ladung und einer negativen Ladung reiht sich das so umgewandelte Antiteilchen-Teilchenpaar in den energetischen Nullpunkts-Grundzustand des Vakuums ein. Dann existieren auch die Fundamentalkräfte der Gravitation und Elektromagnetik nicht mehr, da die Ladungen und Massen neutralisiert wurden und so einen neuen Zustand bilden, in dem die Einzelteilchen nicht mehr identifizierbar sind.

Was aus dem Vakuum entstehen kann, muss nach naturwissenschaftlichen Gesetzmäßigkeiten auch im Zustand geringster Energie, der sogenannten Nullpunktsenergie in ihm enthalten gewesen sein. Die realen messbaren Quantenteilchen, aus denen alles auf unserer Welt besteht, müssen dabei, wenn alles aus dem Nichts ohne Wunder entsprechend unseren Naturgesetzen, also unter Energieerhaltung entstanden sein. Da alle Quantenteilchen, die wir kennen, aufgrund ihrer Masse nach Einstein die Energie E = mc² besitzen, können sie unter Energieerhaltung nur paarweise entstehen, wobei der Partner dieselbe Energie mit dem negativen Vorzeichen besitzen muss. Mathematisch geht dies nur, wenn seine Masse negativ ist.

Wenn also aus dem Vakuum Teilchen entstehen können, dann nur paarweise, seien es virtuelle Teilchenpaare durch Vakuumfluktuationen oder reale Teilchenpaare mit einem anderen noch zu klärenden Mechanismus. Das Vakuum ist deshalb physikalisch gesehen nicht absolut leer, da in ihm die Elementarteilchen in einem anderen speziellen quantenmechanischen Zustand verborgen mit ihrer Nullpunktsenergie enthalten sind. Damit ist das Vakuum ein dynamisches System, das mit gewissen Wahrscheinlichkeiten auch Teilchenpaare erzeugen kann, die mit ihrer Nullpunktsenergie verborgen im Vakuum existieren und zu ganz speziellen quantenmechanisch vorprogrammierten Teilchenpaaren gehören, deren Masse, Ladung und Spin sich zu Null addieren.

Alles, was mit Elementarteilchen geschieht, sind quantenmechanische Prozesse, die durch orts- und zeitabhängige Wellenfunktionen beschrieben werden können. Im Vakuum geschieht also immer etwas ohne Unterlass, in ihm herrscht eine Dynamik wie in Atomen. Das Vakuum ist also kein leeres oder totes Nichts, in dem nichts geschieht. Es ist auch ohne messbare Masse ein aktives System, wie wir es von Materie und der belebten Natur kennen, mit einer durch Wahrscheinlichkeiten und Eigenschaften/Informationen vorbestimmten Dynamik, die für die Erzeugungs- und Vernichtungsprozesse von virtuellen und realen Teilchenpaaren durch einen speziellen quantenmechanischen Mechanismus verantwortlich ist. Auch die Atome, aus denen alles besteht, sind mit ihren orts- und zeitabhängigen Wellenfunktionen dynamische Systeme, in denen sich die Elementarteilchen in einem gewissen energetischen Zustand befinden, ohne dass sie ohne weiteres einzeln in Erscheinung treten.

Eigenschaften des Vakuums

Die Materie, die aus dem Vakuum entstehen kann, liegt in ihm mit unendlich vielen unterschiedlichen quantenmechanischen Elementarteilchen in Summe mit Nullmasse und Nullladung gebunden vor. Damit sowohl die Masse als auch die Ladung neutralisiert wird, muss jedes potenziell erzeugbare Elementarteilchen in den vier verschieden Kombinationen m+q, m-q sowie -m+q und -m-q vorliegen. Die Bindung zwischen den im System Vakuum verborgenen Teilchen entsteht quantenmechanisch durch Austauschkräfte.

