bumi bahagia / Glückliche Erde

Raum – Energie Motor

16.01.2012 – Auch wenn die praktische Nutzung der neuen sauberen Energie bereits erfolgreich nachgewiesen ist – ich habe meine Forschungsarbeiten einstellen müssen. Ich habe einen Raumenergie-Motor gebaut und an der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg verifiziert:
http://www.ostfalia.de/cms/de/pws/turtur/FundE/Deutsch/Prof. Dr. rer. nat. Claus W. Turtur
Ostfalia Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Salzdahlumer Straße 46/48
38302 Wolfenbüttel

Noch läuft es so. Und nicht mehr lange. In kurzer Zeit wird eine Errungenschaft wie die von Prof. Claus W. Turtur willkommen geheissen, geprüft und bei „der Menschheit nützlich“ gefördert werden.

Weil vielleicht Fachleute auf den Artikel stossen, bringe ich ihn in seiner ganzen Länge, obschon ich selber von den technischen Ausführungen wenig verstehe.

Wir machen weiter, arbeiten an uns selber, beleuchten die Wahrheiten hinter den Kulissen und fördern Gedankengut für unsere neu zu schaffende, menschlichere Welt. Möge mancher Erfinder, Ingenieur und Jurist auf diese Seite Stossen.

thomas ramdas voegeli, September 2013

Der Beitrag stammt aus  http://lupocattivoblog.com/2013/09/29/wort-zum-sonntag-freie-energie-mythos-und-wirklichkeit/

Weil die Wahrscheinlichkeit besteht, dass liebe Freunde aus Wirtschaft und Politik die Spuren einer Erfindung wie die des Prof.Turtur zu tilgen trachten, stelle ich die unter obigem Link erreichbaren Informationen hier in Offentext hinein.

DFEM-Simulation eines Raumenergie-Konverters mit realistischen
Abmessungen und einer Leistungsabgabe im Kilowatt-
Bereich.
von Claus W. Turtur Wolfenbüttel, den 7. Feb. 2011
Ostfalia Hochschule für Angewandte Wi
ssenschaften, Braunschweig-Wolfenbüttel
Salzdahlumer Straße 46 – 48
38302 Wolfenbüttel Germany
Email: c-w.turtur@ostfalia.de
Tel.: (+49) 5331 / 939 – 42220
(veröffentlicht in PHILICA.COM,
ISSN 1751-3030, Ar
ticle no. 219)
PACS numbers: 88.05.Ec, 88.05.Gh, 88.05.Np, 88.90.+t
Zusammenfassung
In bisherigen Arbeiten hat der Autor ein Verfahr
en zur theoretischen Berechnung von Raumenergie-
Konvertern als Dynamische Finite-Elemente-
Methode (DFEM) präsentiert. Dabei wurden die
physikalischen Grundlagen der Raumenergie-Konve
rsion ausgearbeitet und einfache Prinzipbeispiele
für die Berechnung von Raumenergie-Konvertern vor
geführt, deren Leist
ung allerdings nur im
Nanowatt- oder im Mikrowatt-Be
reich lag, und daher nur für einen Grundlagen-Beweis ausreicht,
nicht aber für eine technische Nutzung.
Der Weg zum leistungsstarken Raumenergie-Motor
im Kilowatt-Bereich erforderte noch einige
Arbeit, deren Ergebnisse der Autor im vorliegenden Ar
tikel vorstellt. Anders als bei den bisherigen
Grundlagenuntersuchungen handelt es sich dabei um ei
nen magnetisch operiere
nden Konverter, da die
Leistungsdichte bei praktisch er
zeugbaren Magnetfeldern um einige
Zehnerpotenzen höher liegt, als
bei entsprechenden elektrischen Feldern. Im vor
liegenden Artikel führt der Autor Schritt für Schritt
die Lösung aller einzelnen Probleme vor, die
ihn schließlich zum geeigneten Raumenergie-
Magnetmotor im Kilowatt-
Bereich geführt haben. Das Egebnis
ist ein Raumenergie-Motor mit einem
Durchmesser von 9 cm und einer Höhe von 6.8 cm
, der eine Leistung von 1.07 Kilowatt erzeugt.
1. Die Aufgabenstellung
Einen prinzipiellen Nachweis für die Nutzbarkei
t der Raumenergie hat der Autor in [Tur 09]
vorgestellt. Ein Basisverständnis der fundame
ntalen naturwissenschaftlichen Grundlagen der
Raumenergie-Konversion wurde in [Tur 10a] aufg
ezeigt, allerdings konnten
dabei noch keine im
praktischen Aufbau umsetzbaren Parameter eing
esetzt werden. Diesen Schritt zu einem praktisch
realisierbaren Modell geht [Tur 10b], wobei allerdi
ngs die Leistung noch so klein ist, dass sie allen-
falls zur Erzeugung sehr energiearme
n Hörschalls ausreichen kann.
Der jetzt vorgestellte letzte Schritt in der logi
schen Kette der Theorie ist somit der Weg zum
Raumenergie-Motor mit einer Leistung, die für eine
technische Nutzung sinnvolle Werte erreicht. Dies
ist mit der vorliegenden Arbeit ge
lungen, wobei ein handlicher Aufbau, der bequem auf einem
Labortisch dargestellt werden kann, eine Leist
ungsentnahme von gut einem Kilowatt erlaubt. Aus
Sicht der Raumenergie-Konversion könnte die Leistu
ngsdichte noch wesentlich erhöht sein, denn die
tatsächliche Begrenzung der entnehmbaren Leistu
ng ist durch die Belastbarkeit des zur Verfügung
stehenden Materials bedingt, namentlich durch die
Feldstärke eines Dauermagneten und durch die
maximale zulässige Stromdichte von Kupferdraht.
Mit dem nachfolgend präsentierten Modell ist nunm
ehr die Theorie so weit entwickelt, dass ein
experimenteller Aufbau des Raumenergie-Motors
wünschenswert wird. Der nächste logische Schritt
ist also kein theoretischer, sonde
rn eine praktische Realisation.

Simulation eines realistischen Raumenergie-K
onverters im Kilowatt-Bereich, C. Turtur
Seite 2 von 27
2. Ein Erster Einstieg in die Lösung
Unser Lösungsweg setzt auf auf dem aus [Tur
10b] bekannten DFEM-Modell, welches mit dem
Beispiel einer gekoppelten Schwingung aus einem
mechanischen Oszillator
und einem elektrischen
Schwingkreis abschließt, welches in Bild 1 zu sehen ist.
Bild 1:
LCR-Schwingkreis, bei dem ein Plattenkondensator
elektrostatisch aufgeladen
wird, aber aufgrund des
variablen Plattenabstands eine veränderliche Kapazität
hat. Koppelt man eine me
chanische Schwingung der
Kondensatorplatten, die durc
h eine mechanische Feder
vermittelt wird, in geeigneter Weise mit der elektrischen
Schwingung der elektrischen Ladungen in einem
elektrischen Schwingkreis, in welchem der besagte
Plattenkondensator die Rolle des C-Gliedes spielt, so kann
bei geeigneter Einstellung der Systemparameter die Um-
wandlung von Raumenergie
in mechanische Schwing-
ungsenergie und elektrische Schwingungsenergie vorge-
nommen werden. Die Wirkung der Spule wird durch einen
Spulenkern mit hoher Permeabilität verstärkt.
Leistung entnommen werden kann dem System
entweder auf mechanischem Wege aus der
Schwingung der Kondensatorplatten, was in Bild 2
dargestellt ist, oder auf elektrischem Wege über
den Lastwiderstand
Last
R
, der mit dem Ohm’schen Widerstand
R
der Spule in Reihe geschaltet ist.
Bild 2:
Variabler Kondensator mit flexiblen Kondensator-
platten aus dehnbarer dünner Plastikfolie. Zur
Realisation könnte man die flexible Plastikfolie mit
einer Metallschicht bedampfen und auf einen
Rahmen aufspannen. Die Anordnung würde dann
im Schwingkreis von Bild 1 mit Raumenergie
versorgt werden und so ohne Zufuhr klassischer
Energie permanent schwingen.
Die Vibration der Plastikfolie würde sich dann bei
geeigneter Frequenz als Hörschall bemerkbar
machen, der aufgrund der Empfindlichkeit des
menschlichen Ohrs (mit einer Hörgrenze von
12 2
10 Watt / m
) sehr bequem nachweisbar sein
sollte. Man sollte ihn hören können, ohne dass man
eine Energieversorgung der Schallquelle braucht.
Leider ist die entnehmbare Leistung auf den Bereic
h des Hörschalls beschränkt, wo typische Werte im
Bereich der Nanowatt oder Microwatt durchaus nich
t ungewöhnlich sind. Das in der zu Beginn von
Abschnitt 2 genannte Beispiel erreicht nach Opti
mierung aller Systemparameter gerade mal eine
Leistung von
9
1.22 10

P Watt
. Für einen prinzipiellen Grundlagenbe
weis der direkt körperlich (über
einen Höreindruck) erfahrbare
n Nutzung von Raumenergie mag dies ein schönes Beispiel ergeben,
sodaß ein praktischer Aufbau sicherlich den ei
n- oder anderen Kollege
n vom Sinn und Zweck der
Raumenergie-Forschung überzeugen mag. Für eine
technische Nutzung zur Energieversorgung der
Menschheit ist diese Leistung indes um etliche Ze
hnerpotenzen zu gering. Man stellt also nun die
beiden Fragen:
– Auf welchem Weg wäre es möglich, die Le
istungsdichte des Systems wesentlich zu erhöhen ?
– Durch welche Technik wird es möglich, ei
ne höhere Leistung aus de
m Systems auszukoppeln ?
Desweiteren kommt als Frage hinzu:
– Der Betrieb des Konverters nach Bild 1 und Bi
ld 2 erfordert eine äußerst kritische Abstimmung der
Systemgrößen. Gibt es eine Möglichkeit, die Operabilität des Systems zu stabilisieren ?
Im übrigen sei angemerkt, dass wir zunächst
mit der Darstellung einige
r Gedankengänge beginnen
wollen, die noch nicht den endgültigen Weg zur
Lösung zeigen, sondern
nur einzelne geistige

Simulation eines realistischen Raumenergie-K
onverters im Kilowatt-Bereich, C. Turtur
Seite 3 von 27
Zwischenschritte dorthin. Man könnte darüber disk
utieren, ob die Darstellung solcher Durchgangs-
schritte nötig ist. Im Sinne einer reinen Ergebnis-Da
rstellung wäre sie sicher verzichtbar, aber ohne die
Darstellung dieses geistigen Weges würde man das
Endergebnis in Abschnitt 6 nicht verstehen
können. Aus diesem Grund ist auch der Weg dorthin
unverzichtbar. Außerdem
hilft die Darstellung
der Zwischenschritte und Sackgassen den Kollegen,
die selben Sackgassen probieren zu müssen.
Allerdings wird aus Gründen der Übersicht bewusst
darauf verzichtet, je
den einzelnen Durchgangs-
schritt, in allen Details und
Herleitungen auszubreiten.
Unter den obengenannten drei Fragen zur Steige
rung der Ausgangsleistung suchen wir uns die
letztgenannte für den Einstieg aus.
3. Stabilisierung des Betriebs von Raum
energie-Konvertern mittels Pulsbetrieb
Das Problem mit der Einstellung der Systemparame
ter bei von Menschenhand gebauten Raumenergie-
Konvertern resultiert aus dem zeitlichen Auseinanderd
riften der beiden aufeinander abzustimmenden
Resonanzen, namentlich der mechanischen Resona
nz und der Resonanz des
elektrischen Schwing-
kreises. Sind die beiden Resonanzfrequenzen nich
t völlig identisch, was
bei jedem Aufbau aus
praktischen Gründen immer der Fall sein wird, so nimmt die Phasendifferenz zwischen den beiden
Schwingungen im Laufe der Zeit mehr und mehr zu
. Dadurch laufen die Schwingungen auseinander
und die Abstimmung der endlichen Propagationszeite
n der Wechselwirkungskräfte wird mit wach-
sender Phasendifferenz
zunehmend geringer
.
Aus diesem Grunde ist der Konversion von Raumenergie
eine apparativ bedingte Grenze gesetzt,
nämlich in folgender Art und Weise:
Mit abnehmender Abstimmung der Propagationszeite
n der Wechselwirkungskräfte sinkt auch die pro
Zeiteinheit konvertierte Raumenergie, also die konve
rtierte Leistung. Das System erreicht dadurch
schließlich einen Zustand, ab dem es sich aus der
Raumenergie heraus nicht weiter aufschaukeln kann,
und läuft damit selbsttätig in einen stabilen Zustan
d hinein. Maßnahmen zur Stabilisierung sind also
nicht erforderlich, aber:
Die in dem so erreichten stabilen Betriebszusta
nd konvertierte Leistung ist
durch die Abstimmung der
Systemparameter begrenzt, also nur durch die Ei
nstellung der Apparatur, und nicht durch eine
natürliche Grenze. Daraus entwickelt sich die Id
ee: Will man die Leistung erhöhen, dann müsste man
das „Abstimmungsproblem“ der beiden Resonanzen lö
sen. Dafür geeignet sollte der Pulsbetrieb sein,
bei dem das System periodisch i
mmer wieder eine winzig kleine Steuerenergie als Input zugeführt
bekommt, die ähnlich einem Trigger-Impuls einen „Reset“ des Systemzustands bewirkt, also das
Einnehmen eines wohldefinierten Ausgangszustand
es, bei dem eine optimale Abstimmung der beiden
Resonanzen aufeinander gegeben is
t. Von diesem Trigger-Moment an
driften die beiden Resonanzen
natürlich wieder auseinander, aber wir warten mit
der Gabe der nächst folgenden Trigger-Pulses nicht
zu lange, sodaß sich das System immer noch in
einem gut abgestimmten Doppelresonanz-Zustand
befindet, und den nächsten Trigger-Abstimmungs-P
ulses bereits bekommt, bevor die Abstimmung zu
schlecht wird. Dies ist der Grund, warum in der hi
er vorgestellten Arbeit die DFEM-Simulation einer
Triggerung durch Pulsbetrieb versucht wurde. I
ngenieure nennen einen dera
rtigen Betrieb „phase
lock“, weil die Phasen der beiden Schwingungen an
einander gekoppelt werden. Dadurch wird ein all
zu weites Auseinanderdriften de
r Schwingungsphasen verhindert.
Da das elektrische Triggern wesentlich leichter is
t als das mechanische Triggern, verwenden wir die
mechanische Position der Schwingung als Trigger-G
eber, durch dessen geometrische Stellung die
Gabe eines elektrischen Trigger-Pulses ausgelöst we
rden soll. Der Trigger-Puls soll dann also in
elektrischer Form in den Schwingkreis eingebrac
ht werden, wie in Bild 3 zu sehen, das eine
Erweiterung des Aufbaus von Bild 1 um einen Sp
annungs-Input für die Trigger-Pulse darstellt.

Simulation eines realistischen Raumenergie-K
onverters im Kilowatt-Bereich, C. Turtur
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Bild 3:
Hinzufügen eines Inputs für Trigger-Pulse zu
unserem Raumenergie-Konverter, der die
Möglichkeit zur Verfügung stellen soll, die
Schwingung der elektrischen Resonanz auf die
Schwingung der mechanischen Resonanz
abzustimmen.
Das typische Aussehen der Trigger-Pulse, die nach
der mechanischen Schwingung ausgerichtet sind,
kann man in Bild 4 exemplarisch erkennen.
Bild 4:
Rot:
Mechanischen Schwingung, an der die
Trigger-Pulse ausgerichtet werden.
Blau: Leistungsschwache Trigger-Pulse
Die für die Berechnung der elektrischen Schwin
gung zugrunde liegenden
Differentialgleichungen
bekommen wir damit wie folgt unter Benutzung
der Spannungen, die wir nach Kirchhoff’s
Maschenregel aufsummieren [Ger 95]:

1
.
1
Darin sind die Spannungen über Kondensator, Spule und Widerstand:
nach der Definition der Kapazität
nach dem Induktionsgesetz:
nach dem Ohm’schen

   
 
   

 

Rin
Rin
C
L
L
C
L
C
Ut
ULQRQQt
C
Q
CUQ
UC
d
ULILQ
dt
UUU
UU U
Gesetz:
R
URI
(1)
(2)
(3)
(4)
Dies ist eine inhomogene Differentialgleichung
2. Ordnung, deren Störfunktion gemäß Bild 4
eingesteuert wird.
Die mechanische Schwingung folgt dann der Differentialgleichung:
  



2
1
2
0
1
24
π
2
b
asierend auf der Federkraft und der Coulombkraft
mit =Masse und Hooke’sche Federkonstante

 



i
ii
i
Qt
CD
mxt D xt
mD
xt
(5)
Dabei befinden sich die beiden Kondensatorplatte
n symmetrisch zum Koordinatenursprung an den
Positionen
i
x
t
und
i
x
t
, sodaß sich die Coulombkraft ergibt als


2
2
0
1
4
π
2
C
i
Q
F
xt

, weil der
Abstand der beiden Kondensatorplatten zueinander
i
x
t
beträgt. Für die Berechnung der Federkraft
müssen wir hingegen eine andere Länge einsetzen,
nämlich die Veränderung de
r Federlänge relativ
zur ungespannten Feder. Mit
CD
Länge der ungespannten Feder ergibt
sich die genannte Strecke der
Federspannung (bzw. Kompression) als Ve
ränderung der Fede
rlänge gegenüber
CD
gemäß
2
i
CD x t

, unter Berücksichtigung des Vorzeichens von
i
x
t
. Betrachtet man die Bewegung der
Kondensatorplatten als symmetrisch
um den Koordinatenursprung, we
lcher im Symmetriezentrum des
Kondensators verankert wurde, da
nn erfährt jede Hälfte der Fede
r mit der an ihr montierten

Simulation eines realistischen Raumenergie-K
onverters im Kilowatt-Bereich, C. Turtur
Seite 5 von 27
Kondensatorplatte genau die Hälfte dieser Au
slenkung und wir erhalten eine Federkraft von

2
Fi
CD
FDxt

  


, wie in Gleichung (5) verwendet.
Die Kopplung der mechanischen Schwingung mit der
elektrischen Schwingung erkennt man einerseits
im letzten Summanden von Gleichung (5), mit de
m der elektrische Teil des Aufbaus in die
mechanische Schwingung einwirkt, und andererseits in
Gleichung (1), wo die Kapazität C durch den
mechanischen Schwingkreis beeinflusst wird.
Tatsächlich läßt sich damit ein unbefristet stabiler
Betrieb des Raumenergie-Konverters erzielen, wie
man unschwer in Bild 5 und Bild 6 erkennen kann.
Bild 5:
Die Ladungen schwingen im Kondensator
sinusförmig.
Bild 6:
Betrachtet man die Schwingung über einen
längeren Zeitraum, dann reicht die Auflösung der
Pixel zwar nicht mehr, um den Sinus zu erkennen,
aber man sieht sehr klar die zeitlich unbegrenzt
stabil laufende Schwingung.
Will man dem System Energie entnehmen, so kann man z.B. versuchen, dem Lastwiderstand
elektrische Leistung zu entziehen, indem man in
Gleichung (1) den Widerstand als Summe aus dem
Ohm’schen Widerstand des Spulendrahtes und dem
in Serie geschalteten
Lastwiderstand auffaßt,
gemäß der nachfolgenden Gleichungen (6), (7):
2
mit der Leistungsentnahme


Spule Last
ent Last Last Last Last
RR R
PU I R I
(6)
(7)
Zwecks Leistungs-Entnahme optimiert man den Lastwi
derstand in der Weise, daß eine zu starke
Dämpfung der Schwingung vermieden
wird, sodaß der Raumenergie-Motor gerade eben stabil laufen
kann. Was dabei an Leistung in einem Beispi
el im Rahmen der vorliegenden Arbeit maximal
entnommen werden konnte, sind auch wieder nur
wenige Mikrowatt, wobei ungünstigerweise ein
Plattenkondensator von etlichen
Quadratmetern Fläche vonnöten war. Mit verschiedenen
Konfigurationen der System-Parameter konnten
bei Kondensator-Plattenflächen zwischen 6 m
2
und 20
m
2
Leistungen im Bereich einiger Nanowatt bis ma
ximal einiger Zehn Mikr
owatt gewonnen werden.
Trotz dieser geringen entnehmbaren Leistung is
t das Ergebnis ermutigend, weil die entnommene
Leistung wesentlich größer ist als die für die Tr
igger-Pulse benötigte au
fzuwendende Leistung.
Offensichtlich werden die Trigger-Pulse wirklich
nur zur Steuerung benötigt, und deren mitgeführte
Leistung bzw. Energie steht unbedeutend im Hint
ergrund. Simulationsbeispiele, bei denen die
gewonnene Leistung der mechanis
chen Schwingung um Faktoren in der Größenordnung von 10
6
stärker war, als die über die elektrischen Trigger-P
ulse in das System eingebrachte Leistung, waren
keine Seltenheit.

Simulation eines realistischen Raumenergie-K
onverters im Kilowatt-Bereich, C. Turtur
Seite 6 von 27
Zusätzlich war festzustellen, dass die mechanis
che Schwingung der Kondens
atorplatten wesentlich
mehr Energie aufnimmt als die elektrische Schw
ingung im LCR-Schwingkreis. Daher stellt sich
natürlich die Frage, ob mechanisch dem System
mehr Leistung entnommen werden kann als auf
elektrischem Wege. Um dies zu untersuchen, legt
man eine gleichbleibende mechanische Reibung an,
ungeachtet der Frage, ob und wie den Kondensatorplatten mit mehreren Quadratmetern Fläche bei
einer Amplitude der mechanischen
Oszillation von wenigen Millimete
rn, deren mechanische Leistung
wohl dosiert entnommen werden kann. Zu diesem
Zweck ergänzt man die Differentialgleichung (5)
der mechanischen Schwingung um eine Lastkraft konstante
Last
F
und erhält so die Schwingungs-
Differentialgleichung (8) der
gedämpften Schwingung.
  



2
1
2
0
1
24
π
2
i
ii Last
i
Qt
CD
mxt D xt F
xt

   



(8)
Die Lastkraft stellt eine konstante Kraft dar, di
e der Beschleunigung entgegenwirkt (daher das
negative Vorzeichen), und die zu einem frei best
immbaren Zeitpunkt zugeschaltet werden kann.
Auf diese Weise konnte zum Beispiel ein
Konverter simuliert werden, bei dem
7
7
5
,
,
,
eine Eingangsleistung von 1.354 10
einer Ausgangsleistung von 1.350 10
plus 2.611 10 gegenüberstand.
input elektr
output elektr
output mechan
PWatt
PWatt
PWatt



Auch wenn die entnommene Ausgangsleistung die
Leistung elektrischen Input-Trigger-Pulse um
einen Faktor 194 überwiegt, so bleibt die erzielbare Gesamtleistung doch bei wenig mehr als 260
Mikrowatt begrenzt (vgl Bild 7), und das
bei einer Fläche der Kondensatorplatte von
2
6
m
.
Bild 7a:
Entnommene mechanische Leistung
Bild 7b:
Im Schwinger verbleibende
mechanische Leistung.
Die elektrischen Leistungswerte sind sehr gering
und werden daher hier nicht dargestellt.
Auch dieses Beispiel können wir bei weitem noch
nicht als die Lösungen des Problems betrachten,
auch wenn der Puls-Betrieb uns hilft, mit der Le
istungen im oberen Mikrowattbereich schon fast an
die Milliwatt-Grenze heranzukommen.
Vergleichende Tests mit einer gesc
hwindigkeitsproportionalen Lastkraft
Last
F
x

erlauben zwar
das überschreiten der Milliwatt-Grenze, führen ab
er immer noch nicht zur Lösung des Problems der
Leistungs-Entnahme aus dem Raumenergie-Konverter
. Bild 8 geht auf eine geschwindigkeitspro-
portionale Lastkraft zurück, wobei eine mechanis
che Leistungs-Entnahme von gut 4.5 Milliwatt erzielt

Simulation eines realistischen Raumenergie-K
onverters im Kilowatt-Bereich, C. Turtur
Seite 7 von 27
wurde. Die Trigger-Pulse sind an der Phasenlage
der mechanischen Schwingung ausgerichtet. Zu
Beginn des Laufs ist noch keine mechanische Leis
tungsentnahme vorhanden, und die Trigger-Pulse
stoßen die Schwingung an, weshalb die Amplit
ude der Oszillation permanent zunimmt. Zum
Zeitpunkt t = 100 sec. wird der mechanische La
stwiderstand (in Form ei
ner geschwindigkeitspro-
portionalen Reibung) zugeschaltet,
und zwar genau so stark, dass die Amplitude der Oszillation auf
konstanten Niveau gehalten wird. Dies ermöglicht
die besagte mechanische Leistungs-Entnahme von
gut 4.5 Milliwatt. Daß durch die mechanische Dä
mpfung die Schwingungsfre
quenz abgesenkt wird
(im Vergleich zur ungedämpften Schwingung), ist ei
n typisches Verhalten ge
dämpfter Schwingungen,
das uns nicht stört, weil die Trigger-Pulse sich
am Lauf der schwingenden Bewegung ausrichten.
Bild 8:
blau
: mechanische Auslenkung der
Kondensatorplatten in Metern. Dabei
liegt die Ruhelageposition bei 1.0
Millimeter = 0.001 Meter. Die
Auslenkung ist gegenüber der
Ruhelageposition zu verstehen.
violett
: Elektrische Leistungszufuhr
durch die Trigger-Pulse. Deren
Spannungs-Amplitude beträgt 0.1 Volt.
Da in diesem Simulations-Beispiel aber die Konde
nsatorplatten eine Masse von je 440 kg aufweisen,
und die Federsteifigkeit der Federn
zwischen den Kondensatorplatte
n bei 86487 N/m liegt, verliert
dieser Konverter seinen praktischen Sinn, auch
wenn die Vorgaben des Simulations-Beispiels rein
theoretisch erfüllbar (r
ealisierbar) aussehen.
4. Leistungsentnahme aus der Spule
Nachdem wir nun feststellen mussten, dass wir dem
Kondensator sehr schlecht Energie entnehmen
können, wollen wir versuchen, ob wir der Spule Energie entnehmen können. Dies führt uns zu einem
Aufbau, dessen Prinzip in Bild 9 dargestellt ist.
Bild 9:
Vorschlag, um die Entnahme-Mög-
lichkeit von Energie aus dem
Raumenergie
-Konverter zu
verbessern.
Dabei wird der im Bild 1 erwähnte Spulenkern zu
einem Transformator-Joch erweitert, so dass die im
LRC-Schwingungskreis befindlichen Spule zur Primär
spule eines Transformators wird, über dessen
Sekundärspule wir versuchen wollen, dem System Ener
gie zu entnehmen. Getragen wird der Versuch
von der Hoffnung, durch geeignete Gestaltung de
s Wicklungsverhältnisses (Primärspule zu
Sekundärspule) eine Intendanzanpassung bewirken
zu können, die eine Steigerung der Leistungs-
entnahme erlaubt.
Die Primärspule erzeugt mit ihren Sp
ulenstrom ein Magnetfeld [Stö 07] von
22
4
mit n = Zahl der Windungen in der Primärschule
l = Länge des Spulenkörpers
R = Radius des Spulenkörpers
nI
H
lR
(9)

**************************************************************

Über die Nutzung der unsichtbaren Energie des Universums als kostenlose und unerschöpfliche Energiequelle

von Claus W. Turtur, Wolfenbüttel 15. September 2010

Noch vor wenigen Jahren hätte man das, was hier beschrieben wird, für unmöglich gehalten, wahrscheinlich sogar für eine Spinnerei. Vermutlich hätte man den hier vorgestellten Rotor als Perpetuum Mobile abgetan und schon alleine deshalb nicht ernst nehmen können, weil es eben ein Perpetuum Mobile nicht geben kann.

