Ich bin sehr froh, wieder hier in Lindau sein zu dürfen und die Gelegenheit zu haben,
mit Ihnen über wissenschaftliche Fragen zu sprechen, die mich interessieren.
Heute möchte ich über die Möglichkeit sprechen, dass Größen, die normalerweise als Naturkonstanten betrachtet werden,
in Wirklichkeit nicht konstant sind, sondern sich mit der Zeit langsam ändern.
Möglicherweise ändern sie sich und diese Änderung ist so langsam, dass sie sich in normalen Laborexperimenten nicht zeigt.
Diese Idee, dass Naturkonstanten sich vielleicht in Wirklichkeit ändern, wurde zuerst vor 50 Jahren von Milne eingeführt.
Das ist keine neue Idee.
Nun, Milne unterstützte seine Argumente durch philosophische Überlegungen,
die, wie ich glaube, nicht sehr zuverlässig sind, aber er hat dennoch eine neue Idee in die Physik eingeführt.
Eine Idee, die seit damals viele Leute erregt hat, und die heute sehr aktiv untersucht wird.
Nun, wenn wir über Naturkonstanten nachdenken, müssen wir erst einmal sicherstellen,
dass die Größen, an denen wir Interesse haben, dimensionslos sind.
In anderen Worten, dass sie nicht davon abhängen, welche Einheiten wir verwenden.
Wenn wir eine Größe haben, die davon abhängt, ob wir Zentimeter oder Zoll verwenden,
dann wird eine solche Größe ihrer Natur nach nicht sehr fundamental sein.
Sie wird davon abhängen, welche Einheiten wir wählen.
Wir müssen daher sicherstellen, dass wir nur Größen diskutieren, die unabhängig von Einheiten sind, dimensionslose Größen.
Nun, viele Leute, die etwas über diese Frage schreiben, vergessen dies eher.
Man kann jetzt gedruckte Arbeiten sehen, wo Leute diskutieren, ob es möglich sein kann, dass die Lichtgeschwindigkeit variiert.
Die Lichtgeschwindigkeit hängt sehr stark von den Einheiten ab.
Eine Längeneinheit und eine Zeiteinheit, und die Frage, ob die Lichtgeschwindigkeit sich ändert oder nicht,
wird davon abhängen, wie diese Einheiten definiert sind und ist keine grundsätzliche Frage, kein fundamentales Problem.
In theoretischen Arbeiten wählt man normalerweise die Einheiten von Länge und Zeit so,
dass die Lichtgeschwindigkeit gleich 1 wird.
Dann ist es natürliche keine Frage, dass sie konstant sein muss.
Fokussieren wir also unsere Aufmerksamkeit auf dimensionslose Größen.
Da gibt es solche, die in der Physik sehr bekannt sind.
Eine von ihnen ist die Feinstrukturkonstante, deren Kehrwert ist e2 geteilt durch...
der Kehrwert ist h, die Plancksche Konstante, geteilt durch 2 pi, c die Lichtgeschwindigkeit geteilt durch e2.
Eine sehr berühmte Konstante in der Theorie der Atome und ihr Wert ist ungefähr 137.
Eine andere Naturkonstante, die einem sofort in den Sinn kommt,
ist das Verhältnis zwischen der Protonen- und der Elektronenmasse.
mp geteilt durch me:
und das ist ungefähr 1840.
Und dann gibt es da eine andere Konstante, die sich sofort aufdrängt.
Wenn man ein Wasserstoffatom betrachtet mit einem Elektron und einem Proton,
dann ziehen sie sich mit einer Kraft an, die umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung ist, eine elektrische Kraft.
Es gibt ebenfalls eine Gravitationskraft zwischen ihnen, die umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung ist.
Das Verhältnis dieser beiden Kräfte ist eine Konstante.
Es ist eine dimensionslose Konstante und hat den Wert e2 geteilt durch G me mp.
Hier ist G, großes G, die Gravitationskonstante.
Wenn man dies ausrechnet, bekommt man ungefähr 7 mal 10 hoch 39 heraus, eine extrem große Zahl.
Nun, Physiker glauben, dass sie am Ende für all die natürlichen Zahlen, die da auftauchen, eine Erklärung finden werden.
Es sollte für diese Zahlen eine Erklärung geben.
Wenn wir eine bessere Theorie der Elektrodynamik hätten, würde es uns vermutlich erlauben, diese Zahl 137 zu errechnen.
Wenn wir Elementarteilchen besser verstehen würden, dann sollte es einen Weg geben,
dieses Massenverhältnis zu berechnen und diese Nummer hier zu erhalten.
Diese Berechnungen würden nur mathematische Größen enthalten, vier pi und so ähnliche Faktoren.
Wir sollten uns daher vorstellen, dass diese Zahlen aus diesen einfachen mathematischen Zahlen konstruiert sind.
Aber was ist mit dieser Zahl hier?
Diese enorme Zahl hier?
Wie kann man das jemals erklären?