Da das Vakuum nicht spontan in seine Nullpunkts-Teilchen-Antiteilchenpaare mit positiver und negativer Masse zerfällt, müssen sie wie z.B. wie Moleküle in einem Molekülkristall gebunden vorliegen oder wie Wassermoleküle im Wasser zusammenhalten. Dabei könnten sie aber, ähnlich wie auch Eis im Vakuum Wassermoleküle abgeben/abdampfen kann, auch reale Teilchenkombinationen mit Nullmasse und Nullladung „abdampfen“. Bei Eis und Wasser führt dies zu einem Gleichgewicht mit einem bestimmten Wasserdampfdruck. Ähnlich wie Eis Wassermoleküle abdampft, so könnte auch das Vakuum Teilchen-Antiteilchenpaare abgeben/abdampfen, was dann zu einem bestimmten Gleichgewicht zwischen den im Vakuum kondensierten Teilchenkombinationen und den abgedampften Teilchenkombinationen führt.

Jedes quantenmechanische System besitzt Anregungszustände, die durch Energie überwunden werden können. Dabei können elektrisch positiv und negativ geladene Teilchenpaare sowohl mit positiver und negativer Masse sowie auch solche mit zwei positiven Massen und zwei negativen Massen entstehen. Letztere sind virtuelle Teilchen-Antiteilchenpaare, zu deren Entstehung zusätzlich eine Energie von E = 2mc² aufgebracht werden muss, weshalb sie sofort wieder annihilieren. Die durch Vakuumfluktuationen bewirkte Entstehung von Teilchenkombinationen, bei denen jedoch die Nullmasse und Nullladung erhalten bleibt, gewährt diesen, da keine zusätzliche Energie E=2mc² aufgebracht werden muss, eine wesentlich längere Lebensdauer, die ihnen die Möglichkeit gibt, sich zu trennen und mit anderen Teilchen weiter zu reagieren.

Damit ergeben sich folgende Fakten:

• Elementarteilchen mit Masse tragen grundsätzlich eine Ladung. Es gibt auch keine Baryonen ohne Ladung. Elektrisch neutrale Teilchen entstehen mit den Neutronen erst durch die Zusammenlagerung von geladenen Baryonen und Leptonen mit den Kernkräften sowie später in den Atomen, die aus einem positiv geladenen Kern und einer negativ geladenen Elektronenhülle bestehen.
• Einzelne Teilchen können weder real noch virtuell aus dem Vakuum entstehen noch in ihm verschwinden, da die Energie erhalten bleiben muss. Daher können sie im Vakuum nur paarweise durch Neutralisierung der Masse und der Ladung existieren. Ein reales Masseteilchen kann seine Energie und Masse nur durch ein zweites mit negativer Masse und damit negativer Energie loswerden.
• Entsprechend können auch weder einzelne reale noch einzelne virtuelle Masseteilchen, sondern immer nur Teilchenpaare mit Energie null, also auch mit Gesamtmasse null aus dem Vakuum entstehen und in ihm verschwinden.
• Die Teilchenpaare mit plusminus m und plusminus q bilden mit ihren Nullmassen und Nullladungen im Vakuum eine Einheit, wobei die positiven und negativen Ladungen ihre jeweils positiven und negativen Masse kompensieren und deshalb keine Fundamentalkräfte der Gravitation und Elektrodynamik wirken können.
• Von den vier möglichen Elementarteilchen mit positiven und negativen Massen m sowie positiven und negativen Ladungen q können nur zwei Paare mit Masse null und Ladung null in das Vakuum eintauchen bzw. aus dem Vakuum entstehen. Es handelt sich dabei um die elektrisch neutralen Paare m+q gepaart mit -m-q und um +m-q gepaart mit -m+q. Nach ihrer Entstehung rekombinieren die Teilchenpaare früher oder später wieder, da sie nicht weitere Reaktionen anschließen können.
• Aus dem Vakuum können aber auch umgekehrt Teilchenpaare mit Nullladung und Nullmasse mit jeweils positiver Masse m oder negativer Masse -m entstehen. Es handelt sich dabei um +m+q gepaart mit +m-q sowie -m+q gepaart mit -m-q. Das sind dann zwei elektrisch neutrale Antiteilchenpaare mit entgegengesetztem Vorzeichen der Masse, die sich deshalb durch ihre Gravitation abstoßen, aber auch getrennt sofort wieder paarweise rekombinieren können.