An der Situation, dass es ein Perpetuum Mobile nicht geben kann, hat sich bis heute nichts geändert, und es wird sich vermutlich wohl auch nie etwas daran ändern. Trotzdem wird in der vorliegenden Arbeit ein Rotor beschrieben, der endlos rotiert und Energie abgeben kann, ohne von einer bisher bekannten (sichtbaren) Energiequelle gespeist zu werden.

Das besondere daran ist, dass der Rotor von einer Energiequelle angetrieben wird, von deren Existenz die Menschheit noch vor wenigen Jahren noch nicht einmal die Spur einer Ahnung hatte. Beschrieben wird also in Wirklichkeit kein Perpetuum Mobile, sondern eine neuartige Energie- quelle.

Wie sieht diese neuartige Energiequelle nun aus ? Worum handelt es sich dabei ?

Um diese Fragen zu beantworten, gehen wir auf die Entdeckung dieser Energiequelle zurück, die noch gar nicht all zu lange bekannt ist. In der Astrophysik hat man nämlich bemerkt, dass unser gesamtes Universums zu ca. zwei Dritteln aus einer unsichtbaren Energieform besteht, von der man heutzutage kaum mehr weiß, als dass sie existiert. Und weil wir eben so wenig darüber wissen und diese Energieform lange nicht sehen konnten, hat man ihr den Namen „dunkle Ener- gie“ gegeben. Die Bezeichnung hat nichts mit „dunklen“ oder „übernatürlichen“ Kräften zu tun, sondern sie soll nur ausdrücken, dass man diese Energie eben nicht sehen kann – gerade so, wie man im Dunklen halt nichts sieht. Und es soll auch ausdrücken, dass die Art und Beschaffenheit dieser Energie noch sehr im Dunklen liegt. Um das Wörtchen „dunkel“ als Ursache möglicher Missverständnisse zu vermeiden, sagt man auch manchmal „Raumenergie“ oder „Vakuumener- gie“ dazu, weil sie im bloßen Raum vorhanden ist, sogar schon im Vakuum, völlig unabhängig davon, ob es dort außer dieser Energie noch sichtbare Materie gibt oder nicht. Nebenbei sei be- merkt, dass die Bezeichnung „Vakuumenergie“ nicht andeuten soll, dass man ein gutes Vakuum benötigt, um diese Energie erfahrbar machen zu können, oder gar, dass diese Energie nur im Vakuum vorkomme. Es gibt noch eine weitere Bezeichnung, mit der man zumindest einen Teil dieser Energie erfaßt, nämlich „quantenmechanische Nullpunktsenergie“. Mit diesem Namen versucht man, einen Bezug zur mutmaßlichen Natur des erwähnten Teils dieser Energie herzu- stellen, nämlich mit zu den sog. Nullpunkts-Schwingungen der Quantentheorie, die besagen, dass in der Quantentheorie eine Schwingung nie zur Ruhe kommen kann. Da es aber sein kann, dass außer diesen Nullpunktsschwingungen noch weiter Energie im bloßen Raum vorhanden ist, wol- len wir deren Energie nur als einen Teil der gesamten Raumenergie betrachten – allerdings als denjenigen Teil, der in der vorliegenden Arbeit dominant betrachtet und auch experimentell nach- gewiesen wird. Abfinden muss man sich mit der Tatsache, dass diese Schwingungen abstrakt und ohne wirkliche Anschauung sind, d.h. sie haben keine Erklärung in Rahmen der klassischen Physik, kein klassisches Pendant, sondern sie sind nur im Rahmen der Quantentheorie verständ- lich.

Das Besondere an der im vorliegenden Artikel vorgestellten Arbeit ist es, dass es dem Autor gelungen ist, diese abstrakte Energieform konkret und praktisch im Labor (also nicht im Univer- sum) greifbar zu machen und sogar zu nutzen, um einen Rotor anzutreiben. Dieser vollführt als typischer Rotor eine Drehbewegung, mit anderen Worten, er erzeugt klassische mechanische Energie. Und dabei wird er von unsichtbarer Energie angetrieben, die im Universum in praktisch

Unerschöpfliche, umweltfreundliche Energiequelle Seite 2 von 12

unbegrenzter Menge verfügbar ist und deren Nutzung keine Umweltbelastung verursacht. Würde man nichts über die Existenz dieser unsichtbaren Energie wissen, so liefe man wirklich Gefahr, den Rotor leichtfertig mit einem Perpetuum Mobile zu verwechseln. Im Sinne des zweiten Haupt- satzes der Thermodynamik wird übrigens als treibendes Potential (des Rotors) eine Änderung der Verkrümmung der relativistischen Raumzeit vermutet, sodaß die gewonnene mechanische Ener- gie tatsächlich dem „Raum“ (genauer der „Raumzeit“) entzogen wird. Unerschöpflich ist die Energiequelle nur deshalb, weil der uns umgebende Raum (aus dem diese Energie auf uns ein- strömt) so groß ist wie das Universum selbst.

Der vorliegende Artikel beschreibt zunächst einen Einblick in die physikalische Theorie, die hinter diesem Raumenergie-Rotor steckt, danach aber vor allem auch die experimentell gelungene Umsetzung der unsichtbaren Energie in praktisch nutzbare mechanische Energie.

Historische Vergleiche und Rückblick

So wie im frühen Mittelalter noch kein Bewusstsein dafür vorhanden war, dass die Luft ein greif- bares Medium ist, so war auch lange nach dem Ende des Mittelalters, ja bis hinein ins herauf- ziehende 20. Jahrhundert noch kein Bewusstsein dafür vorhanden, dass das Vakuum ein greif- bares Medium ist.

Eigentlich hätte man bar jeglicher physikalischer Experimente bereits in grauer Vorzeit die Luft als erfahrbares Medium identifizieren können – wäre da nicht jene hohe geistige Schwelle, deren Überwindung immer wieder Jahrhunderte verzehrt. Wie anders als durch diese geistige Schwelle lässt sich verstehen, dass man nicht bereits im 8., 10. oder 12. Jahrhundert aus dem Flug der Vögel oder aus der Existenz des Windes auf die materiellen Eigenschaften der Luft hätte schließen können. Nun, die geistige Schwelle hat unsere Vorfahren eben an der Erkenntnis solcher Zusammenhänge gehindert, bis eines schönen Tages im Jahre 1643 ein Mann namens Evangelista Torricelli auf die Idee kam, die Luft aus einem Gefäß zu entfernen, um zu demon- strieren, dass sich beim Fehlen der Luft allerlei Abläufe völlig anders verhalten als in Luft. Ob- wohl nun die geistige Schwelle überwunden war, die Luft als Medium zu identifizieren, hat es noch weitere 14 Jahre gedauert, bis Otto von Guericke die Erkenntnisse des Herrn Torricelli in das Bewusstsein der Allgemeinheit rücken konnte, indem er seine berühmten Magdeburger Halb- kugeln (anno 1657) aufeinander setzte und demonstrierte, dass der außen herrschende Luftdruck so große Kräfte hervorruft, dass im evakuierten Zustand noch nicht einmal Zugpferde genug Kraft haben, die beide Kugelhälften auseinander zu ziehen. Und damit erst war es Allen klar: Die Luft ist ein echt erfahrbares Medium.

Die Parallelen zum Vakuum sind frappant. Mein Rotor zeigt die Existenz der Nullpunktsenergie im ansonsten „leeren Raum“ und beweist, dass das Vakuum ein wirklich erfahrbares Medium ist. Torricelli und Otto von Guericke haben den Luftdruck benutzt, um zu demonstrieren, dass Luft ein erfahrbares Medium ist. Ich benutze elektrostatische (und magnetische) Kräfte, um zu demon- strieren, dass das Vakuum ein erfahrbares Medium ist. Bevor im Verlauf des vorliegenden Artik- els gezeigt werden wird, wie diese Demonstration des Vakuums als erfahrbares Medium funktion- iert, wollen wir die Frage stellen, ob es möglich ist, mit unserer alltäglichen Erfahrung die geistige Barriere zur Erkenntnis des Vakuums als Medium zu überwinden. Die Antwort ist ein simples „Ja“ (auch wenn dies manche Leser überrascht), das wir z.B. wie folgt verstehen können:

Vielen von uns ist bereits aus der Kindheit bekannt, dass zwei Magnete sich auf Entfernung und ohne Berührung anziehen oder abstoßen können, ebenso wie z.B. Sonne, Erde und Mond berühr- ungslos über Entfernungen Kräfte aufeinander ausüben und sich gegenseitig anziehen. Viele von uns waren als Kinder von den abstoßenden Kräften zwischen zwei Magneten fasziniert (die bei geeigneter Ausrichtung der Magnete auftreten). Aber wer oder was transportiert eigentlich diese Kräfte ?

Es ist der bloße Raum; es ist das Material, das wir nicht erkannten, das Vakuum. (Ich gebrauche hier die Worte „Raum“ und „Vakuum“ als Synonyme.) Es transportiert die Wechselwirkungs-

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kräfte der elektromagnetischen Wechselwirkung ebenso wie die Wechselwirkungskräfte der Gravitation und vermutlich wohl auch die Wechselwirkungskräfte aller vier bekannten fundamen- talen Wechselwirkungen der Physik. Wenn wir aber als Erwachsene erfahren, dass das Transport- medium dieser Kräfte, der bloße Raum, diese Kräfte mit einer endlichen Geschwindigkeit transportiert, nämlich mit Lichtgeschwindigkeit, dann sind wir schon viel zu abgestumpft und haben unsere kindliche Neugier verloren, als dass wir noch fragen würden, welche Material- eigenschaften des Vakuums zu diesem Transport der Wechselwirkungskräfte führen. Und da wir nicht mehr fragen, haben wir die Chance verpaßt, das Vakuum als Medium zu begreifen.

Für Fachleute sei angemerkt, dass in der Teilchenphysik die Austauschkräfte über Wechsel- wirkungsteilchen vermittelt werden, aber damit lassen sich (wegen des Impulsübertrags) nur abstoßende Kräfte übertragen, anziehende Kräfte benötigen einen Zusatzmechanismus (wie z.B. den aus der Geschichte der Physik bekannten LeSage-Mechanismus), der wiederum nur existieren kann, wenn wir ein Vakuum annehmen, das eben mit seinen Eigenschaften wieder mitspielt und eben diese Zusatzkräfte vermittelt.

Daß der Raum die Wechselwirkungskräfte übrigens genau mit Lichtgeschwindigkeit überträgt, ist eine der zentralen Aussagen der Relativitätstheorie. Dazu gehört eben auch die Aussage, dass sich elektrische (ebenso wie magnetische) Felder mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.

Aber nun, da wir all das Gesagte erkennen, können wir die abgestumpfte Sichtweise ablegen und zur kindlichen Neugier zurückkehren. Wer dazu jetzt an dieser Stelle der Lektüre nicht in der Lage ist, dem möchte ich gerne eine ungewohnte Frage stellen: Wie kommt es eigentlich, dass das Vakuum den elektromagnetischen Wellen einen Wellenwiderstand von 376.6 Ohm entgegensetzt? Gibt es da nicht vielleicht doch irgendwelche Materialeigenschaften des Vakuums, die letztlich zu so einem krummen Zahlenwert führen? Mich persönlich hat diese Frage auf die Fährte gebracht, zu erkennen, dass das Vakuum ein Medium ist, eine Substanz zu deren Materialeigenschaften eben auch der genannte Wellenwiderstand gehört. Und nachdem wir nun beginnen, einige Eigen- schaften des Vakuums zu erkennen, werden wir auch bald herausfinden, wie man diese zur Energiegewinnung nutzen kann.

Aber um uns Menschen wirklich auf die geistige Fährte zu bringen, das Vakuum als Material anzuerkennen, genügt nicht so ein kleiner Hinweis, dessen geistige Bedeutung nicht größer ist als der Wind und Vögel im Mittelalter. Handfeste Beweise kommen aus der Kosmologie, einem Fachgebiet der Physik, zu dessen Inhalten unter anderem auch die Expansion des Universums gehört. Und die Geschwindigkeit dieser Expansion passt nicht zur althergebrachten Theorie, nach der das Vakuum ein „Nichts“ war. Nur wenn man jedem Kubikmeter des Vakuums, also des bloßen Raums eine gewisse Energie zuschreibt, lässt sich das Expansionsverhalten des Univer- sums schlüssig erklären. Und da nach Einstein’s Masse-Energie-Äquivalenz (E=mc2) der Energie eine Masse entspricht, hat jeder Kubikmeter des Vakuums nicht nur eine bestimmt Energie, sondern auch eine bestimmte Masse. JA – jeder jedem Kubikmeter des Vakuums hat eine end- liche Masse. Und wenn man solchermaßen das Vakuum wiegen kann, dann versteht man, wo die zugehörige Gravitation herkommt. Und man fängt allmählich an zu akzeptieren, dass es sich dabei um ein materielles Medium handelt, das man sogar wiegen kann.

Aber wieviel wiegt denn nun das Vakuum ?

Typischerweise gibt man an, wie viel 1 m3 des Vakuums wiegt – also Kilogramm pro Kubikmeter. Unglücklicherweise gibt es auf diese Frage heutzutage noch viele verschiedene widersprüchliche Antworten. Die Wissenschaft ist sich da überhaupt nicht einig, das Vakuum ist noch zu wenig erforscht. Die Diskrepanzen sind immens. Da findet man Werte im Bereich von winzigsten Bruchteilen eines Mikrogramms (pro Kubikmeter) bis hin zu Abermillionen und Abermilliarden von Tonnen (pro Kubikmeter). Die Antwort auf die Frage nach dem Gewicht des Vakuums wird von vielen Kollegen als die größte Diskrepanz bezeichnet, die in der der Physik je auftrat. Die Menschheit wird die Antwort finden, aber ich wage keine Prognose, in welchem Jahrhundert das passieren wird.

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Auf jeden Fall hat sich bei einem großen Teil der Naturwissenschaftler eine Einigkeit darüber entwickelt, dass das Vakuum, der bloße Raum, eine ernstzunehmende Substanz mit einer tatsäch- lich vorhandenen Masse ist, und dass er somit eine gegebene Menge an Energie enthält. Und weil der bloße Raum das gesamte Universum ausfüllt, haben wir sehr viel davon, so viel, dass seine Energie über die sog. kosmologische Konstante bereits Einzug in die Allgemeine Relativitäts- theorie halten konnte. (Sie hat das Formelsymbol „Λ“ bekommen). Als Einstein diese Größe aufgrund rein mathematischer Überlegungen in seine Theorie einführte, war ihm nicht bewusst dass sie wirklich real existiert. Deshalb hat er die kosmologische Konstante als die größte Eselei seines Lebens bezeichnet. Zu seiner Zeit war es noch nicht möglich, die Energie des Vakuums zu erkennen, die letztlich die Ursache für die kosmologische Konstante bildet. Zwar hat er bereits versucht, über die Energie des Vakuums nachzutüfteln, aber eine schlüssige Lösung konnte er nicht finden. Tatsächlich nimmt die Physik erst seit dem Erkennen ihrer Ursache, der Energie des Vakuums, die kosmologische Konstante in der Allgemeinen Relativitätstheorie ernst.

Wenn uns aber ein gesamtes Universum mit seiner Raumenergie zur Verfügung steht, dann ver- stehe ich eines überhaupt nicht: Warum jammert die Menschheit über Energieprobleme ?

Anstatt zu jammern und die Umwelt mit Energiekonsum nach altmodischen Technologien zu verpesten, wäre es doch viel besser, dem riesigen Universum einen ganz kleinen Teil seiner ge- waltigen Raumenergie zu entziehen und damit unseren Hunger nach Energie zu sättigen. Die Wärmekraftmaschine des James Watt wurde 1769 patentiert und ist damit schon fast ein Viertel Jahrtausend alt. Trotzdem bewegt sie noch heute praktisch alle Automobile, Schiffe, Eisenbahnen, und muss als Dampfmaschine auch für den größten Teil der Stromproduktion herhalten. Die ist umso unverständlicher, wenn man bedenkt dass das Universum als Energie-Vorrat viel viel größer ist, als alle klassischen Energie-Vorräte dieser Erde. Das Universum ist riesig, dass wir Energie herausschöpfen können so viel wir wollen, ohne dass es eine spürbare Abnahme der Energie- menge des Universums gäbe. Wenn ich im Urlaub ans Meer fahre und einen Schluck Wasser aus dem Ozean trinke, dann ist der Ozean wohl auch groß genug, dass niemand aufgrund meines Wasserverbrauchs ein Absinken des Meeresspiegels feststellen würde.

Im Übrigen sei erwähnt, dass das Universum zu zwei Dritteln aus Raumenergie besteht. Das ist mehr als alle sichtbare Materie zusammen, mehr als alle schwarzen Löcher, alle Sterne, alle Pla- neten mit all ihren Lebewesen und darüber hinaus alle zahlreichen Elementarteilchen. Die Prog- nose ist völlig klar: Von dort strömt viel mehr Energie auf uns ein, als die Menschheit bei all ihrem Energiehunger je verbrauchen kann.

Mit welcher Technologie man dem Raum des Universums den bewußten Schluck Energie ent- ziehen kann, der für uns alle mehr als ausreicht, und der überdies keinerlei Belastung für unsere Umwelt darstellt, spielt eigentlich keine Rolle. Man muss dabei nur auf die chemische Umsetzung von Materie verzichten. Ein mögliches Verfahren habe ich entwickelt, und ich beschreibe es im vorliegenden Artikel. Gegenüber anderen bekannten Verfahren hat es den Nachteil, bisher nur eine ziemlich geringe Maschinenleistung zu erbringen. Aber es ist das einzige mir bekannte Ver- fahren, welches aus einer für Fachleute verständlichen physikalischen Theorie heraus erklärbar ist. Insofern ist der von mir entwickelte Vakuumenergie-Rotor ein Brückenschlag zwischen der alternativen Energietechnologie der Raumenergie-Nutzung und der klassischen allgemein aner- kannten Grundlagenwissenschaft der Physik.

Der Verzicht auf das Umsetzen sichtbarer Materie ist natürlich die Bedingung dafür, dass eine Energieform umweltfreundlich verarbeitet werden kann. Nur eine Technologie, die Energie verar- beitet ohne sichtbare Materie zu verbrauchen, hinterlässt keine Abfälle und ist daher eine umwelt- verträgliche Energie-Technologie. Heizkraftwerke verbrennen sichtbare Materie. Kernkraftwerke spalten die Atomkerne sichtbarer Materie. Fusionskraftwerke verschmelzen Atomkerne, wenn sie denn funktionieren. Derartige Umsetzungen sichtbare Materie hinterlassen Rückstände, die unsere Umwelt belasten. Außerdem haben sie den Nachteil, dass die Energiequellen versiegen, sobald die benötigte Materie verbraucht sein wird.

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Sinnvolle Alternativen zur Raumenergie-Nutzung wären Windenergie, Solarenergie oder Ge- zeitenkraftwerke, Wasserkraft… Vorteil der Raumenergie-Nutzung ist allerdings die Tatsache, dass diese Energie als einzige der genannten Energiequellen nicht von Randbedingungen wie Wind oder Wetter oder Ähnlichem abhängt, sondern rund um die Uhr gleichförmig immer verfüg- bar ist. Sie ist geeignet ohne Energiespeicherung eine Grundlast abzudecken.

Die Problematik hat bereits Nikolai Tesla vor über hundert Jahren erkannt und zugleich die Hoff- nung geäußert, die Menschen würden früher oder später lernen, Energie ohne den Verbrauch von Materie zu verarbeiten. An eine derartige Entwicklung war aber damals noch nicht zu denken. „Ohne sichtbare Materie“ – das bedeutet nur mit der unsichtbaren Materie des Vakuums zu ar- beiten. Und dorthin war zur Zeit Tesla’s die geistige Schwelle noch viel zu hoch – oder war viel- leicht Tesla der Erste, der Raumenergie tatsächlich schon nutzen konnte ?

Es gibt dahingehende Aussagen, dass Tesla bereits ein Auto mit Raumenergie angetrieben haben soll. Aber die heute noch vorhandenen Beweise liefern keine letzte Sicherheit. Es gibt auch Aussagen, dass bereits Ende 1920er Jahren ein Erfinder namens Hans Coler eine Maschine zur Umsetzung von Raumenergie in elektrische Energie gebaut haben soll. Diese Aussagen sind sogar von verschiedenen Professoren an verschiedenen Universitäten (Berlin, München, Kopenhagen, Trondheim) überprüft und bestätigt worden. Trotzdem hat sich die Physik keinem der Energie- konverter eingehender angenommen – was angesichts der Bedeutung dieser Maschine für eine umweltfreundliche Energieversorgung reichlich unverständlich erscheint. Inzwischen ist eine ganze Reihe weiterer Raumenergiekonverter-Maschinen hinzugekommen, die in der Lage sind, Raumenergie in verschiedenerlei klassische Energieformen zu wandeln. Auch diese werden von der Physik heute nur sehr zögerlich wahrgenommen. Glücklicherweise sind es inzwischen einige hundert Forscherkollegen, die weltweit in diesem Feld arbeiten. Erfreulicherweise erzielen diese Kollegen erstaunlich gute Erfolge, obwohl ihnen ausgesprochen wenig Förderung oder Unter- stützung zuteil wird. Aber die Erfolge lassen erhoffen, dass das weitere Überleben der Menschheit auf dieser Erde möglich wird.

Heutige klassische Technologien

Die Erkenntnis, Materie nicht verbrauchen zu wollen, um Energie nutzbar zu machen, die ja bereits seit Tesla offen ausgesprochen war, setzt noch nicht zwingend die Nutzung von Vakuum- energie, also Raumenergie, voraus. Man könnte ja auch eine in der sichtbaren Materie vorhandene Energie nutzen, ohne diese Materie darüberhinaus gleich verändern zu müssen. Solche Formen der Nutzbarmachung von Energie bezeichnet man heute als „sustainable“ (zu Deutsch: nachhaltig und umweltverträglich). Beispiele hierfür sind Windkraftwerke, Solarenergie, Gezeitenkraft- werke, Geothermie, nur um einige zu nennen. So nutzt man zum Beispiel beim Windkraftwerk lediglich die Bewegung der Luft, man verändert aber nicht die Luft selbst, auch nicht ihre Zusam- mensetzung. Das ist umweltverträglich und damit auch zukunftsweisend. Alle diese umwelt- freundlichen Methoden sind gut und sollen auf jeden Fall weiter entwickelt und ausgebaut wer- den. So sind zum Beispiel Gezeitenkraftwerke oder Geothermie nicht überall verfügbar, aber dort wo sie vorhanden sind, leisten sie gute Dienste. Das heißt aber noch lange nicht, dass man auf- grund der Existenz derartiger Methoden die neu entstehende Entwicklung der Raumenergie- Nutzung blockieren unterdrücken oder verhindern soll – zumal die Raumenergie eine gleich- förmig kontinuierliche nutzbare Energiequelle an allen Orten der Erde verspricht. „Raum“ gibt es überall, er ist gleichmäßig und dauerhaft vorhanden. Er ist für jede menschliche Gesellschaft nutz- bar. Kann man seine Energie nutzen, so hat man eine kontinuierliche und dauerhafte Energie- quelle, solange der Raum des Universums an sich bestehen bleibt. Höchstens eine Kontraktion des Universums, sozusagen ein „Urknall rückwärts“ würde uns den Raum entziehen. Aber falls so- etwas in vielen Milliarden Jahren passieren sollte, haben wir größere und dringendere Probleme als die Energieversorgung – falls die Menschheit in so vielen Milliarden Jahren überhaupt noch existiert.

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Denken wir also über die Nutzung der Raumenergie als unbeschränkte, verträgliche und uner- schöpfliche Energiequelle konkret nach. Bisher gibt es zwei Zugänge zu dieser Energieform: (1.) den aus der Grundlagenphysik heraus entstandenen Ansatz meines Vakuumenergie-

Rotors, dessen Theorie verstanden ist, der aber bisher nur eine sehr geringe Maschinen- leistung erbringt,

und (2.) einige Verfahren, die von eigenständigen Erfindern entwickelt wurden und von der

allgemeinen Physik noch nicht ernsthaft betrachtet oder untersucht wurden. Allerdings muss man anmerken, dass bei diesen Verfahren ein theoretisches Verständnis bislang noch fehlt.

Da eine gezielte großtechnische Weiterentwicklung (zum Beispiel in industriellem Maßstab) auf einer wohlverstandenen und funktionierenden Theorie basiert, möchte ich im weiteren Verlauf des vorliegenden Artikels auf den Zugang Nummer (1.) eingehen. Zwar muß eine solche großtech- nische Realisation erst noch aufgebaut werden, aber da die Nutzung technisch ziemlich einfach ist, sollten diese Kraftwerke wesentlich kostengünstiger sein, als alle bisherigen Kraftwerke. Das lässt erhoffen, dass wir bei wesentlich geringeren Anlage- und Betriebskosten ein Vielfaches mehr an Energie bekommen können, als mit allen bisher bekannten konventionellen Methoden. Der daraus resultierende Komfortgewinn sowohl für die Energieerzeugende Industrie als auch für die Energieverbraucher wäre immens. Damit dürften wir eigentlich auf einen wunderbaren Wachstumsmarkt hoffen, der in gewisser Weise an die moderne Informationstechnologie erinnert: Obwohl die Medien immer billiger werden, steigen die Umsätze kontinuierlich, weil eine breite Begeisterung für die neue Technologie vorhanden ist. Umso mehr verwundert es, dass die Energieerzeuger die neue Technologie der Raumenergie-Nutzung nicht fördern und nicht auf diese Technologie einsteigen. Ich persönlich bin trotzdem guter Dinge im Hinblick auf den baldigen Durchbruch der neuen Technologie, denn es zeichnet sich ab, dass die Prognose des berühmten Nobelpreisträgers und Vaters der Quantenmechanik Gestalt annimmt. Zur Einführung derartiger neuer innovativer Energietechnologien, speziell zu selbstlaufenden Magnetmotoren (die wir heute als Raumenergie-Konverter verstehen) hat er wie folgt Stellung genommen: „Es müsste möglich sein, den Magnetismus als Energiequelle zu nutzen, aber wir Wissenschaftsidioten schaffen es nicht; das muss von Aussenseitern kommen“. Die Vielzahl der idealistischen Erfinder, die erstaunliche Erfolge erzielen, gibt Prof. Dr. Heisenberg offensichtlich recht.