Man kann nicht darauf hoffen, sie mit Hilfe von vier pi und solchen Dingen zu erklären.
Vielleicht sollte man diese Zahl nicht für sich allein erklären,
sondern sie sollte mit einer anderen großen Zahl verbunden werden, die durch das Alter des Universums geliefert wird.
Es scheint, dass das Alter des Universums einen gut definierten Anfang hat - einen Urknall, wie es genannt wird –
das ist ziemlich allgemein akzeptiert, so dass es ein definiertes Alter des Universums gibt.
Das Alter wird durch die Hubble-Konstante geliefert,
die durch das Verhältnis der Fluchtgeschwindigkeit von entfernter Materie zu ihrer Entfernung gegeben ist.
So erhalten wir ungefähr 18 Milliarden Jahre als das Alter des Universums.
Es ist nicht wirklich bekannt, da existiert möglicherweise ein Fehler von einem Faktor von bis zu zwei in der Berechnung,
aber es ist etwas von dieser Größenordnung, sagen wir 18 mal 10 hoch 9 Jahre.
Nun, das beinhaltet die Einheit Jahre und wir sollten etwas Grundsätzlicheres in unserer Theorie haben.
Also nehmen wir eine Zeiteinheit, die durch elektronische Konstanten gegeben ist, e² geteilt durch mc3, zum Beispiel.
Das ist eine Zeiteinheit.
Wenn wir dieses Alter des Universums in dieser Zeiteinheit ausdrücken, erhalten wir die Zahl 2 mal 10 hoch 39.
Wir erhalten eine Zahl, die ungefähr so groß ist, wie diese Zahl hier.
Nun könnte man sagen, das ist ein unglaublicher Zufall.
Ich glaube nicht, dass es ein Zufall ist, ich glaube, dafür gibt es einen Grund,
den wir zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht kennen, aber den wir irgendwann in der Zukunft kennen werden,
wenn wir mehr über die Theorie der Atome und Kosmologie wissen.
Und dann werden wir eine Basis haben, um diese zwei Zahlen zu verbinden.
Diese zwei Zahlen sollten ausgedrückt werden,
dass eine der Zahlen gleich dem Produkt eines einfachen numerischen Faktors und der anderen Zahl ist.
Nun, ich nehme an, dass es eine solche Verbindung gibt und dass es nicht nur Zufall ist.
Das ist die ganze Basis der Theorie, die ich nun vorstellen werde.
Diese Zahl hier ist nicht konstant, sie erhöht sich kontinuierlich in dem Maße, in dem das Universum älter wird,
und wenn diese zwei Zahlen miteinander verbunden sind, dann heißt das,
dass diese Zahl hier auch nicht konstant sein darf
und sich kontinuierlich in dem Maß vergrößert, in dem das Universum älter wird.
Wir sehen, dass diese Zahl proportional zur Zeit t, dem Alter des Universums, größer werden muss.
Normalerweise werden diese Dinge hier auf der linken Seite als konstant angenommen.
Nun, wir können nicht länger alle diese Dinge als konstant annehmen.
Man nimmt üblicherweise an, dass die atomaren Größen konstant sind, e, m, die zwei m,
und dann haben wir G, das proportional zu t hoch minus eins variiert.
Um dieses Ergebnis zutreffend auszudrücken, sollte man sagen,
dass die Gravitationskonstante in atomaren Einheiten nach dem Gesetz t hoch minus 1 abnimmt.
Man darf nicht generell sagen, dass die Gravitationskonstante abnimmt,
weil sie für sich genommen eine Größe mit einer Dimension ist,
und man muss es vermeiden über Größen, die eine Einheit haben, zu sprechen.
Man muss sagen, dass, man muss es so ausdrücken, dass G in atomaren Einheiten sich diesem Gesetz folgend ändert.
Es gibt noch einen anderen Weg, dies zu betrachten: die Gravitationskonstante ist,
die Gravitationskraft ist verglichen mit den anderen in der Physik bekannten Kräften sehr schwach,
sehr schwach insbesondere im Vergleich zu der elektrischen Kraft.
Warum ist sie so schwach?
Wir könnten annehmen, dass diese Kräfte ungefähr gleich stark waren,
als das Universum geboren wurde, und dass die Gravitationskraft diesem Gesetz folgend immer schwächer geworden ist.
Sie hatte sehr viel Zeit, um schwächer zu werden, und das ist der Grund, dass sie jetzt so schwach ist,
wir bekommen so ein vereinheitlichtes Prinzip.
Es entsteht die Frage, wie wir diese Annahme, dass G sich ändert,
mit unseren standardmäßigen physikalischen Ideen in Übereinstimmung bringen können?
Das ist eine Frage.
Eine andere Frage ist:
Gibt es irgendeinen experimentellen Beweis dafür?
Dies sind die zwei Fragen, die ich hier ausführlich diskutieren will.
Zunächst stellt sich die schwierige Frage, wie wir dies mit Einsteins Theorie der Gravitation in Übereinstimmung bringen.