Wie kann aus dem Vakuum Materie entstehen?

Da sich in dem Vakuum unendlich viele zu Nullladung und Nullmasse kompensierte Elementarteilchen befinden, können auch Teilchenkombinationen verschiedener Elementarteilchen paarweise mit Nullladung und Nullmasse als vorübergehend reale Teilchenpaare durch Vakuumfluktuationen aufpoppen. Da sie immer eine positive und eine negative Ladung +q und -q tragen, sind die Paare jeweils elektrisch gebunden. Paare mit doppelter positiver oder negativer Ladung können im Gegensatz zu Paaren mit doppelter positiver oder negativer Masse nicht entstehen, da sie sofort dissoziieren würden. Das liegt daran, dass die elektromagnetische Fundamentalkraft viel größer ist als die der Gravitation.

Da das Vakuum aus vielen unterschiedlichen Elementarteilchen mit Nullmasse und Nullladung besteht, können mit geringerer Wahrscheinlichkeit auch vier Teilchenpaare aus verschiedenen Elementarteilchen entstehen, deren Massen und Ladungen in der Summe ebenfalls null ergeben. Es handelt sich dabei um die jeweils elektrisch positiven und negativen und damit neutralen Teilchenpaare mit den jeweiligen Gesamtmassen m₁+m₂ und -m₁-m₂, deren Masse sich ebenfalls zu Null addiert. Zwischen den so gebildeten elektrisch neutralen Massenpaaren entsteht instantan durch die negative Gravitation eine Abstoßung. Nachdem sich die beiden Massenpaare getrennt haben, können sie aber im Gegensatz zu zwei gleichen Massen nicht mehr unabhängig in das Vakuum rekombinieren, da die jeweils neutralen Teilchenpaare +m₁+q und +m₂-q sowie +m₁-q und +m₂+q sowie auch die elektrisch neutralen Teilchenpaare mit Antimassen -m₁+q und -m₂-q sowie -m₁-q und -m₂+q keine Antiteilchen mehr sind, wie es bei gleichen Massen der Fall wäre. Bei einer Rekombination dieser Teilchenpaare würde damit der Energieerhaltungssatz verletzt.

Mit Teilchenpaaren aus zwei verschiedenen Elementarteilchen des Vakuums mit m₁+m₂ und -m₁-m₂ können damit die durch Quantenfluktuationen entstandene Elementarteilchenpaare aufgrund der gravitativen Abstoßung von positiven und negativen Massen nicht mehr wie virtuelle Teilchenpaare rekombinieren und im Vakuum verschwinden, sondern werden stabil und bilden auf diese Weise langlebige reale elektrisch neutrale Teilchenpaare.

Da jedes dieser so gebildeten realen Teilchenpaare elektrisch neutral ist, wirken zwischen ihnen und anderen mit jeweils demselben Vorzeichen nur noch anziehende Gravitationskräfte, wobei sich die Paare mit jeweils positiver Masse anziehen, und neue zusammengesetzte Teilchen bilden können, was ebenso für die Teilchenpaare mit der jeweils negativen Masse gilt. Sie bilden dabei neue elektrisch neutrale zusammengesetzte Systeme wie Nukleonen, Atome oder Moleküle, die sich von den jeweils entsprechenden Systemen, die sich mit dem anderen Massenvorzeichen bilden, abstoßen.