Wenden wir uns nun aber den sachlichen Inhalten der Grundlagenwissenschaft in Theorie und Experiment zu.

Die Theorie zur Wandlung von Raumenergie in klassisch nutzbare Energie

Wir beginnen mit dem Prinzip der erfolgreich getesteten Umwandlung von Raumenergie in klas- sische mechanische Energie. Der Aufbau der Apparatur ist denkbar einfach. Man sieht ihn in Abbildung 1. Oben im Bild ist eine Scheibe (rot), die wir als Feldquelle bezeichnen wollen, weil sie ein elektrisches Feld erzeugt. Darunter befindet sich ein Rotor (blau), der sich um eine senk- recht stehende Achse dreht, sofern das elektrische Feld, welches die Feldquelle erzeugt, stark genug ist.

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Abbildung 1:

Prinzipskizze zu einer Maschine, die Raumenergie in klassische me- chanische Energie wandelt. Die rote Scheibe ist elektrisch aufzuladen, der blaue Rotor zu erden. Dadurch entsteht ein elektrisches Feld, das den Rotor antreibt.

Das sieht ganz einfach aus, und es funktioniert so einfach wie es aussieht. Man lädt die Feldquelle zu Beginn ein einziges Mal elektrostatisch auf. Dazu braucht man eine sehr geringe Menge an elektrischer Energie. Ist die Scheibe dann hinreichend aufgeladen, so beginnt der Rotor zu drehen – und dreht sich dann endlos weiter – im Idealfall ohne die Feldquelle zu entladen. Die bisher im Experiment erzeugten Energien reichen gerade eben aus, um die Reibung der Lager zu über- winden. Damit wurde tatsächlich beobachtet, wie sich der Rotor endlos dreht. Das wurde zu Ex- perimentierzwecken mit kleinen Rotoren von wenigen Zentimetern Durchmesser durchgeführt und gelingt weitgehend unproblematisch, sofern man die Reibung des Lagers entsprechend minimieren kann.

Wollte man nun größere Energiemengen und größere Leistungen erzeugen, die eine großtech- nische Nutzung sinnvoll und wirtschaftlich werden lassen, so sind wesentlich größere Rotoren und Feldquellen erforderlich. So lässt sich aufgrund theoretischer Berechnungen abschätzen, daß mehrere übereinander gestapelte Rotoren mit einem Gesamtdurchmesser von 100 Metern und einer Gesamthöhe von 20 Metern Leistungen im Bereich von 2-3 Megawatt erzeugen erwarten lassen. Kritiker mögen vielleicht einwenden, daß konventionelle Kernkraftwerke bei gleichem Raumbedarf höhere Leistungen erbringen, aber das ist kein sinnvolles Gegenargument, wenn man bedenkt, dass der Rotor eben außer Raum nichts benötigt. Kernkraftwerke sind äußerst problema- tisch für unseren Lebensraum, ebenso wie Kohlendioxid erzeugende Wärmekraftwerke. Der Raumenergie-Rotor hingegen ist völlig unproblematisch. Darüberhinaus hat der Raumenergie- Rotor einen gewaltigen Vorteil: Er ist dezentral einsatzfähig. Mit anderen Worten: Man kann viele kleine Raumenergie-Rotoren überall dort aufstellen, wo die Energie direkt gebraucht wird. Das verringert nicht nur die Verluste des Energietransports, sondern es erlaubt auch ein Aufstellen der Rotoren ohne Beeinträchtigung der Landschaft. Ein Kernkraftwerk oder ein Wärmekraftwerk dient nicht gerade eben der Verschönerung der Landschaft. Ein Raumenergie-Rotor hingegen kann mit einem Durchmesser von 10 Metern im Keller unter einem Einfamilienhaus aufgestellt werden und liefert dann eine Leistung in der Größenordnung von vielleicht 10 … 20 … 30 Kilo- watt. Und da er diese Leistung permanent, ganztägig und ganzjährlich bringt, ist die Leistung weit mehr als man zur Versorgung des Hauses benötigen würde. Auf diese Weise ließe sich die En- ergieversorgung der Bevölkerung im Laufe der Jahre dezentral in Tiefkellerräumen unterbringen, was die Beeinträchtigung der Umwelt soweit reduzieren würde, daß man nicht einmal mehr eigene Gebäude für Kraftwerke bräuchte. Daß Industriebetriebe sich bei hohem Energieverbrauch eigene Gebäude als Kleinkraftwerke errichten könnten, wäre im übrigen auch kein Problem. Die Abmessungen und die Leistungen der Raumenergie-Rotoren sind nach Bedarf frei und beliebig skalierbar.

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Immer wieder wurde mir die Frage gestellt: Warum wurde das Prinzip nicht längst schon entdeckt, wenn es denn so einfach ist ? Nun, das hat zwei Gründe. Zum Einen ist die Raumenergie als solche erst in jüngster Zeit identifi- ziert worden. Zum Anderen braucht man zum sinnvollen Verständnis auf wissenschaftlichem Ni- veau einiges an interdisziplinärer Theorie, unter anderem Mechanik, Elektrodynamik, Relativitäts- theorie, Quantenmechanik, Quantenelektrodynamik und auch noch Teile der Kosmologie. Das er- fordert einiges an Interdisziplinarität zwischen den verschiedenen Fachgebieten der Physik, und der Überblick über die verschiedenen Fachgebiete gehört nicht gerade zu den Stärken der typischerweise hochentwickelten Spezialisten innerhalb der Physik. Das Hauptargument ist aber die bereits erwähnte Tatsache, dass die Entdeckung der Raumenergie in der Kosmologie noch eine sehr junge Forschung ist, die für das theoretische Verständnis des Raumenergie-Rotors unerläßlich ist. Im historischen Vergleich kann man sagen:

– Unweit der Jahrhundertwende des 18. ins 19. Jahrhundert wurde (durch Benjamin Thompson) die Wärme als Energieform entdeckt.

– Unweit der Jahrhundertwende des 19. ins 20. Jahrhundert wurde die Masse als Energieform entdeckt (in der Theorie durch Albert Einstein und im Experiment durch Marie Curie).

– Unweit der Jahrhundertwende des 20. ins 21. Jahrhundert wird nun der Raum als Energieform entdeckt.

Wenden wir uns nun der Theorie der Raumenergie zu, und kommen dabei desweiteren auf die Frage zu sprechen wie man diese Raumenergie experimentell in klassische mechanische Energie umwandeln kann:

Eine Besonderheit ist die Feststellung, daß sich nicht nur elektromagnetische Wellen mit Licht- geschwindigkeit ausbreiten (diese Erkenntnis ist altbekannt), sondern auch elektrische Gleichfel- der und magnetische Gleichfelder (diese Erkenntnis ist als eine der Aussagen der Relativitäts- theorie bekannt). Obwohl von elektrischen und magnetischen Feldern die Rede ist, geht diese Erkenntnis doch über die klassische Maxwell’sche Elektrodynamik hinaus.

Damit werden elektrische Ladungen zu Quellen elektrischen Feldes, die permanent Energie abstrahlen. Aber woher nehmen sie diese Energie ? Da die Ladungen diese Energie auch im leeren Raum (also im Vakuum) abstrahlen, stehen sie dort mit nichts weiter als nur mit dem bloßen Raum in Verbindung, also kann nur er der Lieferant dieser Energie sein.

Daß trotzdem der Raum nicht „energieleer“ gepumpt wird, liegt daran, daß er sich aus den sich ausbreitenden Feldern seinerseits wieder Energie zurückholt. Diese Erkenntnis findet man alleine aufgrund theoretischer Berechnungen der Elektrodynamik. Und sie hat eine wichtige Konsequenz: Sie offenbart, daß ein ständiger Energiekreislauf zwischen der Feldenergie elektrischer Felder und der Raumenergie des Vakuums. Dabei gibt einerseits das sich ausbreitende Feld Energie an den Raum ab (was einer Umwandlung von Feldenergien Raumenergie entspricht), und andererseits versorgt der Raum die Ladung als Feldquelle mit eben dieser Energie (was einer Umwandlung von Raumenergie in Feldenergie entspricht, die am Ort der Ladung vonstatten geht). Einen exakten mathematischen Nachweis dieser Umwandlung habe ich übrigens in wissenschaftlichen Fachpublikationen mathematisch vorgerechnet.

Damit entsteht natürlich die Idee, daß man mit Hilfe elektrischer Felder der Raumenergie habhaft werden könnte. Dazu müßte man nur eine Möglichkeit finden, dem aufgezeigten Energiekreislauf einen Teil seiner Energie zu entziehen. Und ebendies tut unser elektro-statischer Raumenergie- Rotor. Wir betrachten nun, wie er das macht.

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Der entscheidende Einstieg dazu ist der:

Die Rotorblätter bestehen aus metallischen Oberflächen. Alle metallischen Flächen schirmen elektrische Felder ab. Von der einen Seite trifft das Feld auf die metallische Fläche, auf der ande- ren Seite der Fläche hingegen ist das Feld nicht, wegen der Abschirmung. Aus der Sicht der Feld- energie bedeutet das: Von der einen Seite läuft die Feldenergie auf die metallische Fläche, auf der anderen Seite der Fläche hingegen kommt sie nicht an. Dann ist jedem, der wie ich an die En- ergieerhaltung glaubt klar, dass die elektrische Feldenergie von der metallischen Fläche aufge- nommen werden muß. Sie hat ja sonst keinen anderen Weg. Auf diese Weise greift jede metalli- sche Platte in den Energiekreislauf zwischen dem leeren Raum und dem elektrischen Feld ein, sodaß wir unseren Energiekreislauf wie folgt sehen:

Eine elektrische Ladung als Feldquelle entzieht dem Raum Energie (einen Teil seiner Raumen- ergie) und wandelt diese in elektrische Feldenergie um. Diese elektrische Feldenergie breitet sich dann im Raum aus und wird während der Ausbreitung auf ihrem Weg, Meter für Meter, wieder vom Raum in Raumenergie zurückgewandelt. Steht aber nun irgendwo eine Metallplatte im Weg, so kann sich das Feld und mit ihm die Feldenergie nicht weiter ausbreiten und wird daher in der Metallplatte schlagartig komplett in mechanische Energie umgewandelt. Und in welcher Form macht sich diese Energie dann in der Metallplatte bemerkbar ? Sie übt eine direkte mechanische Kraft auf die Metallplatte aus. Diese Kraft berechnet man in der Elektrodynamik mit der sog. Spiegelladungsmethode. Das ist ein altbekanntes Verfahren, sodaß diese Energie in der Metall- platte und die damit verbundenen Kräfte niemanden überraschen.

Ist die Metallplatte beweglich angebracht, so wird diese Kraft in der Tat die Metallplatte in Bewegung versetzen. Wir kennen das, denn jeder Gegenstand der eine Kraft erfährt, setzt sich in Bewegung, sofern man ihn nicht durch Festhalten daran hindert. Speziell die elektro-statischen Kräfte auf Flächen kennen wir wieder mal aus der Kindheit, wenn wir uns daran erinnern, wie ein durch Reiben elektrostatisch aufgeladenes Lineal oder ein Luftballon kleine Papierschnipsel aus der Entfernung anzieht. Das elektrische Feld des Lineals oder des Ballons übt Kräfte auf die Papierschnipsel aus, und weil das Feld nicht durch die Schnipsel ungestört hindurch kann, sondern weil es von den Schnipseln absorbiert wird, lässt es seine Energie in den Schnipseln, indem es diese zum Lineal hin hochhebt.

In unserer Kindheit hat man uns das vorgeführt und ausprobieren lassen, damit wir eine Vorstellung von elektrostatischen Kräften entwickeln konnten. In meiner Kindheit hat man mir sogar die elektrostatischen Kräfte als solche mit ihrem Namen benannt.

Und dieses Prinzip übertragen wir nun auf den elektrostatischen Rotor zur Wandlung von Raum- energie (siehe Abb.1): Ist die Feldquelle elektrostatisch aufgeladen, so übt sie elektrostatische Anziehungskräfte auf den Rotor aus, die bei geeigneter Anordnung der Rotorblätter zu einer Drehung des Rotors führen. Das geht übrigens sogar, wenn man als Feldquelle einen simplen Luftballon nimmt und ihn reibt, damit er sich auflädt. Auch das ist experimentell untersucht und nachgewiesen.

Der Trick zur geeigneten Anordnung des Rotors ist nun der: Man muß den Rotor derart aufhäng- en, daß er in einem konstanten Abstand zur Feldquelle bleibt, solange er sich bewegt. Das ist bei einer Drehbewegung der Fall. Dann werden die elektrostatischen Feldkräfte ihn immer weiter in Bewegung setzen, ohne aufzuhören, weil er immer angezogen wird, und doch seinen Abstand zur Feldquelle nicht verliert. Das ist eigentlich eine ganz simple Angelegenheit, die der Fachmann leicht durch eine Komponentenzerlegung der Kraft in Zylinderkoordinaten versteht, und zwar wie folgt. Die Feldquelle übt auf den Rotor folgende drei Kraftkomponenten aus:

– eine axiale Komponente, die die Rotorachse aufnimmt – eine radiale Komponente, die den Rotor seitlich verschieben kann – eine tangentiale Komponente, die zu Drehung des Rotors führt

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Obwohl die Sache sehr einfach ist, ist nur deshalb früher niemand auf die Idee gekommen, weil man nicht den Ursprung der Energie sah, die den Rotor antreibt. An dieser Stelle war die geistige Schwelle zu hoch. Hat man nun verstanden, daß die antreibende Energie dem immerwährenden Kreislauf der Raumenergie und Feldenergie entstammt, dann ist die Sache kein Problem mehr. Deshalb hat früher niemand versucht, so einen Rotor zu bauen, weil niemand eine Drehung erwartet hat. In 2008 wurde die geistige Barriere überwunden.

Interessenten am Nachbau des Experiments sollte übrigens auf den Weg gegeben sein, dass es Gelingen außer einer wirklich geringen Reibung noch eine sehr gute laterale Feldhomogenität (des elektrischen Feldes) erfordert. Außerdem ist das Experiment bisher nur mit einer hydrostatischen Lagerung des Rotors gelungen, die einen lateralen Selbstjustiermechanismus des Rotors im Potentialminimum des elektrostatischen Feldes ermöglicht.

Der erfolgreiche experimentelle Nachweis der Wandlung von Raumenergie

Selbstverständlich bekommt eine neue theoretische Sichtweise erst dann Sinn und Bedeutung, wenn sie praktisch nachgewiesen ist. Theorien wurden viele ersonnen. Das Maß aller Dinge ist die experimentelle Verifikation. Durch sie unterscheidet sich die echte Physik von der geistigen Spielerei. Also wurden mehrmals Rotoren zur Wandlung von Raumenergie gebaut. Jeder davon wurde unter einer Feldquelle geeigneter Größe drehbar gelagert. Dann wurde die Feldquelle mit elektrischer Spannung aufgeladen – und siehe da: Sobald die Ladungsmenge hinreichend groß ist und alle Experimentierparameter ordentlich eingestellt sind (das sind ziemlich viele technische Bedingungen, so dass diese Einstellung eine reichlich knifflige Angelegenheit ist), beginnt der Rotor zu drehen.

Die ersten Versuche waren im ganz normalen Zimmer ausgeführt worden, wo natürlich auch Luft existiert. Diese Luft führte zu Einwänden und kritischen Argumenten von Fachkollegen, die Luft- moleküle könnten durch die elektrische Spannung zwischen Feldquelle und Rotor ionisiert wor- den sein, und die dabei entstandenen Ionen könnten dann von der selben Spannung beschleunigt worden sein, die zur Ionisierung geführt hätte, und die Beschleunigung der Ionen in Richtung der Feldlinien würde Rückstoßkräfte auf den Rotors ausüben, die den Antrieb des Rotors bewirken könnten. Ein derartiger Mechanismus ist von sog. „elektrostatischen Liftern“ bekannt, wurde vor etlichen Jahrzehnten (zwei Patente: 1928 und 1965) von Biefeld und Brown patentiert und hat überhaupt gar nichts mit Raumenergie zu tun, denn es wird lediglich Luft mittels klassischer elektrischer Energie ionisiert und bewegt.

Damit ist klar: Beim wahren Verifikationsexperiment zur Wandlung von Raumenergie musste die Luft entfernt werden, es fand im Vakuum statt. Nachdem auch das erfolgreich durchgeführt wurde, sind die kollegialen Zweifel an meinem Prinzip zur Wandlung von Raumenergie ver- stummt.

Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass sich der Rotor im Vakuum deutlich langsamer dreht als an Luft und höhere Feldstärken benötigt. Dadurch wird klar, dass die Luft doch einen gewissen Anteil zum Antrieb des Rotors betragen kann, sofern denn Luft vorhanden ist – aber das Entscheidende des Vakuum-Experiments ist: Der Rotor dreht eben auch ohne Luft, nämlich auf- grund der Wandlung von Raumenergie. Das Experiment wurde übrigens mit verschiedenen Rotoren in zweierlei Vakuumkammern reproduziert. Somit hat das erfolgreiche Experiment des Raumenergie-Rotors im Vakuum zwei Konsequenzen: Erstens bestätigt es die Wandlung von Raumenergie, und zweitens wird klar, dass zur gewinnbringenden technischen Nutzung der Betrieb im Vakuum erforderlich ist, damit nicht Isolationsverluste aufgrund von beweglichen Ionen der Luft die elektrischen Ladungen von der Feldquelle abfließen lassen. Die Bedeutung von Isolationsverlusten wurde übrigens überprüft mit einer tatsächlichen Leistungsmessung, die weiter unten im vorliegenden Artikel berichtet wird.

Übrigens wurde ein dem elektrostatischen Rotor analoger magnetischer Rotor auch theoretisch ersonnen und konstruiert, bisher aber (aus Kostengründen) noch nicht praktisch realisiert. Die

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Physik des magnetischen Rotors ist der Physik des elektrostatischen Rotors außerordentlich ähnlich, wenn man den Rotor nicht aus metallisch leitenden Flächen baut, sondern aus Supra- leitern. Supraleiter sind nämlich ideale Diamagnete, sie schirmen magnetische Felder ab. So wie die Metallflächen des elektrostatischen Rotors die Ausbreitung elektrischer Felder unterbrechen, so unterbrechen die Oberflächen eines Supraleiters die Ausbreitung magnetischer Felder. Dabei entstehen allerdings nicht anziehende Kräfte wie im elektro-statischen Falle (siehe Anziehen der Papierschnipsel), sondern abstoßende Kräfte. Im Prinzip hat das nur zur Folge, dass der magneti- sche Rotor zur Wandlung von Raumenergie aus magnetischen Feldern sich andersherum dreht als der elektrische Rotor zur Wandlung von Raumenergie aus elektrischen Feldern. In der techni- schen Durchführung sind damit aber einige praktische Schwierigkeiten verbunden, z.B. mit der Lagerung der Rotorachse. Infolge dessen bestehen für magnetische Rotoren zur Wandlung von Raumenergie komplizierte Ansprüche an die Homogenität des magnetischen Feldes, die im Falle des elektrostatischen Rotors gar nicht beachtet werden brauchen. Diese technische Verkomplizier- ung hat zu Folge, dass sich der magnetische Rotor zurzeit noch in der Entwicklungsphase befindet und noch nicht wie der elektrostatische Rotor praktisch zur Verfügung steht (wobei die Entwick- lungsarbeiten aus den oben erwähnten Kostengründen sehr langsam voranschreiten).

Angemerkt sei, dass die bisher funktionierenden elektrostatischen Rotoren nur Leistungen im Be- reich einzelner Mikrowatt (oder einzelnen Mikrowatt-Bruchteile) erzeugten. Das ist aus konkreten Leistungsmessungen im Experiment bekannt und es bestätigt die theoretischen Vorhersagen für kleine Rotoren mit Durchmessern weniger Zentimeter. Damit ist klar: Das Prinzip des elektro- statischen Rotors zur Wandlung von Raumenergie ist erfolgreich nachgewiesen. Die Sache steht nun zur Optimierung und Weiterentwicklung der technischen Nutzung bereit. Die Zeit wäre nun reif (sofern sich die dafür nötigen Drittmittel akquirieren lassen) die Raumenergie-Rotoren zu einer Erzeugung von Leistungen in Kilowatt- oder Megawatt- Bereich weiterzuentwickeln. Im übrigen möchte ich darauf hinweisen, dass ich meine gesamten Ergebnisse publiziert (und nichts patentiert) habe, damit alle Menschen sie kostenfrei nutzen können. Nur so habe ich die Hoff- nung, dass die Sache wirklich zur Rettung unserer Umwelt führen kann.

Die Messung der tatsächlichen Leistung widerlegt übrigens weitere zuweilen geäußerte Beden- ken: Von Fachkollegen hatte ich mehrfach das Argument gehört, es könnte ja irgend einen bislang unbekannten Weg geben, auf dem die elektrische Leistung aus der Feldquelle sich den Weg zum Rotor suchen würde und diesen antriebe. Wäre dies der Fall, dann würde der Rotor nicht von Raumenergie angetrieben werden, sondern von irgend einer klassischen Energie, die der Feld- quelle entnommen würde.

In einem Punkt sind alle Zweifler einig: Ausschließen könne man derartige Bedenken nur dann mit letzter Sicherheit, wenn man die Isolation soweit optimiert, dass die elektrische Leistung, die zum Aufrechterhalten der Ladung auf der Feldquelle entgegen Isolationsverlusten, geringer wäre als die mechanische Leistung, die der Rotor freisetzt. Mit anderen Worten: Es muss mehr mechanische Leistung herauskommen, als man aufgrund von elektrischen Leistungsverlusten hineinstecken muss. Das Argument entspricht fundamentaler Logik, so dass man ihm nicht widerstehen kann. Also habe ich das Argument akzeptiert und den geforderten Beweis erbracht: Ich habe einen Rotor gebaut, der bei einem elektrischen Leistungsverlust von 2.9 Nanowatt eine mechanische Leistung von 150 Nanowatt erzeugt. Weil das nur ein Grundlagenexperiment war, genügte der Nachweis anhand derart kleiner Leistungen, aber das Hochskalieren zu wesentlich größeren Leistungen ist kein prinzipielles Problem, und ich habe auch in etlichen wissenschaft- lichen Fachpublikationen genau erläutert wie das funktionieren muß. (Meine Begrenzung ist lediglich diejenige, dass ich nicht das Geld zum Bau größere Rotoren habe.) Auf jeden Fall ist die Konsequenz des Raumenergie-Wandlungs-Experimentes mit messtechnischer Leistungskontrolle klar und ermutigend:

Die Tauglichkeit des Rotor zur Wandlung von Raumenergie wurde damit endgültig bewiesen und seither nicht mehr von Fachkollegen angezweifelt.

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Richtig physikalisch berechnen kann man die Energien und Leistungen des Raumenergie-Rotors übrigens erst mit Hilfe der Quantenelektrodynamik. Die historisch ersten Literaturreferenzen, bei denen allerdings noch niemand an Zusammenhänge zur praktischen Nutzung von Raumenergie denken konnte, gehen zurück auf den großen Werner Heisenberg (einer der Väter der Quanten- mechanik), der bereits im Jahr 1935 zusammen mit Euler theoretisch herausgefunden hat, daß sich elektromagnetische Wellen nur im feldfreien Raum (also ohne elektrisches und ohne magneti- sches Feld) mit Vakuum-Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Sobald aber ein elektrisches oder ein magnetisches Feld herrscht, wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen geringer sein als die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit, wie wir sie aus der Relativitätstheorie ken- nen. Dies läßt sich nun anhand tiefgreifender und eingehender physikalischer Überlegungen auf die sog. elektromagnetischen Nullpunktsoszillationen der Quantentheorie übertragen und auf deren Basis dann schließlich auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektrischer und magnetischer Gleichfelder. Und wenn man dann mit verschieden Formeln höherer Physik hantiert, Renormier- ungstheorie und außerdem das Feynman-Kalkül beherrscht, findet man schließlich sogar die Energiedichte der elektromagnetischen Wellen des Vakuums als deren Anteil an der Raumenergie heraus. Und diese Energiedichte ist unerwartet groß, sie liegt bei ca. 1029Joule pro Kubikmeter, das sind fast 30000000000000000000000 Kilowattstunden in einem einzigen Kubikmeter leeren Raums. Auch wenn man praktisch nur einen verschwindend geringen Anteil davon nutzen kann (wie man nach Betrachtung des Lagrange-Operators des Herrn Heisenberg anno 1935 erkennt), so macht diese Zahl doch immerhin plausibel, warum das Universum größtenteils aus Raumenergie besteht. Und in Anbetracht der Größe des Universums erkennt man auch, welch immense Mengen an Energie uns zur kostenlosen Nutzung zur Verfügung stehen – auch wenn wir nur einen ver- schwindend geringen Anteil davon greifen können.

Die Nutzung dieser Energie wird kommen – nicht erst, wenn das Öl zu Ende geht. Einzelne Erfinder verfügen offensichtlich schon heute über erste Experimente, deren Leistung weit über die von mir erzeugten 150 Nanowatt hinausgehen. Es wird eine Frage weniger Jahre sein, bis sich diese Technologie durchsetzen wird. Die Menschheit braucht die saubere Energie, um der Zerstörung der Umwelt Einhalt zu gebieten. Und die Technologie ist fast schon greifbar.

Wenn eine finanzielle Unterstützung für die Umsetzung dieser Technologie zu gewinnen ist, mit der sich nicht nur Sachmittel, sondern auch Mitarbeiter wie Assistenten, Diplomanden und Doktoranden bezahlen lassen, lässt sich die neue Energiequelle schneller umsetzen als ohne diese Unterstützung. Aber auch ohne diese Unterstützung werden idealistische Erfinder diese neue Energiequelle in Eigenregie anzapfen. Der offiziellen Seite und den Energieversorgern wird die Aufgabe zukommen, die Umstellung auf diese neue Technologie wirtschaftlich zu vermarkten.