Einsteins Theorie der Schwerkraft ist sehr erfolgreich, wir können sie nicht einfach über Bord werfen.
Wir müssen die Theorie so verändern, dass wir alle die Erfolge von Einsteins Theorie erhalten,
und dafür ist es offensichtlich, es ist in der Tat der einzige Vorschlag, der gemacht worden ist,
dass man zwei unterschiedliche Metriken hat, die wichtig in der Physik sind;
eine Metrik, die man für Einsteins Theorie benutzen muss, und dann eine andere Metrik,
die durch die atomaren Konstanten gegeben ist.
Das wird die Grundidee dieser neuen Theorie sein, diese zwei Metriken, die beide in der Physik wichtig sind.
Die Idee der zwei Metriken wurde vor 50 Jahren zuerst durch Milne eingeführt,
aber seine Beziehung zwischen den zwei Metriken stimmt nicht mit der Beziehung überein, die ich jetzt vorschlagen werde.
Ich möchte ein wenig mehr über diese Verbindung einer Naturkonstanten und der Zeit sagen.
Wir machen hier eine neue Annahme und wir sollten diese Annahme ganz generell machen und sagen,
dass alle Grundkonstanten der Natur, die extrem groß sind, mit der Zeit in Verbindung stehen.
Nicht nur diese eine hier, jede andere Konstante, die extrem groß ist, sollte auch mit der Zeit verbunden sein,
sonst ist es eine sehr künstliche Annahme.
Nun, da gibt es eine andere Konstante, an die man sofort denken muss, das ist die Gesamtmasse des Universums.
Es könnte sein, dass das Universum eine unendliche Ausdehnung hat und dass dann die Gesamtmasse unendlich ist,
aber in dem Fall müssen wir unsere Zahl modifizieren und sie auf diesem Weg präzisieren.
Lassen Sie uns über den Teil des Universums sprechen,
der sich mit einer Geschwindigkeit von weniger als der halben Lichtgeschwindigkeit von uns entfernt.
Ich nehme diesen Bruchteil teils willkürlich, aber es würde das Argument nicht beeinflussen,
wenn wir einen anderen Bruchteil benutzen würden, 2/3 oder 3/4, das Argument würde gleich verlaufen.
Das ist nur, damit wir eine definierte Größe haben, die wir benutzen können, sogar wenn das Universum unendlich ist.
Lassen Sie uns die Gesamtmasse in Betracht ziehen,
die sich mit einer Geschwindigkeit von weniger als der halben Lichtgeschwindigkeit von uns entfernt,
und wir drücken diese Masse in Protonenmassen aus, zum Beispiel.
Wir bekommen eine sehr große Zahl, eine große Zahl, die nicht leicht zu messen ist,
weil wir nicht wissen, wie viel dunkle Materie, intergalaktisches Gas oder Schwarze Löcher oder solche Dinge es gibt.
Aber es scheint so zu sein, dass diese Zahl irgendwo bei 10 hoch 78 liegt, ich nenne diese Zahl N,
die Zahl der Protonenmassen in dem Teil des Universums,
der sich mit einer Geschwindigkeit von weniger als der halben Lichtgeschwindigkeit von uns entfernt.
Und es ist ungefähr 10 hoch 78, und im Einklang mit dieser Annahme, die wir über die großen Zahlen machen,
ich nenne sie die Große-Zahlen-Hypothese, muss sie sich nach dem t2 Gesetz ändern.
Diese Annahme ist genauso notwendig wie diese dort, wenn wir ein konsistentes Bild haben sollen.
Nun, wie kann ich diesen kontinuierlichen Anstieg in der Materiemenge verstehen, die im beobachtbaren Teil des Universums ist?
Über eine lange Zeit hat man angenommen, dass es eine kontinuierliche Erzeugung neuer Materie gibt,
ich habe diese Annahme auch selbst gemacht, aber jetzt meine ich, das ist eine schlechte Annahme;
es ist sehr schwer, diese Theorie in irgendeiner konsistenten Weise zu entwickeln
und es gibt Gründe aus der Beobachtung, es nicht zu glauben.
Ich will also an der Annahme festhalten, dass Materie erhalten bleibt, die gewöhnliche, altmodische Massenerhaltung.
Dann muss dieser kontinuierliche Anstieg in N folgendermaßen verstanden werden:
Wir nehmen an, dass die Galaxien sich von uns nicht gleichförmig entfernen, sondern kontinuierlich langsamer werden,
so dass sich die Zahl von Galaxien, die sich in dieser Kugel
mit dem Radius der Fluchtgeschwindigkeit von weniger als der halben Lichtgeschwindigkeit befinden, kontinuierlich erhöht.
Es ist dann leicht es so zu arrangieren, dass die Zahl N proportional zu t2 wächst, und gleichzeitig die Masse erhalten bleibt.
