VP 07

Ursprung der Energie
Vortragende/r: Dr. Hans-Otto Carmesin
Institution:Studienseminar Stade und Gymnasium Athenaeum
Datum:17. November 2020
Zeit:17:00 - 17:45 Uhr
Raum:Physik / Naturwissenschaften

Die Energie ist ein wichtiges Basiskonzept und ein spannendes Thema für Entdeckungen. Leibniz führte die kinetische Energie 1686 als Vis Viva ein. Mayer entdeckte 1842 die Bedeutung der Energie auch jenseits der Mechanik, z. B. in der Chemie und in der Thermodynamik. Einstein erkannte 1905, dass die Energie in Masse umgewandelt werden kann. Planck fand heraus, dass ein Quantenobjekt nie zur Ruhe kommt, sondern wenigstens eine Nullpunktschwingung ausführt und daher mindestens die Nullpunktenergie hat. Aber woher kommen die Energie und Masse im Universum? Tryon vermutete 1973, dass die Energie des Universums aus Nullpunktschwingungen stammt.

Die vier grundlegenden Energien im Universum sind Energien der Materie, der Strahlung, der Raumkrümmung und die dunkle Energie. Diese vier Energien wurden anhand der Hintergrundstrahlung sehr genau gemessen und können auch aus der Rotverschiebung entfernter Galaxien ermittelt werden.

Wir untersuchen, ob diese gemessenen Energien nur aus Nullpunktenergien stammen können: Dazu gehen wir vom heutigen Lichthorizont aus, den die Lernenden mithilfe der Schulsternwarte fotografieren. Wir analysieren die Raumausdehnungsdynamik rückwärts, zu kleinen Lichthorizonten und hohen Dichten, bis zur Planck-Dichte, dichter geht es nicht. Daher ermitteln wir die Zeitentwicklung weiter zurück entsprechend einer Dynamik mit konstanter Dichte, der Dynamik der kosmischen Entfaltung, bis zur Planck-Länge bei 10-35 m. Bei dieser winzigen Länge gibt es energiereiche Nullpunktschwingungen im lokalen Bezugssystem, welche präzise die heute beobachteten vier Energien des Universums erklären (H.-O. Carmesin (2020): The Universe Developing from Zero-Point Energy: Discovered by Making Photos, Experiments and Calculations. Berlin: Verlag Dr. Köster)

Ich berichte über Erfahrungen mit Lernenden ab Klasse 10 einer Jugend forscht AG. Ich stelle die wesentlichen Energieumwandlungen in einfacher Form dar.