Adresse des Autors: Prof. Dr. rer. nat. Claus W. Turtur Fachhochschule Braunschweig-Wolfenbüttel Salzdahlumer Straße 46 / 48 Germany – 38304 Wolfenbüttel Tel.: 05331 / 939 – 42220 Email: c-w.turtur@ostfalia.de Internet-Seite: http://www.ostfalia.de/cms/de/pws/turtur/FundE

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Die Quantenelektrodynamischen Nullpunktsoszillationen das bloßen Raums enthalten eine ungeheuer große Menge an Energie, wie einerseits aus kosmologischen Untersuchungen bekannt ist, andererseits aber auch aus Messungen zum Casimir-Effekt.

Die Frage ist nun, ob die Menschheit diese Energien nutzen kann, was erhebliche praktische Vorteile hätte, weil diese Energie nicht an sichtbare Materie gebunden ist und daher ihre Entnahme aus dem Raum prinzipbedingt keinerlei Umweltbelastung darstellen kann.

Die nachfolgenden Links führen in ein theoretisches Verständnis zu dieser Energie ein und zeigen darüber hinaus, wie sie im Labor bereits praktisch experimentell nachgewiesen und in klassische mechanische Energie umgewandelt wurde. Bisher ist allerdings nur gelungen, die physikalischen Grundlagen zu entwickeln, wobei eine Leistung von 150 NanoWatt erzeugt wurde. Eine großtechnische Umsetzung bedarf noch immenser Entwicklungsarbeiten.

Wandlung von Vakuumenergie elektromagnetischer Nullpunktsoszillationen in klassische mechanische Energie

PACS-Klassifizierung: 84.60.-h, 89.30.-g, 98.62.En, 12.20.-m, 12.20.Ds, 12.20.Fv

Zusammenfassung einer wissenschaftlichen Arbeit von Claus Wilhelm Turtur Wolfenbüttel, 23. August. 2010 (living review, aktuelle Version)

Adresse des Autors: Prof. Dr. Claus W. Turtur Fachhochschule Braunschweig-Wolfenbüttel Salzdahlumer Straße 46/48 Germany – 38302 Wolfenbüttel Tel.: (++49) 5331 / 939 – 42220 Email.: c-w.turtur@ostfalia.de Internet-page: http://www.ostfalia.de/cms/de/pws/turtur/FundE/index.html

Inhaltsverzeichnis

1. Einführung ……………………………………………………………………………………………………………. 2

2. Philosophischer Hintergrund…………………………………………………………………………………….3

2.1. Statische Felder versus Relativitätstheorie……………………………………………………………3

2.2. Ein Energiekreislauf des elektrostatischen Feldes ………………………………………………. 10

2.3. Ein Energiekreislauf des magnetostatischen Feldes……………………………………………..15

3. Theoretische Begründung der fließenden Energien …………………………………………………… 20

3.1. Zur Vakuumenergie in der Quantenelektrodynamik ……………………………………………. 20

3.2. Bezug zum klassischen Modell der Vakuumenergie ……………………………………………. 22

3.3. Neues mikroskopisches Modell zum elektromagnetischen Anteil der Vakuumenergie23

3.4. Der Energiefluß elektrischer und magnetischer Felder im Vakuum, erklärt anhand QED-Nullpunktsoszillationen ………………………………………………………………………………… 30

3.5. Vergleich des QED-Modells mit anderen Modellen ……………………………………………. 33 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie …….. 36 4.1. Konzept eines elektrostatischen Rotors………………………………………………………………36 4.2. Erste Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie…………………………………………41 4.3. Experimentelle Verifikation unter Ausschluß von Gas ………………………………………… 50 4.4. „Netto-Leistungsgewinn“ zum Ausschluß von Artefakten …………………………………… 50 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft ……………………………………………… 68 5.1. Magnetisches Analogon zum elektrostatischen Rotor………………………………………….. 68 5.2. Rotor mit raumfester Rotationsachse ………………………………………………………………… 73 5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen …………………………………………………………… 79 5.4. Diskussionspunkte und wiederholt gestellte Fragen ……………………………………………. 98 5.5. Ausblick auf denkbar mögliche zukünftige Anwendungen…………………………………. 103 6. Zusammenfassung………………………………………………………………………………………………. 112 7. Referenzen ………………………………………………………………………………………………………… 113 7.1. Externe Literatur ………………………………………………………………………………………….. 113 7.2. Eigene Publikationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Arbeit…………………125 7.3. Kooperationen und private communication ……………………………………………………… 126 8. Danksagung………………………………………………………………………………………………………..128

2 1. Einführung

1. Einführung

Der Begriff „Vakuum“ bezeichnet typischerweise denjenigen Raum, dem mit bisher bekannten Methoden nichts mehr entnommen werden kann. Dass dieser Raum aber nicht vollständig leer ist, sondern durchaus Objekte der Physik enthält, ist allgemein bekannt [Man 93], [Köp 97], [Lin 97], [Kuh 95]. Dies spiegelt sich auch in der allgemeinen Relativitätstheorie mit der Einführung der kosmologischen Konstanten  wieder, die letztlich ihre Ursache in der Gravitationswirkung des „bloßen Raums“ hat [Goe 96], [Pau 00], [Sch 02]. Ihr Name „kosmologische Konstante“ deutet darauf hin, dass große Mengen des bloßen Raumes, wie sie im Universum vorliegen, zu messbaren Effekten führen, nämlich zu einer Beeinflussung der Expansionsgeschwindigkeit des Universums [Giu 00], [Rie 98], [Teg 02], [Ton 03], [e1]. Die Frage ist nun, ob man neue Methoden entwickeln kann, mit denen sich von dem, was im Vakuum vorhanden ist, noch etwas entnehmen lässt, was man bisher nicht entnehmen konnte.

Alleine schon aufgrund der Energie-Masse-Äquivalenz müsste den im „bloßen Raum“ des Vakuums enthaltenen Objekten eine Energie zukommen. Damit stellt sich die Frage, ob diese „Vakuumenergie“ (man kann sie auch „Raumenergie“ nennen) im Labor nachgewiesen werden kann. Diese Frage wird in der vorliegenden Arbeit positiv beantwortet, indem zu- nächst in den Abschnitten 2 und 3 theoretische Konzepte für einen derartigen Nachweis ent- wickelt werden, die schließlich in Abschnitt 4 durch Experimente erfolgreich verifiziert wer- den, indem Vakuumenergie in klassische mechanische Rotationsenergie umgewandelt wird. Damit stellt die Arbeit eine neue Methode vor, um dem Vakuum zumindest einen Teil der in ihm enthaltenen Energie zu entnehmen.

Die hier vorgestellte Energiekonversion von Vakuumenergie in eine klassisch nutzbare Ener- gieform verspricht Nutzen für die Anwendung, weil sie es ermöglicht, dem ausgedehnten Raum des Universums immense Energiemengen zu entziehen, die der Mensch praktisch nicht erschöpfen kann. Vor allem sind dabei keinerlei Beeinträchtigungen oder Schäden an unserem Lebensraum und an unserer Umwelt erkennbar. Deshalb folgen in Abschnitt 5 einige Gedanken zu denkbaren technischen Umsetzungen der dargestellten Energiekonversion im Sinne eines Ausblicks in die Zukunft der Anwendungen der vorliegenden Arbeit.

2.1. Statische Felder versus Relativitätstheorie 3

2. Philosophischer Hintergrund

Entscheidend für die Erstellung der vorliegenden Arbeit war die Frage: Auf welche Weise lässt sich Vakuumenergie im Labor in eine klassische Energieform umwandeln?

Der Weg zur Antwort ist folgender: Logisch klar ist, dass zur Wandlung von Energie in klassische mechanische Energie auch klassische mechanische Kräfte wirken müssen. Ebenso klar ist, dass dafür eine oder mehrere der fundamentalen Wechselwirkungen der Natur verantwortlich sein müssen, als da wären:

– die Gravitation, – die Elektromagnetische Wechselwirkung, – die Starke Wechselwirkung, – die Schwache Wechselwirkung.

Da einerseits die Gravitation schwach ist und andererseits die starke und die schwache Wech- selwirkung mühsam zu handhaben sind, schien es von Anfang an sinnvoll, die Wandlung von Vakuumenergie auf die elektromagnetische Wechselwirkung zurückführen zu wollen. Dieser Weg wurde besonders nach den Arbeiten [e1, e2, e3] favorisiert. Auf dieser Basis sind die nachfolgenden Gedanken des Abschnitts 2 entstanden.

Nach der klassischen Elektrodynamik werden elektrostatischen Feldern ebenso wie magneto- statischen Feldern (gemeint sind Gleichfelder und nicht Wechselfelder oder Wellen) keine Ausbreitungsgeschwindigkeiten zugeordnet [Jac 81], [Gre 08]. Vielmehr treten diese Felder überall gleichzeitig im Raum auf, an jedem Ort mit der ihm zukommenden Feldstärke, die sich für elektrostatische Felder auf der Basis des Coulomb-Gesetzes berechnen läßt und für magnetostatische Felder auf der Basis des Gesetzes von Biot-Savart, nach konventioneller Sichtweise aber eben ohne Berücksichtigung einer endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit.

Diese klassische Sichtweise steht im scharfen Gegensatz zu einer Aussage der Relativitäts- theorie, nach der die Lichtgeschwindigkeit eine prinzipielle obere Grenze für Geschwindig- keiten überhaupt darstellt. Demzufolge müssten dann unter anderem auch elektrostatische ebenso wie magnetostatische Felder einer endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit unterwor- fen sein.

Den Widerspruch kann man durch folgendes Beispiel veranschaulichen: Man stelle sich den Prozeß einer Paarbildung vor, bei dem ein Photon in ein Elektron und ein Positron zerfällt. Dadurch werden Ladungen getrennt, die nun aufgrund ihrer Existenz elekt- rostatische Felder erzeugen und des Weiteren aufgrund ihrer Bewegung magnetostatische Felder. Nach der Sichtweise der der klassischen Elektrodynamik müssten diese Felder zu- mindest ihrer Existenz nach sofort überall im Raum wahrnehmbar sein, da die Lichtge- schwindigkeit als Ausbreitungsgeschwindigkeit nur für elektromagnetische Wellen anzuwen- den ist, nicht aber für die statischen Felder. Wäre diese Sichtweise zutreffend, dann müsste es

2.1. Statische Felder versus Relativitätstheorie

4 2. Philosophischer Hintergrund

durch das Bewegen von Ladungen und das gleichzeitige Messen der erzeugten statischen Felder möglich sein, Informationsübertragung mit Geschwindigkeiten oberhalb der Lichtge- schwindigkeit zu bewerkstelligen [Chu 99], [Eng 05]. Dass dies im Widerspruch zur Relativi- tätstheorie steht, ist offensichtlich.

In der über diese bloße klassische Sichtweise hinausgehende elektromagnetische Feldtheorie kennt man die retardierten Potentiale nach Liénard und Wiechert, die letztlich darauf zurück- gehen, dass bei der Bestimmung der vierdimensionalen Potentiale bewegter Ladungskonfigu- rationen die endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der Feldstärken berücksichtigt wird. Jedes vierdimensionale Liénard-Wiechert’sche Potential kann in ein dreidimensionales Vektorpotential zur Beschreibung des magnetostatischen Feldes und ein eindimensionales Skalarpotential zur Beschreibung des elektrostatischen Feldes zerlegt werden [Kli 03], [Lan 97]. Basierend auf dieser Konzeption wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit die mit dem eindimensionalen Skalapotential korrespondierende elektrische Feldstärke berechnet, die eine Konfiguration aus mehreren bewegten Punktladungen an einem gegebenen Ort erzeugt, und zwar als Funktion der Zeit. Zweck dieser Berechnung war die Demonstration, dass der zeitlich Verlauf des elektrostatischen Feldes an einem gegebenen Ort durchaus entscheidend davon abhängt, ob bei der Ausbreitung dieses Feldes die endliche Ausbreitungsgeschwindig- keit der Feldstärken berücksichtigt wird oder nicht [e4].

Da wir elektrostatische Feldstärken betrachten wollen, gehen wir vom Coulomb-Gesetz aus [Jac 81], nach dem die Kraft F zwischen zwei Punktladungen gegeben ist als



F q1q2 3

(1.1)

4π0  r

mit

q1,q2 elektrischeLadungen,

 E q1r3

 Abstand zwischen den beiden Ladungen (Fernwirkung),

0  8.854187817 1012 A elektrische Feldkonstante [Cod 00].

VDarin lässt sich wahlweise eine der beiden Punktladungen (z.B. Nr.1) als felderzeugende

Ladung interpretieren, in deren elektrostatischem Feld die andere der beiden Punktladungen



(z.B. Nr.2) dann die Kraft   q2 erfährt. Die Feldstärke der Punktladung Nr.1 wäre in

diesem Fall

(1.2)

mit  Abstand von der Ladungen Nr.1 Diese Feldstärke können wir nun auf zwei grundsätzlich verschiedene Arten interpretieren,

nämlich

(a.) im Sinne der klassischen Elektrodynamik, bei der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Feldstärke nicht auftaucht, sondern von einer instantanen Ausbreitung der Felder ausgegangen wird, mit der Konsequenz, dass eine Änderung der elektrischen Ladung q1 oder ihrer Position überall im Raum im selben Moment wahrgenommen

würde, oder

4π 

0

2.1. Statische Felder versus Relativitätstheorie 5

(b.) im Sinne der elektromagnetischen Feldtheorie und der Relativitätstheorie, nach

deren Sichtweise die Feldstärke zum Durchlaufen der Strecke die Zeit benötigt, mit 

t(1.3) mit  Lichtgeschwindigkeit,

um dann im Abstand r von der Feldquelle mit der Verzögerung zu wirken.

Dass die Sichtweise (a.) nur eine Näherung für kurze Verzögerungszeiten ist und der Ansatz (b.) darüber hinaus durchaus nicht unüblich ist, mag man auch darin erkennen, dass sie z.B. auch eine der möglichen Erklärungen des Funktionsmechanismus des Hertz’schen Dipolstrahlers ergibt, bei der allerdings zusätzlich zum elektrostatischen Feld noch das magnetische Feld berücksichtigt werden muß [Ber 71]. Aber auch die Entstehung der Gravitationswellen bewegter Massen im Universum wird auf analoge Weise erklärt, wenn man die Ausbreitung der Gravitationsfelder mit Lichtgeschwindigkeit voraussetzt. Die ist Ge- genstand aktueller Messungen [Abr 92], [Ace 02], [And 02], [Bar 99], [Wil 02].

Dies bedeutet, daß jede elektrische Ladung permanent elektrostatisches Feld aussendet, und daß dieses Feld sich dann im Raum ausbreitet, nachdem es seine Ursache, die Ladung verlas- sen hat. Feldanteile die einmal ausgesandt sind, breiten sich dann, nachdem sie die Ladung (als Feldquelle) verlassen haben, losgelöst von der Ladung aus und werden von späteren Positionsänderungen der Ladung nicht mehr beeinflusst. Wenn sich also eine Ladung im Laufe der Zeit bewegt, dann emittiert sie im Verlaufe dieser Bewegung ihr Feld immer von ihrem wandernden Aufenthaltsort aus, sodaß ein Beobachter das Feld fortwährend aus unter- schiedlichen Positionen herrührend wahrnimmt.

Wir demonstrieren den Unterschied zwischen den beiden Sichtweisen nach (a.) und (b.) durch ein einfaches eindimensionales Rechenbeispiel, basierend auf einer Konfiguration aus vier schwingenden Punktladungen. Dies genügt, um die Unterschiede zwischen den beiden Sichtweisen aufzuzeigen. Die Bahnkurven der vier Ladungen als Funktion der Zeit folgen für unser Gedankenexperiment den Funktionen

(1.4)

wobei die vier Ladungen dem Betrage nach gleich seien, also q  q  q  q . Zur 1234

Veranschaulichung werden die Oszillationen der Ladungen im Diagramm der Abb.1 illustiert.

std1d2d2d1cos2πt füreinenegativeLadungq, 11

22 td1d2 d2d1cos2πt füreinepositiveLadung q,

22 22

td1d2 d2d1cos2πt füreinepositiveLadung q, 33

22 td1d2 d2d1cos2πt füreinenegativeLadung q,

44 22

6

2. Philosophischer Hintergrund

Abb. 1:

Darstellung der Schwingungen der vier Ladungen als Funktion der Zeit, wie sie als Vorgabe für das Rechenbeispiel zur Wirkung der endlichen Ausbreitungsgeschwin- digkeit der Feldstärken verwendet werden sollen.

Zu (a.): Die Sichtweise der instantanen Ausbreitung der Felder führt dazu, dass die gesamte

Ladungskonfiguration kein elektrostatisches Feld entlang der x-Achse (unserer nach Vorgabe

eindimensionalen Überlegung) emittieren kann, also am Ort des Beobachters permanent das



Feld  0 vorliegt.

Begründung: Dass diese schwingende Ladungskonfiguration tatsächlich entlang der Ortsachse keine elekt- rischen Felder erzeugt, sieht man ohne Berechnung durch eine einfache Überlegung, mit er- höhter Dimensionalität. Betrachtet man nämlich eine dreidimensionale Anordnung periodisch kontrahierender und expandierender Kugelschalen, von denen in Abb.2 ein zweidimen- sionaler Schnitt mit der Papierebene zu sehen ist, so ergibt sich folgendes Bild: Das elektro- statische Feld einer geladenen Kugelschale ist im Außenraum das selbe wie das Feld der im Zentrum der Kugelschale konzentrierten Punktladung. Da dies für beide Kugelschalen in gleicher Weise gilt, erzeugen beide Kugelschalen zu jedem Zeitpunkt, unabhängig von ihrer Ausdehnung, ein konstantes elektrostatisches Feld. Da die Ladungen der beiden Kugel- schalen dem Betrage nach gleich sind und sich nur durch das Vorzeichen unterscheiden, und darüberhinaus die Mittelpunkte der beiden Kugelschalen zusammenfallen, sind die von den beiden Kugelschalen hervorgerufenen Feldstärken dem Betrage nach identisch und der Orientierung nach entgegengesetzt, sodaß sich diese Feldstärken überall im Außenraum genau gegenseitig zu Null kompensieren. Selbstverständlich verliert diese Überlegung nicht ihre Gültigkeit, wenn man die Dimensionalität auf eine Dimension gemäß Abb.1 verringert. Damit ist gezeigt, dass die schwingende Ladungskonfiguration nach (1.4) und Abb.1 entlang der Ortsachse (x-Achse) keine elektrischen Felder erzeugt – sofern man von einer instantanen Ausbreitung der Feldstärken ausgeht.

Angemerkt sei, dass von einer infinitesimalen Dicke der Kugelschalen  0 ausgegangen wurde.

2.1. Statische Felder versus Relativitätstheorie 7

Abb. 2:

Veranschaulichung zweier elektrisch geladener periodisch kontrahierender und expandierender Kugelschalen. In der hier dargestellten Momentauf- nahme kontrahiert die äußere Kugel (die Nr.2, die die Ladung trägt) und die innere Kugel (die Nr.1, die die Ladung trägt) expandiert. Schließ- lich werden die beiden Kugelschalen einander durchdringen, sodaß d2 kleiner als d1 wird. Der Vorgang der periodischen Kontraktion und Expansi- on verläuft durch die gesamte Zeit unserer Betrach- tungen. Das Bild zeigt im 2-dimensionalen Schnitt durch die beiden 3-dimensionalen Kugelschalen.

Im übrigen lässt sich die Überlegung für jeden beliebigen Ort im eindimensionalen Fall leicht anhand einer Addition der Feldstärken gemäß (1.5) kontrollieren, weil man für die

Ladungen q  q  und q  q  einsetzen kann und die Vektoren durch Skala- 14 23

(1.5)

Zu (b.): Ganz anders verhalten sich die Felder nach der Sichtweise der endlichen Ausbrei- tungsgeschwindigkeit der Felder. Dort ergeben sich oszillierende, von Null verschiedene Feldstärken. Dies liegt letztlich daran, dass Felder, die von unterschiedlichen Positionen auf der Kugeloberfläche stammen, unterschiedliche Laufzeiten zurücklegen müssen, um zum Be- obachter zu gelangen. Wir sehen dies wie folgt:

re ersetzt werden können:



Eges E1 E2 E3 E4 

 q1rs1 q2rs2 q3rs3 q4rs4 3 3 3 3

4πε0 rs1 4πε0 rs2 4πε0 rs3 4πε0 rs4

und beim Übergang auf den eindimensionalen Fall q q q q 

4πε0 xs12 4πε0 xs22 4πε0 xs32 4πε0 xs42 0

Der Betrag der Feldstärke jeder einzelnen Ladung Nr. (mit  1…4 ) am Ort folgt 

natürlich dem Coulombgesetz (in Analogie zu 1 ,…, 4 aus (1.5)), jedoch muss jetzt bei der

Addition der Feldstärken der Zeitpunkt berücksichtigt werden, zu dem jede individuelle Feld- stärke erzeugt worden war. Dabei wird einerseits der Moment der Ausstrahlung des Feldes aus der Ladung berücksichtigt und andererseits die Dauer, die jedes der Felder benötigt, um von seinem Entstehungsort mit der Lichtgeschwindigkeit zum Ort zu laufen. Die Dauer dieser Ausbreitung ist dabei nach (1.3):

t xsit mit i1…4. (1.6) c

8 2. Philosophischer Hintergrund

Führt man die Berechnung der Feldstärken kontinuierlich mit laufender Zeit durch und addiert für jeden Moment all diejenigen Feldstärken, die den Beobachter am Ort in diesem Moment erreichen (sie sind individuell für jede der vier Ladungen zu berechnen), so erhält man das Gesamtfeld am Ort als Funktion der Zeit nach dem Coulomb-Gesetz unter zusätz- licher Berücksichtigung der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Felder.

Ein Beispiel-Ergebnis, das man für ein Rechenbeispiel mit den Werten  1.60217653 1019 C (Elementarladung), d1  0.5d2  3.5,  107 sec. und 10erhält, ist in Abb.3 dar-

gestellt. Offensichtlich ist das Feld von Null verschieden, was man einsieht, wenn man be- denkt, dass diejenigen Feldstärken, die sich in (1.5) genau kompensieren, den Ort nun zu unterschiedlichen Zeitpunkten erreichen, entsprechend den unterschiedlichen Laufstrecken und somit Laufzeiten, die sie auf ihrem Weg zum Beobachter zurückzulegen haben. Anderer- seits waren diejenigen Feldstärken, die den Beobachter im gleichen Moment erreichen, zu unterschiedlichen Zeitpunkten an Orten erzeugt worden, was eine Kompensation entsprechend (1.5) verhindert, weil die unterschiedlichen Laufstrecken nach dem Coulomb- Gesetz zu veränderten wirkenden Feldstärken führen.

Abb. 3:

Ergebnis der Beispiel-Berechnungen des elektrostatischen Feldes vierer schwingender Ladungen, wie sie in Abb.1 und in den (1.4). beschrieben sind. Den Berechnungen liegt das Coulomb-Gesetz mit zusätzlicher Be- rücksichtigung der endlichen Aus- breitungsgeschwindigkeit der elektri- schen Felder zugrunde, sowie die im Text genannten Parameterwerte.

Das entscheidende Ergebnis ist offensichtlich: Die Feldstärke am Ort ist nicht Null.

Aber es gibt noch eine weitere Beobachtung: Obwohl die vier felderzeugenden Ladungen mit ihren Schwingungen zeitlich einem Cosinus folgen, tut die Feldstärke am Ort dies nicht. Deren Abweichung von der Form des Sinus oder Cosinus ist in (1.7) erkenntlich, wobei der erste Summand als Anfang einer mathematischen Reihe den dominanten Anteil der Feldstärke wiedergibt, und die nächsten beiden Sinus-Summanden eine Fortsetzung der Reihe (die hier nicht in der Form einer Fourier-Reihe wiedergegeben ist) angeben. Im übrigen nimmt die Abweichung des Feldstärkeverlaufs von der reinen Sinus-Form mit abnehmender Bewe- gungsgeschwindigkeit der Ladungen ab. In unserem Beispiel erreicht das Maximum der Geschwindigkeit, mit der sich die Ladungen bewegen, fast 2 108 m s . Bei deutlich niedrigeren

Geschwindigkeiten nähert sich die Form des Feldverlaufs als Funktion der Zeit deutlich mehr einem reinen Sinus.

2.1. Statische Felder versus Relativitätstheorie 9

Die in numerischer Näherung berechnete Feldstärke ist (mit einer Rechengenauigkeit von

   3  1 0  1 4 Vm ) : Etsin12πtsin32πtsin52πt… (1.7)

0 12 34 5 

mit den Koeffizienten a0  1.47671114257737 1011 Vm a2  9.469835568430001013 ,

a1  4.68214978523477 108 sec. , a3  5.65583264190749108 sec. , 5  4 . 6 7 1 7 5 1 8 5 6 6 8 7 9 5  1 0  8 s e c .

Die entscheidende Konsequenz für die vorliegende Arbeit ist nun die: Wenn wir die Sichtweise (b.) gemäß der elektromagnetischen Feldtheorie und der Relativi- tätstheorie, zur Ausbreitung elektrischer (und ebenso magnetischer) Felder ernst nehmen, dann lässt sich eine Ladungskonfiguration konstruieren, die nur alleine aufgrund der Be- grenztheit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Felder von Null verschiedene Feldstärken erzeugt. Und mit Hilfe dieser Felder und Feldstärken müssten sich Kräfte auf im felderfüllten Raum befindliche Ladungen ausüben lassen, die nach der Sichtweise der einfachen klassischen Elektrodynamik (der instantanen Ausbreitung der Felder) gar nicht existieren dürften.

Selbstverständlich gehen derartige Kräfte über die Energieerhaltung der klassischen Elektro- dynamik hinaus. Sie müssen also durch die Struktur des Vakuums (also die Struktur des Rau- mes) begründet und erklärbar sein, da das Vakuum mit seinen Eigenschaften für die Endlich- keit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Felder verantwortlich ist. Daraus ist der entschei- dende Hinweis zu entnehmen, dass aufgrund der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit elektrostatischer (und ebenso magnetostatischer) Felder die Wandlung von Vakuumenergie in eine andere Energieform möglich sein sollte, z.B. wie wir im weiteren Verlauf der Arbeit sehen werden, in klassische mechanische Energie.