Wir haben nun eine recht definierte Kosmologie, wo die Galaxien sich immer voneinander wegbewegen,
aber ihre Geschwindigkeit verringert sich immer, so dass immer mehr Galaxien innerhalb dieser Kugel,
wo v weniger ist als die halbe Lichtgeschwindigkeit, einbezogen werden.
Nun, diese Idee, über die ich gerade geredet habe,
gibt uns sofort einige definitive Resultate in Bezug auf das Modell des Universums, das mit ihnen konsistent ist.
Wir bekommen ein Modell des Universums, wenn wir annehmen, dass alle lokalen Unregelmäßigkeiten ausgeschmiert sind,
all die Sterne und Galaxien müssen durch eine äquivalente, kontinuierliche Verteilung von Masse ersetzt werden.
Welches Modell des Universums müssen wir übernehmen?
Oft wurde ein Modell des Universums vorgeschlagen, das bis zu einem bestimmten Größtmaß anwächst und dann wieder kollabiert.
Es sind sehr viele Modelle ausgearbeitet worden, die mit Einsteins Gleichungen konsistent sind.
Aber wir können jetzt erklären, dass all diese Modelle, in denen das Universum bis zu einer maximalen Größe anwächst
und dann wieder kollabiert, falsch sind, weil ein solches Modell eine große Zahl liefern würde,
d.h. die maximale Größe, bevor der Kollaps anfängt;
diese große Zahl wäre, ausgedrückt in atomaren Einheiten, eine Konstante.
Es wäre nicht etwas, das sich ändern kann, wenn das Universum älter wird.
Nun, jede konstante große Zahl wird durch unsere generelle Hypothese ausgeschlossen,
dass diese sehr großen Zahlen mit dem Alter des Universums verbunden sein müssen.
Das heißt also, dass eine große Zahl von Modellen sofort ausgeschlossen werden muss.
Eine Zeit lang hat man mit einem Steady-State-Modell des Universums gearbeitet,
aber das muss auch ausgeschlossen werden, weil G in einem Steady-State-Modell nicht so variieren kann.
Es gibt viele Modelle, die ausgeschlossen werden, und man findet, dass nur ein Modell übrig bleibt,
das sich in Übereinstimmung mit dieser Große-Zahlen-Hypothese befindet.
Das ist ein Modell, dass in 1932 vorgeschlagen wurde, gemeinsam von Einstein und de Sitter,
lassen Sie uns es Einstein-de Sitter Modell nennen;
man hört nicht viel darüber, aber ich denke, es sollte mehr Aufmerksamkeit erhalten, und ich glaube, es ist das richtige Modell.
Dieses Modell beinhaltet eine Metrik ds2 gleich etau2,
ich benutze tau für die Einstein-Zeit, minus tau hoch 4/3, vx2 plus dy2 plus ez2.
Nun fragen Sie sich vielleicht, warum hier diese merkwürdige Potenz der Zeit auftaucht,
bei irgendeinem solchen Modell, mit irgendeiner Funktion der Zeit hier
würden wir eine gleichförmige Dichte und gleichförmigen Druck erhalten,
der Druck wird nur durch elektromagnetische Strahlung oder ähnliche Strahlung verursacht,
und in unserem aktuellen Universum ist der Druck sehr klein, sehr viel kleiner als die Effekte,
die durch die statische Materie verursacht werden.
Diese spezielle Potenz der Zeit, die hier vorkommt, ist diejenige, die wir wählen mussten,
um den Druck null zu erhalten, das ist der Grund, warum da dieser recht merkwürdige Faktor ist.
Nun, dieses Modell des Universums gibt uns eine durchschnittliche Dichte,
die grob übereinstimmt mit der beobachteten Dichte, die durch Einstein und de Sitter aufgezeigt wurde,
als sie das Modell in 1932 eingeführt haben.
Dieses Modell, das ich Ihnen als das richtige für die Beschreibung unseres Universums vorschlagen möchte,
es ist das einzige Modell, das mit der Große-Zahlen-Hypothese in Einklang ist.
Was ist das Gesetz, nach dem sich die Galaxien von uns entfernen, was ist das Gesetz der Expansion des Universums?
Wenn wir die Entfernung einer Galaxie nehmen und annehmen, es ist eine Funktion der Zeit, sagen wir eine Galaxie,
die der Fluchtgeschwindigkeit von der halben Lichtgeschwindigkeit entspricht,
dann ändert sich die Entfernung dieser Galaxie in der Zeit oder ist proportional zu t hoch 1/3.
Dies ist eine große Abkehr von unseren üblichen Ideen, dass die Galaxien sich von uns ungefähr gleichmäßig entfernen.
Es bedeutet, dass die Entfernung, obwohl sie sich immer weiter vergrößert, sich im Laufe der Zeit immer langsamer vergrößert.
Die Galaxien hören niemals auf sich zu entfernen, aber sie entfernen sich immer langsamer.
Dies ist eine Konsequenz aus dem Modell, das wir hier benutzen.