Mit den Teilchenpaaren mit positiven Massen bilden sich auf diese Weise in vielen Einzelschritten während unendlich langen Zeiten elektrisch neutrale Welten mit positiven Massen sowie die entsprechenden Welten mit negativen Massen, die sich gegenseitig aufgrund der negativen Gravitation abstoßen und deshalb nie wieder in Summe zu Nullmasse und Nullladung rekombinieren können. Aus dem Nichts entstand mit diesen Prozessen in Übereinstimmung mit den uns bekannten Naturgesetzen auch unsere Welt, in der wir von den anderen Welten mit anderem Massenvorzeichen nichts spüren können.

Was bewirkt die Koexistenz von positiven und negativen Massen?

Da überall im All auf diese Weise gleichzeitig Materie mit positiver und negativer Masse entstehen kann, die sich jeweils abstoßen, sorgen sie mit ihrer Existenz zwischen den mit positiver Masse gebildeten Sonnensysteme zu einer Abstoßung des Gesamtsystems, was zu einer beschleunigten Expansion unseres Universums führt, die auch beobachtet wird und mit dem Standardmodell der Kosmologie allein nicht erklärt werden kann.

Negative Massen zwischen positiven Massen haben immer einen geringeren Abstand zueinander als die jeweils positiven oder negativen Massen untereinander. Beispielsweise hat eine negative Masse -m zwischen zwei positiven Massen gleicher Größe m aufgrund des halben Abstands zu den positiven Massen eine viermal größere Abstoßungskraft als die Anziehungskraft zwischen den positiven Massen.

Da negative Massen zwischen den beobachteten Galaxien aufgrund ihrer stärkeren Abstoßung auf die äußeren Sonnensysteme einer Galaxie im Vergleich zu den inneren Sonnensystemen als Druck von außen wirken, kreisen sie schneller als erwartet um das zentrale superschwere Schwarzes Loch. Für die Galaxie wirkt es so, als hätte das Schwarze Loch im Zentrum eine größere Masse für die außen kreisenden Sonnensysteme als für die innen um das Zentrum kreisende Sonnensysteme. Sie wirken deshalb exakt so, wie man es der Dunklen Materie und der Dunklen Energie zuschreibt. Nur die Koexistenz von negativen und positiven Massen im Weltall kann damit die Eigenschaften und Menge der Dunklen Materie und der Dunklen Energie sowie die mit den Galaxien zusammenhängenden Phänomene ergänzend zu dem Standardmodell der Kosmologie erklären.

Schlussfolgerungen

Das Faszinierende an der Hypothese von negativen Massen ist, dass sie nicht nur die deutliche Wirkung der Dunkle Materie im Universum erklärt, die in großer Menge vorhanden ist, sondern auch grundsätzlich die Entstehung von Materie und Energie aus dem Nichts. Die durch Vakuumfluktuationen entstandene Materie kann sich z.B. als positive oder negative Masse und Energie in den Singularitäten von Schwarzen Löchern mit jeweils positiver und negativer Masse ansammeln und auch als superschweres Schwarzes Loch für die Singularität des Standardmodels der Kosmologie verantwortlich sein. Aus der positiven Masse des Schwarzen Loches bilden sich dann beim Big Bang sofort Elementarteilchen mit ebenfalls positiver Masse, ohne dass sich die zugehörigen Antiteilchen bilden, was das Antisymmetrieproblem des Standardmodells der Kosmologie löst. Das Standardmodell geht von elektromagnetischer Energie aus, die aus der Singularität in Teilchen-Antiteilchenpaare zerfällt und hat dann das Problem, dass im Endeffekt die entsprechen riesige Menge von Antiteilchen verschwinden muss. Die Hypothese der Koexistenz von negativer und positiver Masse im All, die aus dem Vakuum entsteht, ergänzt damit das Standardmodell der Kosmologie, indem es wesentliche kritische Probleme beseitigt.

Drucken