Anmerkung: Die zunächst paradox wirkenden Widersprüche zwischen der klassischen Elektrodynamik einerseits und der elektromagnetischen Feldtheorie mit Relativitätstheorie andererseits wer- den zugunsten der elektromagnetischen Feldtheorie und der Relativitätstheorie aufgelöst, sofern sich die postulierte Wandlung von Vakuumenergie in eine andere Energieform im Experiment praktisch nachweisen lässt – was im weiteren Verlauf der Arbeit zu sehen sein wird. Dass sich bei klassischen terrestrischen Maßstäben im Labor und in typischen techni- schen Anwendungen die Endlichkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektrostatischen und magnetostatischen Felder normalerweise nicht bemerkbar macht, sollte dabei nicht ver- wundern, da die mit Lichtgeschwindigkeit zurückzulegenden Distanzen in elektrischen Ge- räten oder Laboratorien zu klein sind, um auf Laufzeiten der Felder aufmerksam zu werden. Man sieht dies sofort ein, wenn man die Zeitskala in Abb.3 (in Pikosekunden ) mit den Abmessungen der Musterrechnung (  10 Meter ) in Relation setzt.

Nach den dargestellten Überlegungen stellt sich natürlich die Frage nach der Ausbreitung der mit den Feldern verbundenen Energie. Diese Frage ist insofern besonders wichtig und ziel- führend, als dass es genau diese Feldenergie ist, die in eine andere Energieform gewandelt werden soll. Wir werden derartige Energien exemplarisch in Abschnitt 2.2 für das elektro- statische Feld und in Abschnitt 2.3 für das magnetostatische Feld verfolgen.

a 4 = + 6 . 4 7 0 0 0 9 8 4 6 6 3 8 7 7  1 0  1 4 Vm ,

10 2. Philosophischer Hintergrund

Wenn sich elektrostatische Felder mit endlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit durch den Raum fortpflanzen, dann ist damit ein Transport von Feldenergie verbunden [Chu 99]. Diesen Energietransport müsste man dann bei der Ausbreitung des Feldes verfolgen können. Dass dies in der Tat der Fall ist, sieht man bereits bei Betrachtung einer einfachen Punktladung. Und wenn wir dabei den Energietransport der elektrischen Feldenergie durch den Raum ver- folgen, stoßen wir auf eine zunächst paradox anmutende Situation, die mehrere Aspekte enthält, und die sich schließlich durch einen Energiekreislauf im Vakuum erklären lassen wird [e5]. Es gibt übrigens Arbeiten (z.B. [Eng 05]), bei denen nicht die Nutzung der Energie dieses Kreislaufs diskutiert wird, sondern eine Nutzung zur Informationsübertragung schnel- ler als mit Lichtgeschwindigkeit, was nur möglich ist, wenn man die Sichtweise der instan- tanen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Feldstärken beibehält und eine Verletzung der Rela- tivitätstheorie fordert.

Der erste Aspekt der paradox anmutenden Situation gilt dem Abstrahlen von Energie über- haupt1 [e16]. Wenn eine Punktladung (z.B. eine Elementarladung) seit einem gegebenen Zeit- punkt existiert, dann strahlt sie ab diesem Moment ihrer Entstehung elektrostatisches Feld und damit Feldenergie aus, jedoch ohne ihre Masse zu verändern. Dabei wird der mit ihrem Feld erfüllte Raum mit fortschreitender Zeit immer größer. Aber woher stammt diese ausge- strahlte Energie? Da das geladene Teilchen seine Masse nicht verändert (bekanntlich haben Elementarteilchen eine zeitlich konstante Masse), stammt diese Energie nicht aus dem Teil- chen selbst. Da aber auch ein geladenes Elementarteilchen im Vakuum diese Abstrahlung von Feld und Feldenergie vollzieht, ist die einzige Energieversorgung, mit der das Teilchen in Verbindung steht, das Vakuum. Die Konsequenz würde bedeuten, dass das Teilchen permanent aus dem Vakuum mit Energie versorgt wird. Auch wenn diese Vorstellung in gewisser Weise paradox oder überraschend wirkt, so ist sie nichts weiter als logisch konsequent.

Angemerkt sei, dass die Entstehung geladener Teilchen z.B. auf eine Paarbildung bei der Zerstrahlung eines Photons zurückgeführt werden kann, aber es kann auch geladene Elemen- tarteilchen geben, die seit dem Urknall existieren. Der Unterschied zwischen den beiden genannten Fällen liegt lediglich in der Dauer der Existenz der Elementarteilchen und spielt hier keine Rolle. Je länger eine Punktladung bereits existiert, um so größer ist das von ihrem elektrostatischen Feld erfüllte Volumen. Betrachtet man z.B. ein beim Urknall entstandenes Elektron im freien Raum, so breitet sich dessen Feld kugelsymmetrisch aus und erfüllt heute eine Kugel mit dem Radius, den die Ausbreitung mit Lichtgeschwindigkeit seit dem Urknall durchmessen hat.

1 Zum Zwecke der Veranschaulichung sei erwähnt, dass von periodisch bewegten Sternen wie z.B. von kreisenden Doppelsternen [Sha 83] oder von um scharze Löcher rotierenden Sternen der Mechanismus der Abstrahlung gravitativer Gleichfelder bekannt ist, die aufgrund der Bewegung der Sterne als Gravi- tationswellen wahrgenommen werden, weil sich mit der Geschwindigkeit der Sterne die Energiedichte des abgestrahlten Feldes verändert. In diesem Zusammenhang wird auch das gravitatorische Pendant zum Magnetfeld verständlich, welches als gravimagnetisches Feld bezeichnet wird und die Grundlage des Thirring-Lense-Effekts bildet (siehe z.B. [Sch 02], [Thi 18], [Gpb 07]), welches in Analogie zum magnetischen Feld der Elekrodynamik ebenfalls emittiert wird.

2.2. Ein Energiekreislauf des elektrostatischen Feldes

2.2. Ein Energiekreislauf des elektrostatischen Feldes 11

Der zweite und sehr wesentliche Aspekt der paradox anmutenden Situation befasst sich mit dem Ausbreiten der abgestrahlten Feldenergie durch den Raum. Betrachten wir hierzu das elektrische Feld, welches von einem geladenen Elementarteilchen der Ladung abgestrahlt wird (siehe Abb.4). Dabei soll es für unsere Überlegungen egal sein, ob das Elementar- teilchen als punktförmig angenommen wird (wie z.B. das Elektron in Streuexperimenten, dem ein Radius rstreu 1018zugeordnet wird, vgl. z.B. [Loh 05], [Sim 80]) oder ob z.B. ein Elektron mit seinem klassischen Elektronenradius ( rklass.  2.82…1015nach [Cod 00], [Fey 01]) betrachtet wird. Um derartige Fragestellungen zu umgehen, legen wir eine gedachte Kugel mit dem Radius x1 um die Ladung und fixieren die Zeitskala bei demjenigen Zeitpunkt  0 , zu dem das elektrostatische Feld genau die Kugel mit dem Radius x1 erfüllt. Von da an verfolgen wir das Feld bei dessen Propagation durch den Raum. Zu einem späteren Zeitpunkt  0 wird das Feld aufgrund seiner Propagationsgeschwindig- keit eine Kugel mit dem Radius x1   ausfüllen, sodaß im Zeitintervall von der Ladung der in der Kugelschale von x1 bis x1   enthaltene Energiebetrag emittiert wur- de, denn um diesen Betrag wurde die Gesamtenergie des Feldes erhöht. Da dieser Energie- betrag von Null verschieden ist, hat die Ladung Q Feld und damit Feldenergie emittiert.

Wir betrachten desweiteren zu einem noch späteren Zeitpunkt t2 eine größere felderfüllte Kugel mit dem Radius x2 und darauf basierend diejenige Energie, die die Ladung nun im Zeitintervall emittiert hat. Dies ist die Energie, die die Kugelschale von x2 bis x2   enthält, denn dies ist dasjenige Volumen, in welches sich die Kugelschale von x1 bis

x1chineinentwickelthat.

Durch Vergleich der Energiebeträge in der inneren und der äußeren Kugelschale werden wir nun feststellen, dass die Kugelschale beim Vorgang der Ausdehnung Energie verloren hat. Mit anderen Worten: Wir verfolgen ein gegebenes (in einer Kugelschale eingeschlossenes) Paket elektrostatischen Feldes bei dessen Propagation durch den Raum und berechnen, ob dieses kugelschalenförmige Feldpaket im Laufe seiner Ausbreitung seinen Energieinhalt bei- behält oder nicht.

Abb. 4:

Veranschaulichung einer Kugelschale, die eine gewisse Feldenergie eines elektrostatischen Feldes enthält. Sinn der Konstruktion ist die Verfolgung der Feldenergie eines wohlbestimmten in einer Kugelschale enthaltenen Feldpakets bei seiner Ausbreitung in den Raum.

Die Verfolgung der Feldenergie der Kugelschale im zeitlichen und räumlichen Verlaufe ihrer Ausbreitung geschieht nun wie folgt:

12

 

0 2 0  1 Q2 Qu224πr232π2r4

2. Philosophischer Hintergrund

Die Feldstärke einer zentralsymmetrischen (d.h. punktförmigen oder kugelsymmetrisch- en) Ladung lautet, dem Coulomb-Gesetz folgend

1Q Er4π r3r,

(1.8)

0 wobei das Ladungszentrum im Koordinatenursprung liegt und der Ortsvektor zu einem beliebigen Punkt ist, in dem die Feldstärke bestimmt werden soll.

EE4π r2. 0

(1.9) (1.10)

(1.11)



Gibt man in Kugelkoordinaten an mit  r,,  , so ist der Betrag der Feldstärke nur 

vom Betrag  abhängig, nicht aber von  und  , nämlich gemäß 1Q

Die Energiedichte des elektrischen Feldes lautet 0 2

u2. Damit ist die Energiedichte des zentralsymmetrischen Feldes einer Punktladung

00  Die Energie in der Kugelschale von x1 bis x1   berechnet sich somit über das Volu-

menintegral zu ESchale urdV  2 4r2sindrdd

innen

Kugel schale

0 0 r32π 01

 2π π x1cQ2

Q2 2ππx1ct1 32π2     r2drsindd

0 0 0 r1



 cx1ctx1

Qct2ππ 32π2 xctxsindd

0 1

1 0 0 

2 

4π 4π  Q2  c(1.12)

 Q2  c32π20 x1 ctx1 8π0 x1 ctx1

Dass diese Energie nicht zu Null wird, ist offensichtlich. Das heißt, dass die Ladung in ihrer Funktion als Feldquelle in der Tat permanent Energie emittiert. Damit ist übrigens auch der erste Teil der paradox anmutenden Situation rechnerisch untermauert.

2.2. Ein Energiekreislauf des elektrostatischen Feldes 13

 Lassen wir nun die Zeit bis t2 verstreichen, so ist der innere Rand der Kugelschale von

x1 nach x2 gewandert und der äußere Rand von x1 cnach x2 c. Mit dem in

Abb.4 eingeführten Abstand ergeben sich innerer und äußerer Radius der Schale

dannzu x2x1bzw. x2ctx1xct.DieKugelschalehatsomitinder

verflossenen Zeitspanne ihr Volumen vergrößert, aber die Feldstärke im inneren der Kugelschale ist, (was auch dem Coulombgesetz entspricht), kleiner geworden. Würde der bloße Raum die mit dem Feld verbundene Energie einfach nur durch sich hindurch laufen lassen, dann müsste der Energiebetrag in der nun vergrößerten Kugelschale

ESchale,außen der selbe sein, wie der Energiebetrag in der inneren Schale ESchale,innen . Wir wollen das nachrechnen und finden diese Behauptung widerlegt:

 2π π x2 cQESchale urdV  2

4r2sindrdd 32π2     r2 dr sindd

außen Kugel 0 0 r32π 0schale 2

Q2 2π π x1xc1

0

0

0 r1



 cx1xctx1x

c2π π

Q2 32π2 x1xctx1x  sindd

0 0 0 

2 

4π  Q2  c4π  Q2  ct

(1.13)

32π20 x1 xctx1 x 8π0 x1 xctx1 x  Da diese Energie ESchale,außen offensichtlich nicht mit der Energie ESchale,innen identisch

ist, ist klar, dass der leere Raum den Energieinhalt der betrachteten Kugelschale verändert. Ganz offensichtlich wird der Energiegehalt der Kugelschale bei dessen Propagation durch den Raum verringert. Da das sich ausbreitende Feld ebenso wie die Ladung nur mit dem bloßen Raum in Verbindung steht, bedeutet dies, dass der Raum (also das Vakuum) dem Feld bei dessen Ausbreitung Energie entzieht.

Wie groß der Energieverlust eines Feldes im Laufe seiner Propagation ist, lässt sich durch Subtraktion der Energieinhalte von (1.12) und (1.13) am Beispiel einer Punktladung aufzeigen: Läuft eine mit Feld erfüllte Kugelschale von x1 … x1   nach x2 … x2   , so verliert sie

dabei den Energiebetrag

EESchaleESchale Q2  c Q2  c(1.14) innen außen 8π0 x1 ctx1 8π0 x1 xctx1 x

14 2. Philosophischer Hintergrund

Für kleine aber endlich große und (die wir als Summanden gegenüber nicht infinitesimal kleinen Größen wie x1 in einer Grenzwertbetrachtung vernachlässigen, nicht aber als Faktoren), ergibt sich die Näherung

EESchaleESchale Q2  2x1xctcti n n e n a u ß e n 8 π  0  x1      x1   x1         x1   

 Q2 2x1ct Q2 2ctx. 8π 8π x3

(1.15)

Wir sehen also, dass bei endlicher Schalendicke  (damit überhaupt eine Schale vorhan- den ist) und bei endlicher Propagationsstrecke (damit überhaupt eine Ausbreitung des Feldes stattfindet), die Energieabgabe des Feldes an den Raum umgekehrt proportional zur dritten Potenz des Schalenradius x1 ist. Wir stehen somit folgender Systematik der Pro- portionalitäten bezüglich des Abstandes zur Punktladung gegenüber:

Größe

Proportionalität

  r1  r2

 r3  r4

01111 0 1

Elektrisches Potential einer Punktladung Feldstärke einer Punktladung (Coulombgesetz)  EnergieabgabedesFeldesandenRaumbeieinerPunktladung  Energiedichte des Feldes einer Punktladung 

Das Entscheidende dabei ist die Schlussfolgerung, die sich bei logischer Konsequenz ergibt: Einerseits versorgt der Raum die Ladung als Feldquelle permanent mit Energie, die die Feld- quelle dann in elektrostatische Feldenergie umwandelt und als solche emittiert. Andererseits aber nimmt sich der Raum aus dem sich ausbreitenden Feld ständig Energie zurück. Diese Energie im bloßen Raum, können wir an dieser Stelle noch nicht zuordnen. Deshalb können wir sie im Moment nur diffus als Vakuumenergie bezeichnen. In Abschnitt 3 werden wir weitergehend darüber nachdenken.

Was wir aber jetzt schon feststellen können, ist die Aussage: Mit der zunehmenden Ausdehnung des Feldvolumens nimmt zwar die Feldenergie im Laufe der Zeit permanent zu. Nichtsdestotrotz verursacht der Raum (wir benutzen die Bezeichnung- en „Raum“ und „Vakuum“ synonym) einen ständigen Energiekreislauf, in dem Ladungen als Feldquellen mit Vakuumenergie versorgt werden und propagierende Felder Energie an das Vakuum verlieren.

Und damit liegt natürlich ein neuer Zugang zur Vakuumenergie auf der Hand: Hier wurde ein Energiekreislauf zwischen Vakuumenergie und der Energie des elektrostati- schen Feldes gefunden und beschrieben, bei dem diese beiden Energieformen ineinander umgewandelt werden. Kann man in diesen Kreislauf eingreifen, so lässt sich die Vakuum- energie im Labor nachweisen und nutzen – wie das geht, ist Inhalt von Abschnitt 4.

2.3. Ein Energiekreislauf des magnetostatischen Feldes 15

Wegen der großen Verwandtschaft zwischen elektrostatischen und magnetostatischen Feldern (das letztgenannte lässt sich durch eine Lorentz-Transformation auf das erstgenannte zurück- führen, siehe [Sch 88], [Dob 06]) sollte es auch für magnetostatische Felder eine Energie- kreislauf zwischen Feldenergie und Vakuumenergie geben, der sich in Analogie zum Energie- kreislauf der elektrostatischen Felder aufstellen und verstehen lässt. Dass diese Analogie tatsächlich sehr weit geht, sehen wir jetzt in Abschnitt 2.3, wobei allerdings aufgrund real existierender Gegebenheiten die Feldgeometrie für ein Rechenbeispiel etwas anders aufge- baut sein soll als bei der vorangehenden Betrachtung des Energiekreislaufs elektrostatischer Felder. Man versteht nämlich im Zusammenhang mit der eingangs erwähnten Lorentz-Trans- formation, dass es punktförmige Feldquellen für Magnetfelder prinzipiell nicht geben kann, da zur Erzeugung magnetostatischer Felder die Bewegung einer Ladung nötig ist. (Die nied- rigste Ordnung in der Mulitipolentwicklung magnetischen Felder ist der Dipol.) Deshalb sei in Abschnitt 2.3. eine gleichförmig bewegte Ladung betrachtet zusammen mit dem von ihr emittierten magnetostatischen Feld. Dessen Ausbreitung durch den bloßen Raum wird dann in Analogie zum Energiekreislauf des elektrostatischen Feldes verfolgt.

Wir beginnen mit einer bewegten elektrischen Ladung entsprechend Abb.5, die ein Magnetfeld erzeugt. Die geometrische Anordnung der Ladung sei eine homogene Verteilung entlang der z-Achse, und diese gerade Linie, die die Ladung trägt, soll unendlich lang sein

und sich gleichförmig (also mit konstanter Geschwindigkeit) in z-Richtung bewegen. Den

2.3. Ein Energiekreislauf des magnetostatischen Feldes

Betrag der magnetischen Feldstärke  entnimmt man den üblichen Standardlehrbüch- ern für Studierende [Gia 06] und findet dort

22 H 2πmit I elektrischerStrom und r (1.16)

Der Betrag der Feldstärke genügt zur Berechnung der hier benötigten Energiedichte des magnetischen Feldes, die man in den selben Büchern findet, nämlich

7Vmit 0  4π 10 A magnetische Feldkonstante (1.17)

Abb. 5:

Veranschaulichung einer homogenen Ladungs- konfiguration entlang der z-Achse mit Beweg- ung ebenfalls entlang der z-Achse. Sie erzeugt das selbe Magnetfeld wie ein unendlich langer gerader Leiter. Aufgrund der Ausrichtung des Stromflusses in z-Richtung kann der Betrag der magnetischen Feldstärke bequem in Zylinder- koordinaten gemäß (1.16) und (1.17) angegeben werden.

0 2 I

 2  H

 2πr

16 2. Philosophischer Hintergrund

Wir betrachten nun die Ausbreitung des Magnetfeldes bzw. dessen Energie durch den Raum. Dabei wandert die Energie des emittierten Magnetfeldes, ausgehend von der Position der bewegten Ladung (also von der z-Achse) mit Lichtgeschwindigkeit in radialer Richtung von ihrer Ursache, also von der bewegten Ladung weg. Eine Ausbreitung des Magnetfeldes in z- Richtung braucht nicht beachtet werden, da die Anordnung zylindersymmetrisch in z- Richtung aufgebaut ist und in ebendieser Richtung unendliche Ausdehnung hat. Das versteht man auch, indem man ein Volumenelement in Form eines Zylinders mit endlicher Länge

 0… z0 herausgreift (siehe Abb.5). Da durch dessen Boden- und Deckelfläche gleich viel

Energie einströmen wie ausströmen, ist das zylindrische Volumenelement selbst weder eine Quelle noch eine Senke. In gleicher Weise versteht man auch, dass von der bewegten Ladung (an der Position der z-Achse) die Energie zylindersymmetrisch nach außen (also in radialer Richtung in der xy-Ebene) strömt.

Wir wollen nun herausfinden, wieviel magnetische Feldenergie im Ablauf eines Zeitintervalls in den Raum hineinfließt. Dafür legen wir die folgende Zeitskala fest: Der elektrische Strom (also die Bewegung der Ladung) werde zum Zeitpunkt t0  0 eingeschaltet. Der Zeit- punkt t1 (mit t1  0 ) wird als derjenige Moment festgelegt, in dem das magnetische Feld auf- grund seiner endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit (nämlich der Lichtgeschwindigkeit) den Radius r1 erreicht (vgl. Abb.5). Noch etwas später, nämlich zum Zeitpunkt t2  t1  (mit  0 ), wird das Feld den Zylinder mit dem Radius r2 erreicht haben. Infolgedessen läßt sich die Energie des Magnetfeldes, die im Verlauf des Zeitintervalls emittiert wurde, als diejenige Energie berechnen, die die Zylinderschale mit dem Innenradius r1 und dem Außen- radius r2 ausfüllt. Wir berechnen diesen Energiebetrag durch Integration der Energiedichte über das Volumen der besagten Zylinderschale (endlicher Höhe z0 ) und setzen dabei die En-

ergiedichte nach (1.17) und dort den Betrag der magnetischen Feldstärke nach (1.16) ein:

2π r2 z0  2 2π r2 z0  IW udV0rdzdrd0 2rdzdrd

lnlnr d 8π 8π 4π  r1 

Zylinder 0 r=r1 z=0 2 0 r=r1 z=0 2 2πr 2π r2 z0 2 2π r2 2 2π r2 2

   0dzdrd  0zzdrd  0I zdrd 8π28π20 8π2r

0 r=r1 z=0 0 r=r1 2π 0I2z0  2 1 0I2z0  2 1 0I2z0 r2 (1.18)

0

0 r=r1 lnln2π

ln  22

Im übrigen lässt sich auch die emittierte Leistung bequem ausrechnen, indem man die emittierte Energie mit dem Zeitintervall in Relation setzt, in welchem diese Energie emittiert wurde. Dieses Zeitintervall kann dann auf die endliche Ausbreitungsgeschwindig- keit und Zeit des Magnetfeldes (mit Lichtgeschwindigkeit) bezogen werden, nämlich gemäß

cr2r1  tr2r1 (1.19) t c

Damit wissen wir, zu welchen Zeitpunkten die Radien r1 und r2 erreicht werden:

2.3. Ein Energiekreislauf des magnetostatischen Feldes 17

 r1  r1   t1

und r2 ct2 ct1t Das führt zur Angabe der Leistung gemäß

(1.20)

(1.21)

Um herauszufinden, ob diese Leistung zeitlich konstant ist, wie man es erwarten sollte, da die Bewegungsgeschwindigkeit der Ladung zeitlich konstant ist (sofern das Vakuum nicht mehr der propagierenden Feldenergie in Wechselwirkung stünde), drücken wir die Radien r1

und r2 als Funktion der Zeit aus, und zwar unter Benutzung der (1.20) und (1.21):

0 I2z0 r2  P  ln 

4π 1

 I2ct1t  I21  t P  0 0ln  0 0 ln1  (1.22)

4π c 4π  t 11

Offensichtlich ist dieser Ausdruck nicht zeitlich konstant. Er wäre zeitlich konstant, wenn er nicht von t1 , also vom Moment der Beobachtung abhinge. Das bedeutet, dass die bewegte

Ladung ein Magnetfeld erzeugt und somit Leistung abstrahlt, obwohl sie selbst ihre Ge- schwindigkeit und somit ihre Energie beibehält. Wir verstehen dies als ersten Aspekt des Energiekreislaufs zum Abstrahlen von Energie überhaupt: Obwohl der bewegten Ladung keine Energie entnommen wird, strahlt sie magnetische Feldenergie ab. Da die bewegte Ladung nur mit dem bloßen Raum in Verbindung steht, kann die Herkunft dieser Energie abermals nur aus dem Vakuum erklärt werden. Im übrigen sei angemerkt, dass auch Dauer- magnete permanent magnetische Feldenergie abstrahlen, was ebenfalls in Analogie zu Ab- schnitt 2.2 als erster Teil einer paradox anmutenden Situation zu verstehen ist.

Aber es gibt noch eine weitere Beobachtung: Die abgestrahlte Leistung ist offensichtlich nicht zeitlich konstant, obwohl es keinen ersichtlichen Hinweis auf eine Änderung der emittierten Feldstärken gibt.

Damit findet auch der zweite Teil der paradox anmutenden Situation des elektrostatischen Feldes ein Pendant beim Energiekreislauf des Magnetfeldes, nämlich die Abgabe von Energie an das Vakuum bei der Propagation der Feldstärken. Um dies zu sehen, verfolgen wir die in einem Zylindervolumen enthaltene Energie bei ihrer Ausbreitung durch den Raum und stellen die Frage, ob sich die in einem gegebenen Zylinder enthaltene Energie bei dessen Lauf durch den Raum ändert. Zu diesem Zweck folgen wir der beobachteten Zylinderschale mit dem Innenradius r1 und dem Außenradius r2 noch über ein weiteres Zeitintervall t 0 . Inner-

halb dieser Zeitspanne wird sich der Innenradius der bewussten Zylinderschale auf r3  r1   tvergrößert haben und der Außenradius auf r4  r2   t. Damit stehen wir

folgender Entwicklung der Situation im Laufe der Zeit gegenüber:

18 2. Philosophischer Hintergrund

▪ Zum Zeitpunkt t2  t1  hatte unsere Zylinderschale den Innenradius r1 und den Außenradius r2 , d.h. wir betrachten die selbe Zylinderschale wie in der Rechnung zu (1.18). ▪ Zum Zeitpunkt t2  t t1   thabe sich ebendieser Zylinder von r1 … r2 soweit radial ausgedehnt, dass er nun mit seinem Innenradius bei r3 angekommen ist und mit seinem Außenradius bei r4 .

Die in den beiden genannten Vergleichsaugenblicken im Zylinder enthaltene Energie läßt sich nach Gleichung (1.18) angeben:

▪ Bei   enthält er die Energie  2 1 12 4π r

▪ Bei t2  t t1   tenthält er die Energie

0 I2z0 r4  0 I2z0 r2 ct W34 ln  ln .

4π  4π c 3 1 x

Bei  

0  z0  r2  0  z0   t1    ln  ln

2 1

12 4π r 4π  c 11

0 I2z0 r2   ln   .

(1.23)

(1.24)

Wollen wir das zeitliche Verhalten verstehen, so setzen wir r1 und r2 nach (1.20) ein und erhalten:

0I2z0 lnt1t0I2z0 ln1t 4π   4π  t

(1.25)

(1.26)

Daß die beiden Ausdrücke (1.25) und (1.26) unterschiedlich sind, ist offensichtlich. Da wir aber nur die Energie im Inneren eines expandierenden Zylinders verfolgt haben, bedeutet

 einen Austausch von Feldenergie mit dem Vakuum. 12 34

Die Frage, ob bei diesem Austausch Energie vom Feld an das Vakuum abgegeben oder vom

Feld aus dem Vakuum aufgenommen wird, beantworten wir durch einen Vergleich von 12

11

0 I2z0 r4  0 I2z0 r2 ct Bei t2txt1tx W34 ln  ln 

 0I2z0lnct1tctx 34 4π  ctc

1

4π  4π c 3 1 x

1x 0I2z0lnt1ttx0I2z0ln1 

4π tt 4π tt 1x1x

mit W34 . Wegen t 0 muss gelten 1 1 und somit folgt tt1  tx

ln1tln1 ,

 t  tt 11x

(1.27)

2.3. Ein Energiekreislauf des magnetostatischen Feldes 19

was in Anbetracht der (1.25) und (1.26) nichts anderes bedeutet als  . Damit ist klar, 12 34

dass das magnetostatische Feld bei seiner Propagation in den Raum Feldenergie an das Vakuum abgibt.