Nun, ich hatte vorher von den zwei Metriken erzählt, die wir benutzen müssen, einer Einstein-Metrik, ds,
ich benutze das Suffix E hier um anzudeuten, dass es sich auf die Einsteinsche Einheit der Länge handelt,
und dann ist da dsA, die atomare Entfernung.
Was ist die Beziehung zwischen ihnen?
Die Beziehung kann man einfach herausbekommen von der Bedingung, dass G proportional zu t hoch minus 1 ist.
Durch ein reines Dimensions-Argument findet man also, dass dsE gleich tdsA ist.
Das ist die Beziehung zwischen diesen zwei Metriken.
Und das Argument ist einfach, definitiv und beinhaltet nur Diskussionen über die Dimensionen von Größen.
Wir können annehmen, dass dieses ds sich auf ein Zeitintervall bezieht, und wenn wir dann die Variable tau benutzen,
um für Zeit im Einsteinbild zu stehen, und t benutzen als Zeit bezogen auf atomare Einheiten,
wie ich es bis jetzt immer benutzt habe, dann ist dtau gleich tdt, tau ist proportional zu t2,
tatsächlich ist tau gleich ein halb t2.
Wir haben dann diese zwei Zeiten, die in die Physik eingebracht werden sollten,
eine Zeit, die in Verbindung mit Einsteins Theorie benutzt werden muss, die Zeit tau,
und eine Zeit, die durch Atomuhren und solche Dinge gemessen wird, die Zeit t.
Vielleicht wäre es besser, wenn ich nun in die Diskussion übergehe, ob diese Theorie zu irgendwelchen Auswirkungen führt,
die man durch Beobachtung überprüfen kann.
Unsere übliche Anwendung von Einsteins Theorie beschäftigt sich mit der Schwarzschild-Lösung der Einsteinschen Feldgleichungen.
Diese Schwarzschild-Lösung wurde unter der Annahme ausgearbeitet, dass bei großen Entfernungen von der Singularität,
wo die Massen, bei großen Entfernungen wird der Raum eben, wie der Minkowski-Raum.
Aber nach unserem jetzigen Bild muss das mit der Bedingung modifiziert werden,
dass in großer Entfernung der Raum in den Raum der Einstein-de Sitter Metrik übergeht,
die durch diese Gleichung hier beschrieben wird.
Man kann ausarbeiten, wie man die Schwarzschild-Lösung modifizieren muss.
Ich habe dies in einer Veröffentlichung gemacht, die vor Kurzem publiziert wurde.
Dann bekommt man die Resultate, dass, wenn man eine Planetenbahn nimmt, die ungefähr rund ist,
sogar unter der neuen Theorie dieser Planet immer weiter mit konstanter Geschwindigkeit
und mit einem konstanten Radius seiner Bahn um die Sonne kreist.
Diese Ergebnisse werden nicht durch die neue Theorie geändert, aber es gibt einige Ergebnisse, die sich ändern;
diese Ergebnisse, dass die Geschwindigkeit konstant bleibt und der Radius der Bahn konstant ist,
beziehen sich auf Einstein-Einheiten.
Wenn wir zu atomaren Einheiten übergehen, dann bleibt die Geschwindigkeit immer noch konstant,
die Geschwindigkeit ist dieselbe in allen Einheiten, weil wir die Lichtgeschwindigkeit bei eins halten
und jede Geschwindigkeit nur einen gewissen Bruchteil davon darstellt, unabhängig davon, welche Einheiten wir verwenden.
Der Radius der Bahn wird aber durch diese Transformation beeinflusst, und das bedeutet,
dass der Bahnradius eines Planeten ausgedrückt in atomaren Einheiten kontinuierlich abnimmt,
der Radius ist proportional zu t hoch minus 1.
Die Planeten beschreiben alle eine nach innen laufende Spirale;
das ist ein kosmologischer Effekt, der allen anderen physikalischen Effekten überlagert werden muss.
Dies ist ein Effekt, den man beobachten können sollte, wenn man genügend genaue Beobachtungen der Planeten durchführt.
Dann gibt es einen anderen Effekt, den man beobachten können sollte:
der ist in Verbindung mit dieser Gleichung, die die Differenz zwischen dtau und dt angibt.
dtau, die Zeit, die man in den Einsteinschen Gleichungen benutzt, ist dasselbe wie die Zeit,
die durch die Bewegung der Erde um die Sonne beschrieben wird.
Dies ist die Zeit, die Astronomen Ephemeridenzeit nennen, und sie haben diese Ephemeridenzeit seit Jahrhunderten benutzt,
um die Ergebnisse ihrer Beobachtungen auszudrücken.
Diese Ephemeridenzeit sollte, der Theorie nach, nicht dasselbe sein wie die Zeit, die durch Atomuhren gemessen wird.
Nun, dies ist ein Effekt, den man beobachten können sollte, und die einwärts drehende spiralförmige Bewegung ist ein anderer.
Ich möchte nun diskutieren, welche experimentellen Informationen es zu diesen Themen gibt.
Wenn man diese zwei Zeitskalen vergleichen will, dann ist der beste Weg die Mondbewegung zu untersuchen.
Die Mondbewegung am Himmel kann sehr genau beobachtet werden, ist aber vielen Störungen unterworfen,
Störungen durch die Gezeiten, Störungen, die durch andere Planeten verursacht werden;
diese Störungen sind für die Genauigkeit, die wir in dieser Arbeit benötigen, nicht vernachlässigbar.
Diese Studie über die Mondbewegung wurde durch Van Flandern, der im Marineobservatorium in Washington arbeitet,
über viele Jahre untersucht.
Ich habe hier eine Zusammenfassung der Resultate hingeschrieben:
N ist das Symbol, das für die Winkelgeschwindigkeit des Monds benutzt wurde,
die Einheiten sind in Sekunden pro Jahrhundert ausgedrückt, cy bedeutet Jahrhundert.
Die Beschleunigung N Punkt ist in Sekunden pro Jahrhundert zum Quadrat.
Die Beschleunigung ist negativ, das bedeutet eine Verzögerung und hier sind Werte, die vor Kurzem erhalten wurden.
Können Sie es sehen oder ist das Licht zu stark, können Sie vielleicht das Licht reduzieren?
Es gibt da einen ganzen Satz von Zahlen, die von verschiedenen Forschern erhalten worden sind.
Es gibt ein Ergebnis von Osterwinter und Cohen aus dem Jahr 1972, wo der Wert 38 plus oder minus 8 angegeben wird;
ich habe noch frühere Schätzungen ausgelassen, die nicht so gut sind.
Dann gibt es da einen Wert von Morrison und Ward aus dem Jahr 1975, erhalten nur durch die Beobachtung der Merkurtransite,
d.h. die Zeit, die es dauert, bis Merkur vor der Sonne vorbeigezogen ist.
Dann gibt es einen Wert von Muller aus der Untersuchung von antiken Eklipsen.
Es gibt Aufzeichnungen von Eklipsen, die bis zu einer Zeit vor Christi Geburt zurückgehen.
Nun, man könnte sagen, dass Beobachtungen, die vor so langer Zeit gemacht wurden, nicht für uns nützlich sein werden,
weil deren Beobachtungsmethoden sehr primitiv waren, sie hatten keine präzisen Instrumente.
Aber dennoch, wenn man eine Eklipse sehen kann, eine totale Eklipse an einem bestimmten Ort auf der Erde,
dann ist das eine sehr eindeutige Information, man weiß, wann die Eklipse stattfand.
Sie fand statt, als die Erde, die Sonne und der Mond alle aufgereiht waren.
Und wenn man weiß, dass es an einem bestimmten Ort auf der Erdoberfläche eine totale Eklipse gab,
dann ist dies eine sehr eindeutige Information.
Nun, Muller hat die Aufzeichnungen in Klöstern von Eklipsen, die mehr als 2000 Jahre zurückgehen, studiert
und man muss ein brauchbares Verständnis für die Sprache entwickeln, die die Leute benutzten, die diese Eklipsen aufzeichneten.
Diese Beobachtungen haben den Vorteil, dass sie über eine sehr lange Zeitbasis gemacht sind.
Nun, Muller bekommt als Ergebnis 30 plus oder minus 3.
Es gibt einige jüngere Beobachtungen, die mithilfe von Mondmodellen gemacht wurden, und auch die Parameter,
die durch Satellitenbeobachtungen gemacht wurden, und zwei unterschiedliche Forscher haben die Werte 30,6 und 27,4 erhalten.
Nun, Van Flandern betrachtete all diese Werte für die Beschleunigung des Mondes
und er fand als gewichteten Mittelwert der oben genannten Werte den Wert 28 plus oder minus 1,2.
Dieses sind alle Beobachtungen mit der Ephemeridenzeit.
Es gibt Beobachtungen mit der Atomzeit, die seit 1955 gemacht wurden.
Seit 1955 wurde der Mond mit Atomuhren beobachtet.
Das Ergebnis, das neueste Ergebnis des Atomzeitwertes von Van Flandern ist 21,5.
Van Flandern hatte in zurückliegenden Jahren auch Resultate angegeben, die sich ganz maßgeblich von diesem Wert unterschieden.
Er fand aber, dass es systematische Fehler in seinen früheren Ergebnissen gab, und diese systematischen Fehler sind,
so hofft er, durch neue Berechnungen ausgemerzt und auch durch neue Beobachtungen jüngeren Datums.
Nun, eine unterschiedliche Art der Beobachtung wurde mithilfe einer Laserentfernungsmessung des Mondes durch Leute gemacht,
die am Jet Propulsion Laboratory arbeiten.
Sie senden Licht zum Mond und beobachten das reflektierte Licht,
und messen, wie lange die Reise dauerte und bekommen dann sehr genaue Schätzungen für die Mondentfernung;
Calame und Mulholland haben daran gearbeitet und erhielten den Wert 24,6.