Damit ist die Analogie zwischen dem Energiekreislauf des magnetostatischen Feld und dem elektrostatischen Feld komplett. In beiden Fällen wird die Feldquelle aus dem Vakuum mit Energie versorgt um Feld abstrahlen zu können, und in beiden Fällen gibt das sich aus- breitende Feld Energie an das Vakuum ab.

Nebenbei sei aber auch angemerkt, dass die Energie und die Leistung, die die Feldquellen dem Vakuum entziehen (sowohl im elektrostatischen Fall als auch im magnetostatischen Fall) größer ist, als die Energie und die Leistung, die das Feld bei seiner Ausbreitung im Raum an das Vakuum abgibt. Das sieht man sofort ein, wenn man bedenkt, dass sich das vom Feld erfüllte Volumen mit der Zeit permanent vergrößert und mit ihm auch die gesamte Feldener- gie. Nimmt die Feldenergie im Laufe der Zeit ständig zu, so ist klar, dass in das Feld mehr Energie hineinfließt, als aus ihm herausfließt.

Auch hier liegt die Anwendung für unseren neuen Zugang zur Vakuumenergie auf der Hand: In analoger Art und Weise, wie wir in den Energiekreislauf zwischen Vakuumenergie elektro- statischer Feldenergie eingreifen können, sollten wir auch in den Energiekreislauf zwischen Vakuumenergie magnetostatischer Feldenergie eingreifen können. Auf beide Arten sollte demnach die Vakuumenergie im Labor greifbar gemacht werden können.

20 3. Theoretische Begründung der fließenden Energien

3. Theoretische Begründung der fließenden Energien

Gedanken über den in Abschnitt 2 aufgezeigten Energiefluß durch den Raum stehen notwen- digerweise mit der Energiedichte des Raums in Beziehung, die noch heute als eines der unge- lösten Rätseln der Physik bezeichnet wird [Giu 00]. Ein Teil dieser Energie des Raumes sollte anhand der Summation über die Energieeigenwerte aller Nullpunktsoszillationen des Vaku- ums (elektromagnetischer harmonischer Oszillationen bzw. Wellen) angegeben werden kön- nen [Whe 68], wobei allerdings die Möglichkeit nicht ausgeschlossen werden kann, dass das Raum darüberhinaus noch weitere Energieterme enthält. Das Problem bei der Summation der Energieeigenwerte aller Nullpunktsoszillationen des Vakuums ist die Divergenz des uneigent- lichen Integrals über die Wellenvektoren ebendieser Nullpunktsoszillationen. Einen Lösungs- ansatz versucht die Geometrodynamik, der allerdings heute mit großer Skepsis betrachtet wird und der im Widerspruch zu Messungen der Astrophysik steht (siehe Abschnitt 3.5).

In Abschnitt 3 der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiger Lösungsansatz aufgezeigt, der das Konvergenzproblem auf der Basis der Quantenelektrodynamik löst (die bekanntlich die Lösung uneigentlicher Integrale beinhaltet) und der zu realistisch erscheinenden Werten gelangt [e6]. Dafür ist ein einziges Postulat nötig: Bekanntlich wird die Ausbreitungsge- schwindigkeit elektromagnetischer Wellen durch elektrische und magnetische Gleichfelder beeinflusst [e7], [Eul 35], [Rik 00] [Bia 70], [Boe 02], [Ost 07]. Das Postulat liegt nun in der Annahme, dass die Nullpunktsoszillationen des Vakuums dem selben Verhalten folgen.

Darauf basierend wird die Energie der Nullpunktsoszillationen des Vakuums betrachtet, und der Bezug zu deren experimentellem Nachweis im Labor mit Hinweisen auf das in Abschnitt 4 beschriebene Experiment hergestellt.

Bekanntlich werden in der Quantenelektrodynamik die Energieeigenwerte elektromagneti-

scher Wellen angegeben mit  12  , wobei sich der Teilchenzahloperator als Eigenwert

zur Wellenfunktion  ergibt gemäß aˆ†aˆ   (mit aˆ† als Erzeugungsoperator und aˆ

als Vernichtungsoperator). Sind keine Teilchen vorhanden, so ist  0 und wir erhalten die

3.1. Zur Vakuumenergie in der Quantenelektrodynamik

Energieeigenwerte des physikalischen (idealen) Vakuums 0 (in Dirac’scher Schreibweise) 

durch Integration über alle Frequenzen  bzw. über alle Wellenvektoren im Impulsraum zu

1 3 E 2dk (1.28)

(ohne Betrachtung der Polarisationszustände) [Man 93]. Bekanntlich divergiert dieses Integral, weil für kleine Wellenlängen   0 (die auch in jedem noch so kleinen Volumen

3.1. Zur Vakuumenergie in der Quantenelektrodynamik

21

222 vorhanden sind) die Beträge der Wellenvektoren  k k kund die Frequenzen 

gegen Unendlich laufen, sodaß sich eine unendliche Energie und auch eine unendliche Energiedichte ergibt. Normalerweise wird diese als Konstante ohne physikalische Bedeutung betrachtet und typischerweise durch eine geeignete Eichung eliminiert, nämlich durch Festlegung des Energienullpunktes beim Grundzustand 0 des Vakuums [Kuh 95].

Die Erzeugung eines Photons aˆ† 0  1 führt dann zum angeregten Zustand einer harmoni- 

schen Schwingung, deren Energieeigenwert um 1  c k über dem des Grundzustandes k

liegt [Köp 97]. Die Propagation eines Photons im feldfreien Vakuum geht bekanntlich mit Lichtgeschwindigkeit vonstatten. Da aber die Ausbreitung elektrischer und magnetischer Felder durch den Austausch von Photonen beschrieben wird [Hil 96], müsste die logische Konsequenz sein, dass sich elektrische und magnetische Gleichfelder ebenfalls mit Lichtge- schwindigkeit ausbreiten. Die Übertragung dieser Konzeption auf Gleichfelder ist teilweise unüblich, ihr werden aber im Laufe des vorliegenden Artikels weitere Rechtfertigungen, unter anderem auch aus der Relativitätstheorie, hinzugefügt werden. Ihre Begründung wird im Rahmen des in der vorliegenden Arbeit vorgestellten Modells verständlich werden.

Der Tatsache, dass auch im Grundzustand 0 des „leeren“ Vakuums noch die Energie der

harmonischen Oszillationen elektromagnetischer Wellen vorhanden ist, trägt man üblicher- weise mit Namensgebung der selben als Nullpunktsoszillationen Rechung. Deren Energie entsprechend (1.28) gibt die Vakuumenergie des Grundzustandes an. Will man auf sie zugrei- fen (z.B. auch zur Wandlung in andere Energieformen), so muss man sich über deren Natur Gedanken machen. Ein bekanntes Beispiel hierfür liefert der Casimir-Effekt [Cas 48], [Moh 98], [Bre 02], [Sve 00], [Ede 00], [Lam 97] bei dem eine „Kraft aus dem Nichts“ (wie in vielen Literaturstellen diese Kraft aus dem Vakuum genannt wird), eben gerade auf die besagten Nullpunktsoszillationen zurückgeführt wird. Dabei wird betrachtet, in welcher Weise zwei elektrisch leitfähige Platten das Spektrum der Nullpunktsoszillationen des Vakuums beeinflussen. Das freie Vakuum (ohne diese beiden Platten) zeigt nämlich ein kontinuierliches Spektrum über alle denkbaren Wellenlängen, wohingegen im Innenraum zwischen den Platten nur die stehenden Wellen (der Nullpunktsoszillationen) vorhanden sind, weil das Vorhandensein der Platten einer Reflexion der Feldstärken an festen Enden ent- spricht, sodaß sich Schwingungsknoten an den Plattenoberflächen ergeben. Aus der Energie- differenz zwischen den in den beiden zugehörigen zum Vergleich betrachteten Spektren ergibt sich dann die Energiedichte nach Casimir und die Casimir-Kraft zwischen den Platten.

Aus diesem Grund erscheint es hoffnungsvoll, die Suche nach der Manifestation und der Nutzung (bzw. der Wandlung) von Vakuumenergie in Anlehnung an den Casimir-Effekt über- legen zu wollen [e8]. Soll diese Wandlung in einem „endlosen“ Prozeß stattfinden, so müsste man „nur“ eine Möglichkeit finden, der Energie der Nullpunktsoszillationen habhaft zu wer- den, ohne dass sich dabei die Platten einander annähern. Dies wurde in der hier vorliegenden Arbeit entwickelt. Damit ist zwar die Anlehnung an den Casimir-Effekt klar, aber auch ein deutlicher Unterschied: Will man die Energie der Nullpunktsoszillationen in mechanische Energie umwandeln, so müssen sich die Platten zwar relativ zueinander bewegen, dürfen dabei aber nicht ihren Abstand ändern. Das wäre z.B. mit Hilfe einer geeigneten Drehbe- wegung vorstellbar. Den praktischen Aufbau dazu werden wir in Abschnitt 4 sehen.

22 3. Theoretische Begründung der fließenden Energien

Auch wenn der Casimir-Effekt einer der geistigen Wegbereiter zu der hier vorgestellten Manifestation der Nullpunktsoszillationen im Labor war, so ist doch klar, dass aufgrund der genannten Unterschiede zum Casimir-Effekt außer den dort verwendeten parallelen Metall- platten im Raum (deren Stellung zueinander für die vorliegende Arbeit verändert werden mußte) noch ein weiteres anderes Objekt benötigt werden muss. Dieses weitere Objekt könnte z.B. ein elektrisches (oder ein magnetisches) Feld sein, sofern es sich einrichten ließe, damit auf die Nullpunktsoszillationen zuzugreifen, wie nach Abschnitt 2 zu erwarten ist. Die tatsächlich stattgefundenen Experimente, bei denen es gelungen ist, die Existenz von Vakuumenergie und deren Umwandlung in klassische mechanische Energie nachgewiesen [e8, e9], werden dem Ansatz recht geben. Da das elektrische Feld in das Gebiet der klassischen Elektrodynamik führt, wurde das Funktionsprinzip erstmals in Gedankengängen der klassischen Elektrodynamik erläutert [e5, e9, e10]. Der geistige Brückenschlag von den Nullpunktsoszillationen zur klassischen Elektrodynamik findet sich in [e6]. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Ausbreitung elektrischer und magnetischer Felder und deren Energie im Raum. Die entscheidende Kernfrage sucht damit nach dem Zusammenhang zwischen der Ausbreitung ebendieser Felder und den Nullpunktsoszillationen im Vakuum. Dazu kommen wir nachfolgend.

Bevor wir uns der abschließenden Kernfrage aus Abschnitt 3.1 zuwenden können, sei der Bezug zum klassischen Modell nach Abschnitt 2 hergestellt, auf dessen Basis die Wandlung von Vakuumenergie (in mechanische Energie) bereits gelungen ist:

Elektrische und magnetische Felder als Objekte der klassischen Elektrodynamik werden üblicherweise in der klassischen Elektrodynamik als „überall im Raum gleichzeitig“ beschrieben [Kli 03], d.h. man beachtet normalerweise nicht deren Propagation im Raum, sondern nur deren Anwesenheit. Für die meisten praktischen und technischen Anwendungen der Elektrodynamik (mit ihren kurzen Entfernungen und Geschwindigkeiten die vernach- lässigbar klein sind im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit als Geschwindigkeit der Propa- gation) ist dies ausreichend. Inhaltlich entspricht dies aber einer Propagation mit unendlicher Geschwindigkeit, was im eklatanten Widerspruch zur Relativitätstheorie steht [Goe 96]. Danach müsste die Ausbreitung der Feldstärken zumindest als obere Grenze durch die Lichtgeschwindigkeit beschränkt sein [Chu 99]. Somit erscheint es sinnvoll, die Propagation der Felder mit Lichtgeschwindigkeit vorauszusetzen. Dies hat aber weitreichende Konse- quenzen, unter anderem führt es auch zu der Folgerung, dass elektrische und magnetische Felder bei deren Propagation Energie an das Vakuum abgeben, wie man in Abschnitt 2 der vorliegenden Arbeit sah.

Auch wenn sich die dabei beschriebene Existenz der Energiekreisläufe im Vakuum bereits mit zwingender Logik aus elementaren Aussagen der klassischen Elektrodynamik ergibt, so werden ihre Hintergründe doch erst durch Betrachtung der inneren Struktur des Vakuums einleuchtend. Dazu betrachte man folgendes Modell:

3.2. Bezug zum klassischen Modell der Vakuumenergie

3.3. Neues mikroskopisches Modell zum elektromagnetischen Anteil der Vakuumenergie 23

Die Ausbreitung elektrischer und magnetischer Gleichfelder wird (im hier zu entwickelnden Modell) auf eine Beeinflussung der Wellenlängen der Nullpunktsoszillationen zurückzu- führen sein, wobei sich ein direkter Bezug zwischen den Feldstärken und der Veränderung der Wellenlänge angeben lässt. Da nun aber aufgrund quantenelektrodynamischer Korrek- turen auch die Nullpunktsoszillationen Vakuumpolarisationsereignisse hervorrufen (und nicht nur Photonen oberhalb der Nullpunktsoszillationen), geht im Laufe der Ausbreitung durch den Raum dem reinen Feld Energie verloren zugunsten jener Korrekturterme. Vakuumpolari- sationsereignisse sind aber ihrerseits nicht an die Laufrichtung der Feldstärken gebunden und verteilen ihre Energie im Raum. Dies ist die „Senke“, in der die Feldenergie im Laufe der Ausbreitung des Feldes verloren geht. Dies erklärt aber andererseits auch die Quelle aus der die Ladungen ihre Energie beziehen, aus der sie ständig Feldenergie erzeugen, um permanent Feldstärke zu emittieren, nämlich so: Der Transport von Feldenergie findet anhand der Wellenlängenänderungen der Nullpunktsoszillationen statt, und der Verlust von Feldenergie sowie deren Rücktransport zur Feldquelle findet anhand von Vakuumpolarisationsereignissen statt.

Dass diese Vorstellung nicht nur die Experimente zur Umsetzung von Vakuumenergie in mechanische Energie erklärt, sondern sogar noch eine Berechung der Energiedichte der Null- punktsoszillationen erlaubt, wird man ebenfalls in den Abschnitten 3.3 und 3.4 sehen.

Anmerkend sei darauf hingewiesen, dass hier nur die Zusammenhänge zwischen elektrischer und magnetischer Feldenergie einerseits und Vakuumenergie andererseits betrachtet werden sollen. Ob es noch weitere heute ungeahnte Objekte im Vakuum gibt, die weitere Beiträge zur Energie des Vakuums liefern, und wie viele solche Objekte das sein könnten, entzieht sich derzeit der menschlichen Kenntnis und soll nicht Gegenstand der vorliegenden Arbeit sein.

Klar ist jedoch, dass die eingangs erwähnten Nullpunktsoszillationen mit verschiedensten Effekten der Vakuumpolarisation (wie z.B. virtuelle Elektronen und Positronen) im Zusam- menhang stehen [Fey 97], [Gia 00]. Also muss die Energie dieser Nullpunktsoszillationen mit jenen Objekten erklärbar sein. Mit anderen Worten: Gesucht wird nach einer Erklärung, um die Ausbreitung der elektrischen und der magnetischen Felder ebenso auf Objekte des Vakuums zurückzuführen, wie die Versorgung der Ladungsträger mit Energie.

Ein mögliches Modell hierzu ergibt sich in so überraschend einfacher Art und Weise, dass es nach der Sichtweise Occams als vorteilhaft zu bewerten ist [Sim 04], nach der die einfachste mögliche Erklärung die wünschenswerteste ist. Das Modell sei nachfolgend dargstellt. Die Überlegungen dazu gehen zurück auf das Jahr 1935, in dem Heisenberg und Euler [Hei 36] die quantentheoretische Berechnung des Lagrangeoperators für Photonen in elektrischen und magnetischen Feldern ausgearbeitet haben, der zufolge die Propagationsgeschwindigkeit der Photonen in ebendiesen Feldern niedriger sein sollte als im feldfreien Vakuum. Die Be- gründung liegt in der Vakuumpolarisation, deren Auswirkung auf den Lagrangeoperator

3.3. Neues mikroskopisches Modell zum elektromagnetischen

Anteil der Vakuumenergie

24 3. Theoretische Begründung der fließenden Energien

Heisenberg und Euler berechnet haben. Der meßtechnische Nachweis zu dieser Berechnung ist derzeit in der Arbeit. Er galt bereits als erbracht [Zav 06], wurde später widerrufen [Zav 07], aber man geht davon aus, dass er in absehbarer Zeit vervollkommnet werden wird [Che 06], [Lam 07], [Bes 07].

Logisch gedankliche Konsequenz führt zu der Schlussfolgerung:

Wenn elektromagnetische Wellen (wie das Photon) in elektrischen und magnetischen Feldern

verzögert propagieren (im Vergleich zum feldfreien Vakuum), dann müssten auch

Nullpunktsoszillationen die selbe Verzögerung der Propagation erfahren, denn sie sind

ebenfalls elektromagnetischer Natur. Damit verändern elektrische und magnetische Felder

den Wellenvektor und die Frequenz  der Nullpunktsoszillationen. Dies zieht veränderte Energieeigenwerte der Nullpunktsoszillationen nach sich. Darin liegt eines der wesentlichen Fundamente der hier entwickelten theoretischen Überlegungen.

Daraus wird die Arbeitshypothese aufgestellt und dann auch überprüft und bestätigt:

Die Veränderung der Energie der Nullpunktsoszillationen müsste die Energie der elek- trischen und magnetischen Felder erklären können.

Dies könnte z.B. in Anlehnung an Casimir’s Überlegungen zu dem nach ihm benannten Effekt geschehen (siehe oben), indem man die Gesamtenergie des kontinuierlichen Spek- trums der Nullpunktsoszillationen vor und nach dem Eingriff vergleicht. Bei Casimir besteht der Eingriff in das Vakuum in der Anbringung zweier leitender (elektrisch ungeladener) Plat- ten. In unserem Fall besteht der Eingriff in der Vakuum in der Anbringung elektrischer oder magnetischer Felder. Gesucht ist also die Differenz der Gesamtenergie des Spektrums der Nullpunktsoszillationen im feldfreien Raum und im felderfüllten Raum. Diese Differenz der beiden Energiebeträge sollte dann den Energiegehalt der Felder erklären. Dass man dabei im Prinzip auf vergleichbare Konvergenzprobleme uneigentlicher Integrale stößt, wie Casimir, sollte ebenfalls wie bei Casimir eine lösbare Aufgabe sein. Im Prinzip lässt sich das mit renormalisierbarer Quantenfeldtheorie lösen [She 01], [She 03], siehe auch [Hoo 72], [Dow 78], [Bla 91]. Mathematische Methoden dazu könnten z.B. in Analogie zu [Kle 08] angewandt werden. Dass man aber besonders bequem zum Ergebnis kommt, wenn man anstelle dessen auf in der Literatur vorhandene Ergebnisse zurückgreift, zeigt die nach- folgende Berechnung:

Die Energiedichte des elektromagnetischen Feldes der Nullpunktsoszillationen lässt sich üblicherweise im Impulsraum leicht berechnen [She 01], und zwar aufgrund des Zusam-

menhangs zwischen dem Wellenvektor und dem Impuls

   k

gemäß

 0 d3k VsEk 3,

(1.29)

NO 2π wobei E0 k das Energiespektrum der Nullpunktsoszillationen ist, sodaß über alle Impulse

der Nullpunktsoszillationen integriert wird. Dabei kennzeichnet der Index „NO“ die Energie- dichte der „Nullpunktsoszillationen“. Die Vakuumenergie entspricht der Übergangsamplitude 0 0 vom Vakuum ins Vakuum, die zu geschlossenen Schleifen virtueller Teilchen in

Feynman-Diagrammen gehören. Da wir im weiteren Verlauf die verschiedenen Polarisations-

3.3. Neues mikroskopisches Modell zum elektromagnetischen Anteil der Vakuumenergie 25

zustände einzeln (getrennt) betrachten wollen, erhält hier der Faktor „s“ den Wert 1. Dem entsprechen die bekannten Energieeigenwerte E k   2  der Nullpunktsoszillationen

0  1 im Grundzustand  0 , also setzen wir E k  2  in (1.29) ein und erhalten

0 1 NO 2 2π3 (1.30)

1d3.

Ferner ist aufgrund des nicht-Vorhandenseins einer Vorzugsrichtung (aufgrund der Sym-

metrie und Homogenität des Raumes)    , mit der Schreibweise in kartesischen Koor- dinaten c k2 k2 k2 .Damitwird(1.30)zu

xyz

1222dkxdkydkz1d3k V 2 c kxkyk3 2c 3 . (1.31)

NO

2π

2π

Die Divergenz dieses uneigentlichen Integrals ist hinlänglich bekannt, da die Wellenvektoren k für beliebig kleine Wellenlängen gegen unendlich gehen – und alle diese Wellenlängen

bzw. Wellenvektoren im Integral zu berücksichtigen sind.

In Anlehnung an die Gedankengänge Casimir’s interessieren wird uns aber (wie oben erläutert) nicht für den Grenzwert dieses Integrals, sondern nur für die Differenz der

Grenzwerte dieses Integrals mit unterschiedlichen -Vektoren, nämlich einerseits mit – 

Vektoren im feldfreien Raum und andererseits mit -Vektoren im felderfüllten Raum. Das heißt, es ist

E E E 1 d3k1 d3k   2c kNO,MIT 3 2c kNO,OHNE 3  , (1.32)

VFELD VNO,MIT VNO,OHNE  2π   2π 

wobei die Indizes „MIT“ und „OHNE“ für die Zustände mit bzw. ohne äußerem Feld stehen. Diese Differenz muss dann genau die Energiedichte des Feldes wiedergeben, was durch den Index „FELD“ gekennzeichnet ist.

Das Modell ist nun zu testen, wobei das Testkriterium wie folgt lautet: Es müssen sich die Energiedichten der Nullpunktsoszillationen des Vakuums VE ausrech-

 NO nen lassen, und zwar einerseits für den Fall, daß die Veränderung der kNO,MIT – Vektoren

durch Anlegen eines elektrostatischen Feldes hervorgerufen werden, andererseits aber auch

für den Fall, daß die Veränderung der kNO,MIT – Vektoren durch Anlegen eines magneto-

statischen Feldes hervorgerufen werden. Da die Energiedichte der Nullpunktsoszillationen des Vakuums nicht vom Rechenweg abhängen darf, müssen wir beide Berechnungen betrachten und deren Ergebnisse vergleichen. Stimmig und richtig kann unser Modell nur



26 3. Theoretische Begründung der fließenden Energien

sein, wenn beide Rechenwege zum selben Ergebnis für VE wir elektrische bzw. magnetische Felder als zwei unterschiedliche „Sonden“ ein, um die

Energiedichte des Vakuums zu analysieren.

NO

Wir beginnen mit einer allgemeinen Vorbemerkung, die für beide Rechenwege gilt, um uns im Anschluß daran den beiden Rechenwegen getrennt zuzuwenden. In [Boe 07] wird der aus [Hei 36] bekannte Heisenberg-Euler-Lagrangeoperator in handlichen SI-Einheiten angegeben mit

(1.33)

wo mfür die Masse der Elektronen steht, und die übrigen Symbole im üblichen Sinne verwendet werden.

Darauf basierend gibt es eine Reihe von Arbeiten (z.B. [Lam 07], [Hec 05], [Lig 03], [Rik 00], [Rik 03], [Riz 07], [Sch 07], [Zav 07]), die daraus die Propagationsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen in elektrischen, in magnetischen und in elektromagnetischen Feldern bestimmt haben. Da wir (nach dem obigen Postulat) diese Propagationsgeschwindig- keit auch den elektromagnetischen Wellen der Nullpunktsoszillationen zusprechen wollen, seien aus diesen Arbeiten die Propagationsgeschwindigkeiten entnommen. Daraus werden sich dann die Einflüsse der externen (elektrischen bzw. magnetischen) Felder auf die k – Vektoren bestimmen lassen und daraus wiederum die Energiedichte der Nullpunktsos-

c2 232  2 7 2 4FF 90m4cFF 4FF 

0   0   e

  2232 2 2

 0 E2 c2B2 0 E2 c2B2 7c2EB , 45  2 45me 

zillationen des Vakuums VE ten uneigentlichen Integrale.

. Diese Ergebnisse beinhalten die Lösungen der oben erwähn-

NO

Wir führen dies nun für die beiden nach Art der Felder getrennten Rechenwege durch, und zwar erstens für das magnetische Feld und zweitens für das elektrische Feld.

1. Rechenweg  Zur Bestimmung von VE Nach [Boe 07] wird die Veränderung der Propagationsgeschwindigkeit elektromagnetischer

bei Anlegen eines magnetischen Feldes: Wellen aufgrund eines magnetischen Feldes beschrieben durch

NO

 2412 2 230 2 2 5.3010 T2  sin  füra8,Modus

1ca45m4c3sin  1 2

9.271024 sin2füra14,Modus  T2

(1.34)

führen. In diesem Sinne setzen

mit in Tesla , 

3.3. Neues mikroskopisches Modell zum elektromagnetischen Anteil der Vakuumenergie 27

worin die Ausbreitungsrichtung des Photons und die Richtung des magnetischen Feldes im Winkel  zueinander stehen und gemeinsam eine Ebene definieren, die den Bezug für die Zuordnung des   Modus (  8 ) und des   Modus (  14 ) der Polarisation liefert. Dabei steht für die Ausbreitungsgeschwindigkeit mit anliegendem Feld und für die Ausbrei- tungsgeschwindigkeit ohne Feld. Die Differenz der beiden ergibt die Cotton-Mouton-Doppel- brechung (in unserem Falle die des Vakuums) von

(1.35)

die speziell für   90 von [Rik 00] quantitativ bestätigt wird, ebenso von [Bia 70]. Die letztgenannte Arbeit wird häufig als „Meilenstein“ auf dem Wege zum Verständnis der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in elektrischen und magnetischen Gleichfeldern genannt, da sie erstmals konkrete quantitative Vorhersagen zur Messung der Doppelbrechung (und damit auch zur Ausbreitungsgeschwindigkeit) elektromagnetischer Wellen in den genannten Feldern angibt.

Den Zusammenhang zwischen der Frequenz  und der Propagationsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen entnehmen wir der Tatsache, dass der Integrationsbereich über

vv 24122 nCottonMouton 1  1  3.9710 2  sin  ,

 c  c T

 die – Vektoren mit und ohne Feld der selbe ist. Damit ist wegen    das unab-

hängig davon, ob ein Feld anliegt oder nicht, also gilt die Verhältnisgleichung OHNE MIT  MIT cOHNE  MIT OHNE ,

(1.36)

cvc worin die Propagationsgeschwindigkeit ohne die Propagationsgeschwindigkeit mit Feld

ist.

Im übrigen ist die Energiedichte des magnetischen Feldes entsprechend der klassischen Elektrodynamik [Jac 81] bekannt gemäß

0212 2H2.

(1.37)

FELD 0 Die Gleichungen (1.30) und (1.32) führen also unter zusätzlicher Berücksichtigung von

(1.36) zu dem Ausdruck

1 2 1 d31 d32B 2NO,OHNE 3 2NO,MIT 3

FELD 2π 2π 1 d31 v d3k

(1.38)

(1.39)

denn die äußeren Felder verändern, der Modellannahme folgend, mit der Frequenz den Energiegehalt jeder einzelnen quantenmechanischen Nullpunktsoszillation.

 2NO,OHNE 2π3  2NO,OHNE 2π3 . 1 2  v1 d3k

Weiter nach Glg.1.35 folgt     1  2 NO,OHNE 3 , 20 VFELD  c 2π



28 3. Theoretische Begründung der fließenden Energien

In diesen Ausdruck sei nun (1.34) eingesetzt, wodurch wir in die Lage kommen, direkt den Energiegehalt der Summe aller quantenmechanischen Nullpunktsoszillationen anzugeben, da die Feldstärke des magnetischen Feldes, mit dem diese Nullpunktsoszillationen angeregt wer- den konnten, entfällt:

1 2  v1 d3230 2 2 1 d3 1  2NO,OHNE 3 a 4 3  sin  2NO,OHNE 3

(1.40)

(1.41)

20  c  1NO,OHNE

2π 45me1 1 45m4c3 1 45m4c5 1

2π

d32 2π3 20 230 223 a m3

      6.0071030 ,

bei einer Anregung unter   90 , mit m Elektronenmasse und   Hyperfeinstruktur- konstante.

Damit sind die Konvergenzprobleme der uneigentlichen Integrale über das Spektrum der Nullpunktsoszillationen auf vorhandene Lösungen in der Literatur zurückgeführt. Das Einsetzen irgendwelcher Integrationsgrenzen, z.B. durch Abschneidefunktionen (mit dem zugehörigen Ringen um Begründungen) wird damit hinfällig, um einen endlichen Wert für das Integral zu finden. In diesem Sinne wurde hier die Energiedichte der Nullpunktsos- zillationen im Vakuum bestimmt. Es sei daran erinnert, dass bei der Berechung der Einfluß magnetischer Felder, die gleichsam als „Meßsonde“ zum Anregen der Nullpunktsoszillatio- nen dienten, eliminiert wurde.

Man sieht auch, dass die   Moden und die   Moden die Nullpunktsoszillationen unter- schiedlich stark anregen können, was aber prinzipiell nicht die Antwort auf die grundlegende

Frage der Energiedichte des Vakuums beeinflussen darf, ebenso wenig die grundsätzliche Frage nach dem Anteil der elektromagnetischen Wellen der Nullpunktsoszillationen an der Energiedichte des Vakuums. Dass unterschiedliche Moden, vergleichbar mit unterschiedlich- en Messsonden, Schwingungen unterschiedlich anregen, müssen wir allerdings durchaus be- achten, wenn wir eine messbare Größe angeben wollen, nicht aber bei der prinzipiellen Anga- be der Energiedichte des Vakuums bzw. deren elektromagnetischer Nullpunktsoszillationen.

Eine solche messbare Größe sei nun angegeben, damit wir in die Lage kommen, unser Ergebnis des ersten Rechenweges mit einem messbaren Ergebnis des zweiten Rechenweges vergleichen zu können, nämlich die Doppelbrechung des Vakuums, die bei sehr vielen Arbeiten zur Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in elektrischen und in magnetischen Feldern als zentrale Meßgröße betrachtet wird (siehe oben: [Lam 07], [Lig 03], [Rik 00], [Rik 03], [Riz 07], [Sch 07], [Zav 07]).

Dies geschieht wie folgt: Auch die Differenz, die zur Meßgröße der Doppelbrechung führt, muss mit der Energiedichte des Vakuums korrespondieren, also

 d3  d3 45m4ca 1NO,OHNE a 1NO,OHNE  (1.42)

 2 2π3  2 2π3 230 

3.3. Neues mikroskopisches Modell zum elektromagnetischen Anteil der Vakuumenergie 29

 d3  2 2π3

45m4c5  14  8  1 NO,OHNE    6.007 1029

J

m3

(1.43)

(1.44)

 

223

d3k145m4c51   1NO,OHNE     6.0071029

 2 2π3 aa 223 148 m3  

 1.0011029 J m3

Diesen Wert einer möglichen Meßgröße, der sich aus einer elementaren Überlegung zur Doppelbrechung aus der Energiedichte der Nullpunktsoszillationen ergibt, müssen wir für den späteren Vergleich mit der vergleichbaren Meßgröße aus dem zweiten Rechenweg in Erinnerung behalten. Dabei sei angemerkt, dass dieser Wert im ersten Rechenweg aus der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in magnetischen Feldern erhalten wurde, beim zweiten Rechenweg hingegen wird er aus der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in elektrischen Feldern berechnet werden.

2. Rechenweg  Zur Bestimmung von VE Die Kerr-Doppelbrechung elektromagnetischer Wellen in elektrischen Feldern beläuft sich

bei Anlegen eines elektrischen Feldes:

NO

dem Betrage nach laut [RIK 00] auf 41 m2  2 (1.45)

nKerr4.210 V2 E

(mit Angabe der elektrischen Feldstärke in V/m), wobei die letztgenannte Stelle bereits Rundungsungenauigkeiten aufweisen kann. Den Wert findet man ebenfalls durch [Bia 70] bestätigt.

Damit lässt sich der Absolutbetrag der Energiedichtedifferenz in Analogie zu (1.44) hinschreiben gemäß

2 2  d3 0 nKerr  12NO,OHNE 3

(1.46)

(1.47)

2

 2π  

22 d30E J

1 NO,OHNE  2  1.01029

m3

2 2π3

 4.21041 m2  V

Hier wurde die Energiedichte des Vakuums mit Hilfe eines elektrischen Feldes (gleichsam als „Sonde“) beobachtet, wobei sich wieder bei der Angabe des Ergebnisses die Eigenschaft der Sonde eliminieren lässt. Da die Energiedichte des Vakuums nicht von der „Sonde“ abhängen darf, mit deren Hilfe man sie bestimmt, müssen die beiden Rechenwege Nr.1 und Nr.2 zum selben Ergebnis führen. Dass sie das in der Tat tun, bestätigen die dargestellten Überlegungen und auch die zugehörigen Rechenwege. Offensichtlich ist das hier entworfene Konzept wirk-

30 3. Theoretische Begründung der fließenden Energien

lich eine Möglichkeit zur Lösung der Konvergenzprobleme der Integrale in den Gleichungen (1.29), (1.30) und (1.31).

Der Vollständigkeit halber sei zur Erinnerung wiederholt, dass mit den genannten Werten nicht die Energiedichte des Vakuums im Allgemeinen angegeben werden soll, sondern ledig- lich die Energiedichte der elektromagnetischen Nullpunktsoszillationen, die für die Anregung durch elektrische und magnetische Felder zur Verfügung stehen. Wieviel Energiedichte durch andere Mechanismen oder durch virtuelle Teilchen anderer fundamentaler Wechselwirkungen (und vieles andere mehr) noch hinzukommt, ist nicht Thema der vorliegenden Arbeit. Während aber Vakuumpolarisationsereignisse eine Rolle bei der Propagation elektrischer und magnetischer Felder spielen, kommt den anderen Wechselwirkungen in diesem Zusammenhang keine Rolle zu. Wir sind uns aber im Klaren darüber, dass die Wandlung von Vakuumenergie, über deren Theorie in der vorliegenden Arbeit nachgedacht wird, sich nur auf den elektromagnetischen Anteil ebendieser Vakuumenergie beschränkt.

Bis hier ist das in Abschnitt 3 eingeführte Modell in der Lage, die Ausbreitung elektrischer und magnetischer Gleichfelder im Vakuum zu erklären. Die einzige Voraussetzung, die es benötigt, ist von überraschender Einfachheit: Aus verschiedenen Literaturstellen ist für angeregte Zustände (  1 ) bekannt, dass die Propagation elektromagnetischer Wellen im Raum im Zustand von elektrischen und von magnetischen Feldern beeinflusst wird. Die Einbeziehung des Grundzustandes (für

n0) in den Gültigkeitsbereich dieser Erkenntnis ist alles, was unser Modell als Voraussetzung benötigt – eine Annahme, die plausibel und logisch konsequent erscheint. Und dann bedeutet das Ausbreiten elektrischer und/oder magnetischer Felder nichts weiter als eine Veränderung der Frequenzen und der Wellenlängen derjenigen elektromagnetischen Wellen, die die Nullpunktsoszillationen des Grundzustandes ausmachen.

Nun geht das Ziel der vorliegenden Arbeit weiter. Wir müssen eine Möglichkeit finden, die Energie des Vakuums im Labor greifbar zu machen. Dazu wird eine Erklärung des in Abschnitt 2 dargestellten Energieflusses der Feldenergien und der Vakuumenergie im Raum benötigt, und zwar für magnetostatische Felder ebenso wie für elektrostatische Felder (gemeint sind immer Gleichfelder, nicht Wechselfelder). Sobald dieser Energiefluß verständ- lich ist, können wir auch ein Experiment zur Wandlung von Vakuumenergie in mechanische Energie planen und erklären. Die Erklärung der Energieflüsse geschieht wie folgt:

Wir beginnen mit der Erklärung zur Ausbreitung der Felder, also mit der Antwort auf die Frage, in welcher Weise der Raum dem Feld permanent während dessen Propagation Energie entzieht, und in welcher Weise der Raum die Feldquellen mit dieser zuvor dem Feld entzo- genen Energie wieder versorgt. Das geht so:

Den in Abschnitt 3 erwähnten quantenelektrodynamischen Korrekturen im Heisenberg-Euler- Lagrangeoperator entsprechen Energieterme (sonst wären die Korrekturen nicht im

3.4. Der Energiefluß elektrischer und magnetischer Felder im

Vakuum, erklärt anhand QED-Nullpunktsoszillationen

3.4. Der Energiefluß elektrischer und magnetischer Felder im Vakuum, erklärt anhand QED- Nullpunktsoszillationen 31

Lagrangeoperator enthalten). Mit jedem solchen Energieterm korrespondiert ein Vakuumpo- larisationsereignis. Das gilt für die von Heisenberg und Euler berücksichtigten Energieterme in gleicher Weise wie für weitere Korrekturen höherer Ordnungen, also für verschiedenste Effekte der Vakuumpolarisation in höherer Ordnung. Zur Energie dafür liefern natürlich auch die Nullpunktsoszillationen ihren Beitrag (sonst wären sie ja nicht durch die Felder beein- flusst worden) und damit in letzter Konsequenz natürlich das Feld. Auch wenn Vakuumpola- risationsereignisse die Energie nur temporär während ihres Stattfindens benötigen, so laufen aufgrund der Größe der Wahrscheinlichkeitsamplituden für deren Stattfinden ständig eine ge- wisse Anzahl solcher Ereignisse gleichzeitig ab [Fey 85], [Fey97], [Fey 49a], [Fey 49b], [Sch 49]. Die Situation beschreibt einen statistischen Fluß, in dem eine gewisse Anzahl von Vakuumpolarisationsereignissen in einem gewissen Zeitintervall dem Feld eine gewisse Energie entziehen – solange sie immer wieder erneut stattfinden, d.h. solange Ladung und Feld existieren. Die Situation beschreibt einen dynamischen Gleichgewichtsprozeß.

Mit anderen Worten: In unserem Modell würde das Feld bei seiner Propagation (aufgrund seiner Feldenergie) verschiedenste Prozesse der Vakuumpolarisation anregen – und dadurch dem Feld genau so viel Energie entziehen, dass die Feldstärken den bekannten Gesetzen der klassischen Elektrodynamik folgen (also z.B. im Falle einer Punktladung als Feldquelle dem Coulombgesetz.) Und die Energie, die die Vakuumpolarisationsereignissen dem Feld ent- ziehen wird durch die Dissipation von Energie durch das Vakuum beim Ausbreiten der Felder beschrieben.

Der umgekehrte Prozeß ist die Versorgung der Ladung als Feldquelle mit Energie. Er müsste in umgekehrter Weise verständlich werden: Die Tatsache, dass Vakuumpolarisationsereignis- se nicht nur endliche Ausdehnung in der Zeit, sondern auch endliche Ausdehnung im Raum beanspruchen, führt dazu, dass die mit ihnen verbundene Energie statistisch im Ablauf einer gewissen Zeit durch Raum diffundieren kann. Und damit erklärt sich der Energiefluß: Offensichtlich bildet sich auf diese Weise ein Energiefluß, der einerseits dafür sorgt, dass der vom Feld erfüllte Raum einen Teil seiner Feldenergie abgibt (siehe Gleichungen (1.12), (1.13), (1.14), (1.15) für elektrische Felder und Gleichungen (1.18), (1.22), (1.23), (1.24) für magnetische Felder), der andererseits aber auch Energie zur Verfügung stellt, die die Feldquellen in Feld (mit Feldenergie) umwandeln können.

Es muss aber nicht zwingend gefordert werden, dass jede Ladung aus der zuvor von ihr selbst emittierten Feldenergie wiederversorgt wird. (Diese Energie kann ebensogut aus den Feldern anderer Feldquellen entnommen werden.) Hingegen muss zwingend gefordert werden, dass jede Ladung permanent mehr Energie aus dem Raum aufnimmt als ihre Felder an den Raum abgeben, die also zuvor nicht in ihrem Feld enthalten war. Der Grund ist simpel: Da sich das (statische) Feld jeder Ladung im Laufe der Zeit im Raum ausbreitet, wächst die Gesamten- ergie über das gesamte Feld (aufgrund der konstanten Feldstärken und der wachsenden feld- erfüllten Volumina) permanent an, was zusätzlich auch noch zur Folge hat, dass die in den vom Feld begünstigten Vakuumpolarisationsereignissen enthaltene Gesamtenergie auch ständig im Laufe der Zeit wächst. Für all diese Vorgänge benötigt die Feldquelle Energie, die sie nur aus dem Raum (eben aus Vakuumpolarisationsereignissen) beziehen kann. Im übrigen spielt es für unser Modell keine Rolle, über die Art und den Mechanismus nachzudenken, mit dem die Feldquelle die Umwandlung von Energie (z.B. der Vakuumpolarisationsereignisse) in Feldenergie bewerkstelligt.

32 3. Theoretische Begründung der fließenden Energien

In der Sprechweise der Teilchenphysik entsprechen den Nullpunktsoszillationen (weil es sich dabei um elektromagnetische Wellen handelt) bosonische Quantenfeldfluktuationen, den Vakuumpolarisationsereignissen (die virtuelle Elektronen und Positronen beinhalten) hin- gegen fermionische Quantenfeldfluktuationen [She 01], [She 03]. Deren (für die Ereignisse der Vakuumpolarisation nötigen) Umwandlung ineinander geht dann über Prozesse wie (virtuelle) Paarbildung und Annihilation vonstatten. Speziell im Zusammenhang mit den elektrischen bzw. magnetischen Feldern hängen dann die Wahrscheinlichkeitsamplituden für das Auftreten solcher Umwandlungsprozesse zwischen diesen beiden Arten der Quantenfeld- fluktuationen ganz offensichtlich von den Feldstärken der propagierenden Gleichfelder ab und somit auch vom Abstand zur Feldquelle.

Wie groß der Energieverlust der Felder im Laufe der Propagation ist (der eine Aussage über die Wahrscheinlichkeitsamplituden der Vakuumpolarisationsereignisse ermöglichen sollte), lässt sich durch eine einfache klassische Überlegung aufgrund (1.12) und (1.13) aufzeigen und wurde in (1.15) angegeben für das Beispiel einer mit elektrischem Feld erfüllte Kugel- schale, die bei der Propagation von x1 … x1   nach x2 … x2   den Energiebetrag

EESchale ESchale  Q2 2ctverliert. innen außen 8π0 x3

1

Speziell für die Energieabgabe des Feldes an den Raum gilt: Die Rate der Vakuumpolarisati- onsereignisse (also letztlich deren Wahrscheinlichkeitsamplituden) ist verantwortlich für die im Laufe seiner Ausbreitung vom Feld an den Raum abgegebene Energie.

Schließlich stellt sich noch die Frage, in welcher Weise eine Experimentieranordnung aufge- baut werden muss, die in der Lage sein soll, Vakuumenergie in mechanische Energie umzu- wandeln. Dass ein Rotor als Bestandteil eines Kondensators geeigneter Geometrie dazu in der Lage ist, werden wir in Abschnitt 4 sehen. Aber wir wollen bereits jetzt darüber nachdenken, in welcher Weise oder aufgrund welchen Mechanismus dieser Rotor dem Feld Energie entzieht.

Die Antwort muss natürlich auf die Feldenergie zurückgehen, da die energiewandelnde Bewegung des Rotors durch elektrostatische Kräfte (oder im Falle des magnetischen Rotors durch magnetostatische Kräfte) erklärt wird. Nach unserem Modell, greift der Rotor in den Energiekreislauf zwischen Quelle und Raum ein und entzieht diesem Energiefluß diejenige Energie, die ihn antreibt – und zwar im Detail wie folgt:

Diejenige Energie, die in Form von Feldstärken direkt im Feld gespeichert ist, verändert die Wellenlängen der Nullpunktsoszillationen (siehe oben). Hervorgerufen wird dies von der elektrisch geladenen Feldquelle, alleine schon aufgrund der Tatsache, dass sie ein Feld erzeugt. Wie bereits vom Casimir-Effekt her bekannt ist, blockieren leitende Metallplatten die Ausbreitung der Nullpunktsoszillationen. Übertragt man dieses Prinzip auf unser Experiment, so lässt sich folgern, dass auf der der Feldquelle zugewandten Seite die durch die Feldstärke veränderten Wellenlängen vorliegen, auf der der Feldquelle abgewandten Seite hingegen anderen Wellenlängen, die nicht durch die von der Feldquelle erzeugten Feldstärken beein- flusst werden, also die Wellenlängen des feldfreien Raumes, (sofern nicht von anderswoher Felder dorthin gelangen). Dadurch werden die Wellenlängen auf den beiden Seiten jedes

3.5. Vergleich des QED-Modells mit anderen Modellen 33

Rotorblattes unterschiedlich sein, was aus Gründen der Energieerhaltung nur möglich ist, wenn die Rotorblätter für den Ausgleich der Differenzenergie sorgen und die entsprechenden Kräfte ausgleichen. Dass die Rotorblätter tatsächlich Energie aufnehmen (und nicht welche aufbringen müssen) hat seine Ursache darin, dass sie aufgrund ihrer Leitfähigkeit dem Feld Energie entziehen, denn sie sorgen dafür, dass die der Feldquelle abgewandte Seite weniger Feldenergie (von der Quelle) enthält als die dem der Feldquelle zugewandte Seite.

Letztlich ist es also der Energiefluß der von der Feldquelle auf die Rotorblätter trifft, welcher für den Antrieb des Rotors verantwortlich ist: Die Feldquelle wandelt Vakuumenergie in Feldenergie um, und zwar in der Form, dass die Nullpunktsoszillationen ihre Wellenlängen verändern. Diese Veränderung passiert am Ort des Rotorblattes schlagartig. Der damit ver- bundene Energiestrom geht auf dem Weg von der Feldquelle zum Rotor teilweise an den Raum verloren, ruft aber mit dem am Rotor ankommenden Teil eine antreibende Kraft auf den Rotor hervor. Im übrigen müsste man, wenn man die Bewegung des Rotors aus Prinzipien der Quantenelektrodynamik ausrechnen wollte, auch über eine Rückwirkung der leitfähigen Platten (des Rotors) auf die Nullpunktsoszillationen im Raum zwischen den Rotorplatten und der Feldquelle nachdenken. Bequemer gelingt das mit der in der klassischen Elektrodynamik bekannten Methode der Spiegelladungen [Bec 73], nach der in Abschnitt 4 die Kraft auf die Rotorblätter im Feld einer Feldquelle tatsächlich berechnet werden wird.

Wir wollen nun unsere Angaben zur Energiedichte des Vakuums im Kontext anderer physika- lischer Aussagen interpretieren und diskutieren. (Das Wort „Vakuum“ wird hier als Synonym für das Wort „Raum“ benutzt.) Zu den bereits vorhandenen Ergebnissen des Modells zählen unter anderem auch quantitative Angaben zu demjenigen Anteil der Energiedichte des Rau- mes, der für die elektromagnetischen Nullpunktsoszillationen verantwortlich ist. Man ver- wechsele diese in Abschnitt 3 genannten Werte aber nicht mit der Energiedichte des Univer- sums, die in der Kosmologie angegeben wird, da sich die letztgenannte auf die gesamte Ener- giedichte des Universums bezieht und anhand der Gravitationswirkung der im Vakuum ent- haltenen Energie bestimmt wird. In der vorliegenden Arbeit wird nur ein Teil dieser Gesamt- energiedichte betrachtet, möglicherweise ist dies nur ein sehr geringer Anteil davon.

Bekanntlich ist die Frage nach der Energiedichte des Universums eines der größeren zur Zeit ungelösten Rätsel der Physik und überdies die größte derzeit bekannte Diskrepanz (von mehr als 120 Zehnerpotenzen) zwischen unstimmigen aber vergleichbaren Aussagen verschiedener Fachgebiete der Physik. So gibt es einerseits in der Kosmologie eine ganze Reihe von Arbei- ten (siehe z.B. [e1], [GIU 00], [TEG 02], [EFS 02], [TON 03], [RIE 98]), die sich mit der Materiedichte bzw. der Energiedichte grav des Universums befassen, und die aufgrund der Expansion des Universums im Mittel zu Werten gelangen in etwa im Bereich von

 (1.00.3)1026 kg   c2  9.00.271010 mgrav M m3 (1.48)

3.5. Vergleich des QED-Modells mit anderen Modellen

34 3. Theoretische Begründung der fließenden Energien

Diese im Zusammenhang mit der gravitativ bedingten Änderung der Expansionsgeschwin- digkeit des Universums beobachtete Energiedichte steht im Widerspruch zu einer Hypothese der Geometrodynamik [Whe 68]. Letztere ergibt sich aufgrund der Idee, die Nullpunktsos- zillationen hinsichtlich der Wellenlänge auf Werte oberhalb der Planck-Länge

L   4.05 1035 [Tip 03] zu begrenzen und somit bei der Berechnung der c3

Energiedichte des Vakuums das uneigentliche Integral über die Energien aller Nullpunkts- oszillationen durch ein eigentliches Integral (mit Integralgrenzen) zu ersetzen. Dabei handelt es sich dem Prinzip nach um eine besonders einfache Abschneidefunktionen ähnlich der Möglichkeit zur Umgehung der Divergenz der uneigentlichen Integrale bei den Gleichungen (1.40) und (1.41). (Der Faktor 2 vor dem Integral repräsentiert die beiden möglichen Polarisationszustände.):

GD  2π

 2π

2π

2π 2π 2π

L L L

EPd3kd3kP2dk V  2  E0    2 1   2 1 c k  2 π

3

23

22

2π k k 

0

Umrechnung in Kugel- koordinaten nach [KUH95]

12π4 2cπ2 113 2 2  4 3.3210 3

Diskrepanzen dar ?

Nun – der Wert aus (1.49) wird im allgemeinen sehr skeptisch betrachtet, da es dort kein wirkliches physikalisches Argument gibt, mit dem das Konvergenzproblem gelöst wurde. Im Prinzip basiert das Modell der vorliegenden Arbeit genauso auf (1.30), wie das Modell der Geometrodynamik. Allerdings enthält das Modell der vorliegenden Arbeit physikalische Argumente auf deren Basis das Konvergenzproblem gelöst wurde.

Da im Modell der vorliegenden Arbeit nur einen Teil der Energiedichte des Raumes betrachtet wird, der Wert aus (1.49) hingegen die gesamte Energiedichte des Raumes anzu- geben beansprucht, sollte unser Wert auf jeden Fall kleiner sein als der aus (1.49). Ein weiterer Zusammenhang zwischen den beiden Werten besteht nicht.

Einen anderen Umgang erfordert der Vergleich unseres Wertes mit demjenigen der Astro- physik aus (1.48). Wenn unser Wert größer ist als der dortige – müsste dann nicht (aufgrund der mit der Energie verbundenen Masse) die gravitative Anziehung innerhalb des Universums größer sein, als sie bei der Bestimmung von (1.48) aufgrund der Expansion des Universums gemessen wurde ?

So einfach lässt sich in Wirklichkeit ein Widerspruch zu unserem Wert nicht konstruieren. Einerseits steht nämlich noch die ungelöste Frage nach der beschleunigten Expansion des Universums im Raum [Cel 07]. Andererseits bezieht sich die Expansion des Universums auf eine Massenverteilung innerhalb einer Kugel mit dem Durchmesser des Universums (zurück- gehend auf die Hypothese, dass sich das Universums maximal mit Lichtgeschwindigkeit seit

4π4LP LWie stellt sich der Wert der vorliegenden Arbeit nun auf dem Hintergrund derartiger

(1.49)

3.5. Vergleich des QED-Modells mit anderen Modellen 35

dem Urknall ausdehnt [Per 98]), wohingegen sich die Energiedichte der Nullpunkts-

oszillationen auf den gesamten Raum 3 bezieht, also auch auf diejenigen Regionen, die außerhalb Kugel mit dem Durchmesser des Universums liegen. Für die Ausprägung der Gravitation hat dieser Unterschied durchaus entscheidende Bedeutung.