Nun, ich habe gerade vor ein paar Wochen von Van Flandern gehört, dass diese Leute denken,
dass es einen Fehler in der Berechnung gab, und mit einer neuen Korrektur sollte das auf 20,7 herunterkommen.
Nun, Williams und andere benutzten auch die Laserentfernungsmessung des Mondes und bekamen den Wert 23,8.
Nun, Van Flandern hat alle die Resultate berücksichtigt und gibt 22,6 als gewichteten Wert an.
Nun, da ist eine Differenz zwischen diesem Wert und dem oben genannten,
dieser Wert bezieht sich auf Atomzeit und der andere auf Ephemeridenzeit.
Und diese Differenz gibt einen Hinweis auf die Richtigkeit dieser Theorie.
Würde sich G nicht verändern, wenn man also an den alten Ideen festhält,
dann sollte man dieselbe Beschleunigung des Mondes bekommen, ob man Ephemeridenzeit benutzt oder Atomzeit.
Und die Beobachtungen scheinen die Idee zu unterstützen, dass es da einen Unterschied gibt.
Nun, es gibt eine andere Methode, um diesen Effekt zu überprüfen,
indem man schaut ob die Planeten eine Spirale nach innen beschreiben.
Shapiro und seine Assistenten haben vor einigen Jahren daran gearbeitet und im Jahr 1975 einige Werte veröffentlicht.
Ihre Methode war es, Radarwellen zu einem Planeten auf der Sonnenrückseite zu schicken
und die reflektierten Radarwellen zu beobachten.
Diese reflektierten Wellen sind extrem schwach, können aber dennoch beobachtet werden und man kann die Zeit messen,
die sie für die Hin- und Rückreise benötigen, und dies gibt uns eine genaue Information über die Entfernung des Planeten;
diese Zeit wird in Atomzeit gemessen.
Da gab es einige Werte, die von Shapiro und seinen Assistenten in 1975 veröffentlicht wurden;
N Punkt, die Mondbeschleunigung, die sie durch N teilten, die Geschwindigkeit,
und diese Werte werden für die drei inneren Planeten angegeben, Merkur, Venus und Mars.
Nun, man sieht, dass die Ergebnisse alle positiv sind, ein positives Resultat dort bedeutet,
dass die Planeten sich spiralförmig nach innen bewegen, wenn der Planet sich spiralförmig nach außen bewegte, wäre es minus.
Diese Resultate befürworten alle die Bewegung nach innen, aber man kann sehen, dass die Fehler,
die wahrscheinlichen Fehler sehr groß sind, so groß wie der Effekt, den man misst.
Shapiro betont dagegen, dass er eigentlich keinen Hinweis für eine Spirale nach innen gefunden hat,
seine Ergebnisse wären mit der alten Theorie eines konstanten G konsistent.
Da ist aber vielleicht doch ein schwacher Hinweis für die Spiralbewegung nach innen.
Nun, zurzeit kann man sehr genaue Beobachtungen der Marsentfernung mit der Viking-Mondfähre machen,
die im Jahr 1975 auf den Mars gebracht wurde.
Auch Shapiro arbeitet an den Ergebnissen dieser Fähre.
Er sagt, dass nur die Zeit, seitdem die Fähre auf den Mars gebracht wurde, keine genügend große Zeitbasis ergäbe,
um diesen Effekt herausarbeiten zu können.
Man muss diese Viking-Beobachtungen mit den früheren Mariner-Beobachtungen auf dem Mars kombinieren.
Ich traf Shapiro letzten März und er sagte mir, dass er nun an dem Problem arbeitet,
die Viking-Beobachtungen vor kurzem mit den Mariner-Beobachtungen zu kombinieren,
und es wird sechs Monate dauern, bevor er eine endgültige Antwort hat.
Shapiro, sollte ich sagen, ist ein sehr vorsichtiger Beobachter und publiziert nichts,
bevor er nicht ziemlich sicher ist, dass es richtig ist.
Also müssen wir ein paar weitere Monate warten und dann haben wir endgültige Resultate zu der Frage,
ob es die Spiralbewegung der Planeten nach innen gibt oder nicht, und das würde es vermutlich sehr sicher machen,
ob diese neue Theorie richtig ist oder nicht.
Ich frage mich, wie viel Zeit ich noch habe, kann ich noch 5 oder 10 Minuten fortfahren oder soll ich es abkürzen?
Eine andere Frage, auf die ich mich beziehen könnte, hat zu tun mit der Mikrowellenstrahlung,
da gibt es diese Mikrowellenstrahlung, eine Wellenlänge von nur ein paar Zentimetern,
die beobachtet wird und aus allen Himmelsrichtungen kommt und auf die Erde fällt;
es ist eine sehr kalte Strahlung, es ist eine Schwarzkörperstrahlung, die, soweit man beobachten kann,
einer absoluten Temperatur von 2.8 Grad entspricht;
man hat die Strahlung erklärt indem man sagt, dass sie das Resultat eines großen Feuerballs ist,
der in den früheren Stadien des Universums existierte.
Er war am Anfang extrem heiß, hat sich aber durch die Expansion des Universums während des gesamten Zeitraums abgekühlt
und diese sehr kalte Strahlung, 2,8 Grad, ist alles was von dem ursprünglichen Feuerball übrig geblieben ist.
Nun würde ich Ihnen gerne zeigen, wie diese Mikrowellenstrahlung die Ideen,
die ich hier präsentiert habe, stark unterstützt, besonders die Große-Zahlen-Hypothese.
Betrachten wir diese Strahlungstemperatur von 2,8 Grad.
Das liefert uns eine große Zahl, kT, Boltzmann Konstante, kT, die Energie,
sozusagen die durchschnittliche Energie dieses Mikrowellenspektrums geteilt durch, sagen wir, die Protonenruhemasse mpc2.
Wenn man dies ausrechnet, bekommt man einen Wert heraus von ungefähr 2.5 mal 10 hoch minus 13.
Man kann 10 hoch minus 13 als das Reziproke einer sehr großen Zahl betrachten,
und dass es daher sich ändern sollte nach dem t hoch minus 1/3 Gesetz als ungefähr der Kubikwurzel von 10 hoch 39.
Das bedeutet, dass die Temperatur dieser Mikrowellenstrahlung sich nach dem t hoch minus 1/3 Gesetz verringern sollte.
Nun, das passt zusammen mit dem Ausdehnungsgesetz, das wir vorher hatten.
Wir hatten die Ausdehnung als Funktion der Entfernung der Galaxie also proportional zu t hoch 1/3,
die Wellenlänge jeder der Komponenten in der Schwarzkörperstrahlung sollte sich also mit t hoch 1/3 erhöhen,
die Frequenz mit t hoch minus 1/3 und die Temperatur der Schwarzkörperstrahlung sollte sich daher
nach dem t hoch minus 1/3 Gesetz verringern.
Wir bekommen also eine Konsistenz auf diesem Weg, diese Zahlen sind ganz anders als die der alten Theorie;
nach der alten Theorie sollten die Galaxien sich mit einer ungefähr konstanten Geschwindigkeit entfernen,
und die Temperatur der Mikrowellenstrahlung sollte sich nach dem t hoch minus 1 Gesetz verringern.
Nun, das t hoch minus 1/3 Gesetz ist von dem Große-Zahlen-Gesetz abgeleitet und es passt zu dem Expansionsgesetz.
Ich glaube, dass dies eine recht starke Bestätigung unserer Idee ist, es wäre auch möglich gewesen,
dass Dinge falsch gegangen wären.
Das bedeutet, dass der Feuerball sich seit der Zeit sehr kurz nach dem Urknall nach diesem Gesetz verringert hat.
Nach den älteren Ideen startete dieses Gesetz für die Abkühlung der Schwarzkörperstrahlung erst zu einer bestimmten Zeit,
als der Feuerball sich von der Materie abkoppelte;
diese Idee einer Art von Abkopplung, die auf einer bestimmten Stufe in der Entwicklung des Universums stattfindet,
ist natürlich der Idee der Große-Zahlen-Hypothese ganz fremd,
nach der keine Zeit in die Theorie in einer wichtigen Bedeutung auf einem Weg hineinkommen darf,
die eine große Zahl liefert, die eine Konstante ist.
Es muss noch viel zusätzliche Arbeit in Verbindung mit der Entwicklung der Theorie gemacht werden
und mehrere Leute haben die Frage untersucht.
Unglücklicherweise haben eine ganze Reihe von Leuten Veröffentlichungen darüber geschrieben,
die die fundamentalen Ideen der Theorie nicht richtig verstanden und die falsche Schlüsse gezogen haben.
Man hat gesagt, dass diese Theorie unhaltbar ist, weil es bedeuten würde,
dass in der geologischen Vergangenheit die Temperaturen auf der Erde viel zu heiß gewesen wären,
um Leben auf der Erde zu einer Zeit zu erlauben, als Leben auf der Erde bekanntermaßen existiert hat.
Nun, sie haben den Effekt der Spiralbewegung nach innen nicht mit einbezogen,
tatsächlich wurde die Spiralbewegung erst vor etwas mehr als vor einem Jahr ausgearbeitet,
und das hilft sehr viel mit dieser Erdtemperatur, weil es bedeutet,
dass zu dieser Zeit in der Vergangenheit die Erde ein gutes Stück weiter weg war als sie heute ist.
Ich höre hier besser auf und möchte sagen, dass viele Leute an diesem Thema arbeiten.
Insbesondere gibt es eine ganze Schule, die durch Canuto beim Space Research Center in New York geleitet wird,
und das Resultat einer Menge von Berechnungen, die er bis heute durchgeführt hat, ist,
dass es keine unvereinbare Differenz gibt, die sich gezeigt hat.
Danke sehr.
(Beifall).