In diesem Sinne stehen die Ergebnisse des hier entwickelten Modells nicht im Widerspruch mit einem der bisherigen Modelle (unabhängig von offenen Fragen), sondern man sollte die Aussagen der vorliegenden Arbeit eher so deuten:

Offensichtlich besteht bei der Berechnung der Energiedichte der Nullpunktsoszillationen des Raumes ein Konvergenzproblem mit einem uneigentlichen Integral. Will man diese Energie- dichte berechnen, so stößt man auf ein divergentes uneigentliches Integral, also auf eine unendliche Energiedichte. In der klassischen Theorie wird das Problem umgangen, indem man mit Hilfe einer „Eichung“ einfach den unendlichen Grenzwert ignoriert [Lin 97]. Da dieser Weg bekanntermaßen unbefriedigend ist, wurde in der Geometrodynamik versucht, diesem uneigentlichen Integral künstlich Grenzen hinzuzufügen und so ein eigentliches Integral zu erzeugen. Dass damit der Divergenzprobleme verschwinden ist klar, aber der Wert der sich dann für die Energiedichte der Nullpunktsoszillationen ergibt, erscheint derart merkwürdig, dass er zurecht bis heute mit großer Skepsis betrachtet wird. Eine Lösung des Konvergenzproblems ohne die Zusatzannahme willkürlicher Integrationsgrenzen liefert die vorliegende Arbeit und gelangt zu Werten für denjenigen Anteil der Energiedichte des Raumes, der den elektromagnetischen Nullpunktsoszillationen zukommt, die durchaus im Bereich des Möglichen und Sinnvollen erscheinen.

36 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

An dieser Stelle ist das Prinzip für einen möglichen Aufbau zu überlegen, der es erlaubt, aus dem in den Abschnitten 2 und 3 beschriebenen Energiefluß zwischen elektrostatischer Feld- energie und Vakuumenergie, einen Teil ebendieser Energie zu entziehen und in eine klassische Energieform zu wandeln, die direkt erfahrbar ist. Könnte man zum Beispiel einen Rotor ausdenken, der aus dem genannten Energiefluß angetrieben würde, so wäre die dabei erzeugte klassische mechanische Rotationsenergie direkt erfahrbar. Eine mögliche Kon- stellation dazu ist in Abb.6 ersichtlich. Sie erreicht zwar noch nicht vollständig den Stand der praktischen Realisierbarkeit im Experiment, aber sie ist dafür umso anschaulicher und über- sichtlicher für das grundlegende Verständnis. So kann zum Beispiel eine Punktladung als Feldquelle nicht praktisch realisiert werden (vielmehr muss die Ladung auf einer geometrisch ausgedehnten Form angebracht werden), aber die elementaren Überlegungen zum Verständnis werden damit besonders anschaulich.

Wir wollen daher diesen Rotor in Abschnitt 4.1 detaillierter betrachten, einschließlich einer Berechnung der zugehörigen Kräfte und Drehmomente, die er in einem elektrostatischen Feld erfährt. In Abschnitt 4.2. wird dann, basierend auf den Überlegungen aus Abschnitt 4.1, eine konkrete Umsetzung in ein tatsächlich durchgeführtes Experiment folgen.

Abb. 6:

Rotor aus drei Rotorblättern, von denen jedes in einem Winkel von 45° gegenüber der xy-Ebene geneigt ist. Die Rotations- achse ist in Richtung der z-Achse angeord- net und steht auf einem Lager „L“. Ebenso auf der z-Achse, aber oberhalb des Rotors befindet sich eine Ladung q, die ein elektrostatisches Feld erzeugt, welches Coulombkräfte auf die Rotorblätter ausübt, die den Rotor fortgesetzt antreiben, sofern der praktische Aufbau dafür Rechnung trägt, dass die Reibung nicht größer ist, als die antreibende Kraft.

Um die Kräfte des von der Ladung erzeugten elektrostatischen Feldes auf die Rotorblätter

zu bestimmen, genügt aus Symmetriegründen die Betrachtung eines einzigen Rotorblattes, stellvertretend für alle drei Rotorblätter. Die Orientierung des zxy-Koordinatensystems sei so

4.1. Konzept eines elektrostatischen Rotors

4.1. Konzept eines elektrostatischen Rotors 37

festgelegt, dass die x-Achse genau in Richtung der Mittellinie desjenigen Rotorblattes zeigt, für das wir die antreibende Coulombkraft berechnen wollen. Dieses Rotorblatt sei für die weiteren Überlegungen als Blatt Nr.1 bezeichnet.

Der Antrieb des Rotors aus der Vakuumenergie, der die Rotation bedingt, besteht nun darin, die von der Ladung abgestrahlte Feldenergie in mechanische Energie umzuwandeln, was letztlich darauf zurückgeführt werden kann, dass der von der Ladung emittierte elektrische Fluß2 (wie er in Lehrbüchern mitunter durch Feldlinien veranschaulicht wird) mittels metallischer Flächen umgelenkt wird, wodurch mechanischen Kräfte entstehen, die das Feld auf die Flächen ausübt, und die den Rotor antreiben. Die antreibenden Coulombkräfte können am bequemsten mit der Methode der Spiegelladungen bestimmt werden [Bec 73], [Jac 81]. Daher ist in Abb.6 die zur Ladung gehörende Spiegelladung q‚ in Bezug auf das in Richtung der x-Achse angeordnete Rotorblatt Nr.1 dargestellt. Die Wechselwirkungskraft zwischen der Ladung und der Fläche des Rotorblattes ist dann aufgrund der Methode der Spiegelladungen die selbe wie die Wechselwirkungskraft zwischen der Ladung und der Spiegelladung ‚ . Zur Berechnung der Kraft auf das Rotorblatt genügt also im Prinzip ein Einsetzen der Ladungen und ‚ in das Coulombgesetz.

Zu diesem Zweck beginnen wir die Berechnungen mit einer Betrachtung der geometrischen Anordnung der Apparatur und der Bestimmung der Position der Spiegelladung q‚. Das Rotorblatt Nr.1 sei wie alle Rotorblätter (der Einfachheit der Berechnungen halber) im Winkel von 45° zur xy-Ebene angestellt. Damit definiert das Blatt Nr.1 eine Ebene

:  x mit der Funktionsgleichung   . Die Ortsvektoren zu den Punkten dieser Ebene lauten demnach

(1.50)

x 

  mit zwei freien Parametern x,y. y

Aus Symmetriegründen ändert sich an den prinzipiellen Überlegungen zur Entstehung und zur Berechnung der Kräfte nichts, wenn sich die Rotorblätter im Laufe der Zeit drehen. Ebenso aus Symmetriegründen und ohne Beschränkung der Allgemeingültigkeit lassen sich die Überlegungen anhand des Rotorblatts Nr.1 durchführen, und später in Analogie auf alle anderen Rotorblätter übertragen.

Als Vorarbeit zur Berechnung der Kraft auf das Rotorblatt Nr.1 wird nun die Position der Spiegelladung bezüglich der durch das Blatt Nr.1 definierten Fläche bestimmt. Die Ladung ist auf der z-Achse bei der z-Koordinate z0 positioniert. Die Position der

zugehörigen Spiegelladung q‚ finden wir dann entsprechend Abb.7 beim Blick aus der x- Richtung auf die yz-Ebene. In dieser Ansicht erkennen wir das Blatt Nr.1 als dessen Schnitt

2  Der elektrische Fluß kann in Analogie zum magnetischen Fluß   dA  0   dA



durch eine geschlossene Fläche definiert werden als  0   dA .



38 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

mit der yz-Ebene, als Gerade   , was der oben angegebenen Parametrisierung der Funktionsgleichung der durch das Blatt definierten Fläche entspricht. Spiegeln der Ladung an dieser Geraden führt zur Position der Spiegelladung q‚ auf der y-Achse bei der y- Koordinate   z0 . Die x-Koordinaten von und ‚ bleiben beim Spiegeln Null. Damit ergeben sich die Ortsvektoren der beiden Ladungen zu

und

0  r  0 

z 0

0  rq‚ z0 0 

für die Position der Ladung q

fürdiePositionderSpiegelladung q‚.

Abb. 7:

(1.51)

(1.52)

Skizze zur Auffindung der Position der Spiegelladung. Sowohl die Ladung als auch die Spiegelladung q‚ tragen die x- Koordinate  0 . Deshalb genügt der zwei- dimensionale Schnitt der yz-Ebene zur Konstruktion der Lage der Spiegelladung. Dabei wird die Position der Ladung am Schnitt des Rotorblattes Nr.1 gespiegelt.

Kennen wir nun die Positionen der Feldquelle und ihrer Spiegelladung ‚ , und bedenken wir überdies, dass für die Spiegelladung ‚  gilt, so lässt sich die Coulombkraft zwischen diesen beiden Ladungen schreiben als

(1.53)

(1.54)

 1 qq  F4π  2 e0r



mit  Vektor von q‘ nach q und e Einheitsvektor in -Richtung, 0

2 worin  2 2z2 und  1  mit 1.

00r2

0 0 1-q2 q2 

für die Kraft zwischen Ladung und Spiegelladung.

 F  2 12 21 4π0 2z0   128π0z0 1 1 

1 2

2

4.1. Konzept eines elektrostatischen Rotors 39

Das Entscheidende ist: Sowohl die Ladung als auch das Rotorblatt erfährt jeweils eine Kraftkomponente in y-Richtung (mit positiver bzw. negativer Orientierung, wegen actio =

reactio), und diese führt zu einer Rotation des Rotorblattes um die z-Achse, da sie eine tangentiale Komponente bzgl. der Bewegung des Rotorblattes um die z-Achse enthält. Zur Veranschaulichung betrachte man nochmals Abb.6. Diese Kraft ist anziehend, da die Spiegelladung umgekehrtes Vorzeichen trägt wie die Ladung. Daraus ergibt sich die in Abb.6 mit einem gebogenen Pfeil eingezeichnete Drehrichtung des Rotorblattes, und zwar unab- hängig vom Vorzeichen der Ladung . Dass nebenbei auch noch eine Kraftkomponente in z- Richtung existiert beeinflusst nicht die Bewegung des Rotorblattes, denn diese Kraft wird von der Achse und der Lagerung „L“ aufgenommen. Allerdings werden später (in Abschnitt 5) im tatsächlichen Experiment praktische Probleme mit dieser z-Komponente der Kraft beschrieben, die je nach Wahl der Bauart des Lagers „L“ stören können oder nicht.

Um ein Gefühl für die Größe der Kräfte in einem tatsächlichen Aufbau zu entwickeln, sei eine Beispielrechnung mit denkbar möglichen Abmessungen demonstriert, wie sie mit den Winkeln und Durchmessern in Abb.8 zu sehen ist. Gezeigt wird dort eine Draufsicht aus der Richtung der positiven z-Achse, also eine Projektion eines möglichen Beispielrotors auf die xy-Ebene. Um nun eine realistische Berechnung durchführen zu können, muss nun endlich auch die Punktladung durch eine Kugel mit einer echten Ausdehnung ersetzt werden.

Abb. 8:

Rotor mit drei Blättern und einem Durchmesser von 20cm , der sich um die z-

Achse dreht. Gezeigt wird die Projektion des Rotors aus Richtung der z-Achse auf die xy- Ebene mit der Angabe der Winkel der von den Rotorblättern überdeckten Fläche. Die Ladung befinde sich auf der z-Achse bei

z0  5 cm , sodaß die Spiegelladung ‚ auf der y-Achse bei   z0  5 cm anzusetzen ist.

Folglich wählen wir zum Anbringen der Ladung eine kleine elektrisch leitfähige Kugel mit

einem Durchmesser von 21.0 cm , deren Mittelpunkt bei z0  5cm montiert sei. Die

Kapazität eines solchen Kugelkondensators (gegen unendlich) beträgt  4π0  . Laden

wir diese Kugel auf eine Spannung von 10kV auf (ohne elektrische Überschläge zu

provozieren), so trägt sie eine Ladung von   4π    5.56109. Der 0

0.5cm 10kV Spiegelladung muss dann ein Wert von ‚  5.56 109 zugemessen werden.

40 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

Setzen wir diese Werte in (1.54) für die Kraft zwischen der Ladung und der Spiegelladung ein, so ergibt sich

 2 0 0  F 13.93105N1 (1.55)

128π z2     0 0 1 1

 

Während die z-Komponente der antreibenden Kraft nur in Richtung der Rotationsachse zeigt, und somit keinen sichtbaren Effekt erzielt, führt die y- Komponente dieser Kraft (aufgrund ihrer tangentialen Wirkung auf das Rotorblatt) direkt zu einer Rotation des Rotors um die z- Achse (sofern die Kraft ausreicht, um die Reibung zu überwinden). Damit ist das Funktionsprinzip des Motors geklärt.

Bei der zu (1.55) berechneten Kraft handelt es sich lediglich um eine grobe Näherung, die wir nun verfeinern wollen. Was dabei mit der Methode der Spiegelladung berechnet wurde, ist nämlich die Kraft F einer Punktladung , die diese auf eine unendlich ausgedehnte leitendeFlächeausübt,diediegesamteEbene z:zx,yerfüllt.DasRotorblattunseres

Aufbaus beschreibt tatsächlich aber nur einen kleinen Teil dieser Ebene. Zur Bestimmung der tatsächlichen Kraft auf dieses endlich ausgedehnte Rotorblatt wollen wir uns nochmals dem beispielhaften Versuchsaufbau zuwenden, von dem Abb.8 eine Projektion zeigt. Für diesen Aufbau wollen wir nämlich den Anteil des elektrischen Flusses in die Fläche des Rotorblattes inRelationzumgesamtenelektrischenFlußdurchdiegesamteEbene z:zx,ybestim-

men, um daraus schließlich die Kraft auf das echte Rotorblatt mit endlicher Ausdehnung berechnen zu können.

Als Vorarbeit dazu stellen wir das Potential der Ladung und der Spiegelladung auf, welches dannfürdenRaumzwischenderEbene z:zx,yundderLadung gilt:

Das Coulombpotential der Punktladung ist  1  , 4π0 d

das Coulombpotential der Spiegelladung ‚ ist ‚  1  ‚ , 4π0 d

2222 mit d rrq  x2y2zz0 und d‚ rrq‚  x2yz0 z2 als

Abstände der Ladung bzw. der Spiegelladung zu dem Aufpunkt, in dem das Potential angegeben werden soll. Damit, und wegen ‚  , wird das gesamte Potential im Raum

(1.56)

(1.57)

Auf dieser Basis lässt sich der Anteil des elektrischen Flusses durch die Fläche des Rotorblattes in Relation zum gesamten elektrischen Fluß durch die Ebene z:zx,yy

zwischenderLadungundderEbene z:zx,yzu: VgesVV‚ 1   1  .

4π0 x2  y2   z0 2 4π0 x2   z0 2  z2 

Die elektrostatische Feldstärke ist wie gewohnt   Vges .

4.2. Erste Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie 41

setzen, wobei das letztgenannte natürlich ein konvergentes uneigentliches Integral darstellt. Aus rechentechnischen Gründen wurde in der vorliegenden Arbeit mit einer numerischen Näherung vorgegangen. Der Anteil des elektrischen Flusses durch das Rotorblatt am GesamtflußdurchdieEbene z:zx,yliegtbeica. 40.5%,wobeidiehiererreichte Genauigkeit für die Planung eines Experiments hinreichend ist.

Daraus folgern wir für die y-Komponente der Kraft aufjedeseinzelneRotorblatt F3.93105N4%1.6106(1.58)

und somit für die Kraft auf drei Rotorblätter 3  F 4.7 106 . (1.59)

Wollen wir das Drehmoment wissen, das die Ladung auf die drei Rotorblätter ausübt, dann müssen wir berücksichtigen, dass die Kraft 3  Fnicht an einem Punkt angreift, sondern über

unterschiedliche Radien der Rotation an den Rotorblättern angreift. Das ist ein einfaches mechanisches Problem, dessen Lösungsweg hier keiner detaillierten Erläuterung bedarf. Das Drehmoment auf die drei Rotorblätter ergibt sich mit etwa

 8 Mges 910 Nm , (1.60)

die aufgrund der numerischen Näherung für (1.58) und (1.59) wieder nur „ungefähr“ angege- ben wird. Anhand dieses Rechenbeispiels erkennt man unschwer, dass die reibungsarme Lagerung des Rotors eine wichtige Aufgabe bei der praktischen Realisierung des Experiments sein wird.

Damit ist das Prinzip eines elektrostatisch betriebenen Rotors ersonnen, der Vakuumenergie (aus dem elektrischen Fluß elektrostatischer Felder) in klassische mechanische Energie einer Rotationsbewegung wandeln kann. Dabei beachte man, dass für die Entwicklung der Grundlage des Funktionsprinzips nur zwei elementare Voraussetzungen benötigt wurden, nämlich die Gültigkeit des Coulomb-Gesetzes und die Tauglichkeit der Methode der Spiegel- ladungen. Ist die Ladung einmal über dem Rotor angebracht, so sollte der Rotor solange beschleunigt werden, bis Reibungskräfte und mechanische Nutzkräfte den antreibenden Kräften die Waage halten. Sobald dieser Zustand erreicht ist, erwarten wir einen Betrieb mit konstanter Drehzahl.

In Anbetracht des geringen zu erwartenden Drehmoments für den Antrieb des Rotors muss vor Beginn einer praktischen Durchführung des Experiments eine Optimierung der Geome- trie der Anordnung stehen die zwei Ziele verfolgt, nämlich erstens eine Maximierung des antreibenden Drehmoments und zweitens eine Minimierung der bremsenden Reibung. Nur so kann erreicht werden, dass die mechanische Reibung der Rotorlagerung überwunden wird und eine Bewegung tatsächlich zustande kommen kann.

Am Beispiel einer einfachen Überschlagsrechnung lässt sich rasch feststellen, dass der Rotor mit einem Durchmesser von 20cm nach (1.60) und einem Drehmoment von weniger als

4.2. Erste Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie

42 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

107Nm nicht in der Lage wäre, die Reibung eines handelsüblichen Kugellagers zu überwinden. Die beiden genannten Optimierungen werden nachfolgend besprochen.

Erster Teil: Maximierung des antreibenden Drehmoments

Da die Verteilung der felderzeugenden Ladung im Raum, also die Form und die Position der Feldquelle, bisher noch keinerlei Optimierung unterzogen worden war, ist an dieser Stelle ein gutes Optimierungspotential vorhanden. Um die Drehmomente, die solche Feldquellen verschiedener Formen, Positionen und Abmessungen auf elektrostatische Rotoren ausüben, berechnen zu können, wurden zwei grundsätzlich verschiedene Arten von Finite-Elemente- Berechnungen durchgeführt, und zwar einerseits ein selbst entwickelter Algorithmus [Pas 99], und andererseits ein vorhandenes Finite-Elemente-Programm ANSYS [Ans 08]. Der selbst entwickelte Algorithmus basiert auf finiten Ladungselementen zwischen denen paar- weise die Coulombkräfte berechnet wurden. Das kommerzielle FEM-Programm ANSYS basiert auf potentialtheoretischen Methoden. Die Tests mit zwei völlig unterschiedlichen Algorithmen hatten den Zweck, die Ergebnisse wechselseitig kontrollieren zu können.

Der selbst entwickelte Algorithmus basiert auf der Anwendung der Spiegelladungsmethode und des Coulombgesetzes nach Abschnitt 4.1. Dabei wurde die Feldquelle in finite Ladungs- elemente untergliedert und das Rotorblatt in finite Spiegelflächenelemente, sodaß die finiten Teilkräfte zwischen allen Ladungselementen und allen Spiegelflächenelementen einzeln be- stimmt und anschließend aufsummiert wurden, ebenso wie die zugehörigen finiten Teildreh- momente, die die Teilkräfte unter Berücksichtigung der wirkenden Rotationsradien auf den Rotor ausüben. Dadurch läßt das Gesamtdrehmoment berechnen, mit dem der Rotor ange- trieben wird. Zur Kontrolle wurden außerdem die Potentiale und die elektrischen Feldstärken nach (1.57) berechnet, damit gewährleistet werden konnte, dass bei einer gegebenen An- ordnung keine Feldstärken auftreten, die im praktischen Experiment zu elektrischen Durch- schlägen führen würden.

Beim Finite-Elemente-Programm ANSYS werden nicht Rotor und Feldquelle modelliert, sondern der vom Feld erfüllte Raum. An den entsprechenden Positionen, also dort wo sich die Feldquelle und der Rotor befindet, wird als Randbedingung ein Oberflächenpotential oder eine elektrische Ladung vorgegeben, die sich somit an der Oberfläche des felderfüllten Raumes befindet. Mit potentialtheoretischen Methoden berechnet nun ANSYS die Potential- und Feldverhältnisse im gesamten modellierten Raum und erlaubt dann eine Angabe der Kräfte und der Drehmomente auf diejenige Oberfläche des felderfüllten Raumes, die das Rotorblatt definiert.

Aus Gründen der beschränkten Verfügbarkeit des kommerziellen Programms ANSYS [Ihl 08] wurde die eigentliche Optimierung der Geometrie der Anordnung von Feldquelle und Rotor mit dem selbst entwickelten Algorithmus vorgenommen und die Ergebnisse anschließ- end nur mit ANSYS kontrolliert. Beide Methoden sind numerische Näherungen. Sie konver- gieren mit wachsender Anzahl der finiten Elemente gegen den selben Grenzwert. Daher konnten die ANSYS-Resultate als gute Bestätigung der Ergebnisse des selbst entwickelten Algorithmus dienen.

Es stellte sich heraus, dass eine flächige Feldquelle, deren Durchmesser zumindest etwas größer war als der Durchmesser des Rotors, zu deutlich größeren Drehmomenten führt als die

4.2. Erste Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie 43

kugeligen Feldquelle aus Abschnitt 4.1. So ergibt eine Anordnung nach Abb.9 ein Drehmoment von etwa M=1.2 10-5Nm bei einer elektrischen Spannung von  7 kV zwischen Feldquelle und Rotor. Ein weiteres Vergrößern der Feldquelle wesentlich über den Rotorradius hinaus bewirkt keine bedeutsame Erhöhung des Drehmoments mehr.

Es wird ein Drehmoment von M=1.2 10-5Nm berechnet.

Abb. 9:

Prinzipaufbau eines elektro- statischen Rotors zur Wand- lung von Vakuum-Energie in mechanische Energie. Die rot gezeichnete Scheibe ist eine elektrisch geladene Feldquelle, der blau gezeich- nete Rotor hingegen ist ge- erdet. Die notierten Abmes- sungen entsprechen dem Aufbau im ersten tatsächlich durchgeführten Experiment.

Weiterhin stellte sich heraus, dass eine Öffnung in der Mitte der Feldquelle, wie in Abb.10 zu sehen, keine massiven Einbußen des Drehmoments zu Folge hat, sodaß es kein Problem wäre, zum Zwecke der Lagerung eine Achse durch die Feldquelle hindurch zu führen. Das ist auch plausibel, wenn man bedenkt, dass der dominante Anteil des Drehmoments durch die Kräfte im Bereich der großen Drehradien zustande kommt.

Abb. 10:

Diese Anordnung zeigt in etwa das selbe Drehmoment wie die An- ordnung nach Abb.9.

Im übrigen erlaubt eine systematische Variation der Eingabe-Parameter der Berechnung das Erkennen zweier Proportionalitäten, nämlich

▪ Drehmoment  2 , und damit Antriebsleistung  2 (mit  elektrische Spannung)

▪ Drehmoment  R2 , und damit Antriebsleistung  R2 (mit  Rotordurchmesser) , sofern die Abstände zwischen dem Rotor und der Feldquelle derart angepasst werden, dass die Maxima der Feldstärke bei Veränderung der Spannung und des Rotordurchmessers

44 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

konstante Grenzwerte einhalten. Diese Grenze hält einen gewissen Abstand von der Durch- schlagsfeldstärke (des Vakuums oder der umgebenden Luft) und dient dazu, elektrische Überschläge zu vermeiden. Das Erkennen dieser Proportionalitäten hilft dabei, die Optimierung der Geometrie zum Erreichen bestimmter Drehmoment-Werte zu beschleunigen.

Zweiter Teil: Minimierung der Lagerreibung Zunächst wurde eine mechanische Lagerung angedacht. Sie kam zwar aufgrund der hohen Reibung bei den bisherigen Experimenten nicht hauptsächlich zum Tragen, sie soll aber dennoch hier diskutiert werden, da sie bei einer späteren technischen Umsetzung der Wandlung von Vakuumenergie von Bedeutung sein dürfte. Allerdings ergeben sich beim Einsatz mechanischer Lagerungen nocht einige weitere Probleme, die damit im Zusam- menhang stehen, dass die Rotationsachse raumfest fixiert ist. Sie werden in Abschnitt 5 noch detailliert untersucht und diskutiert werden.

Bei einem mechanischen Lager sind die Reibungskräfte Fproportional zur Normalenkraft F, mit der der zu lagernde Rotor auf dem Lager aufliegt [Stö 07]. Der Proportionalitätsfak- tor ist der Reibungskoeffizient  , wobei zum Anlaufen einer Drehbewegung der Haftrei- bungskoeffizient einzusetzen ist und zur Energiewandlung mit Hilfe eines bereits laufen-

den Rotors der Gleitreibungskoeffizient . Damit ist die Reibungskraft FRF. (1.61)

Die Normalenkraft, mit der der Rotor auf dem Lager aufliegt, ergibt sich elementar aus der Schwerkraft mit  Rotormasse und  Erdbeschleunigung zu

Fm. (1.62)

Das bremsende Drehmoment, welches das Lager der Drehbewegung entgegensetzt, lautet dann mit  Radius des Einwirkens der Reibungskräfte

MrF(1.63) Einsetzen von (1.61) und (1.62) in (1.63) liefert den Ausdruck

MrFrFrm(1.64)

Damit sei nun die Tauglichkeit verschiedener Lagerungsarten für das Experiment des elektrostatischen Rotors zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische Rotationsenergie analysiert. Das Ziel ist eine Minimierung der Reibung. Nur wenn es möglich ist, die Haftreibung geringer als den in Abb.9 gegebenen Wert zu machen, kann das Experiment sinnvoll durchgeführt werden.

Um einen sinnvollen Vergleich anstellen zu können, sei von vergleichbaren Bedingungen ausgegangen, nämlich von m8.7Gramm8.7103kg (was bei einem Rotor der Abmessungen von Abb.9 eine extreme Leichtbauweise voraussetzt, aber den tatsächlichen Wert im Experiment angibt) und 10ms2 (was für die vorliegende Abschätzung durchaus hinreichend ist). Die Größen und  sind charakteristisch für die jeweilige Lagerung und sind daher im nachfolgenden Vergleich der Lagerungsarten zur Variation freigegeben.

4.2. Erste Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie 45

(a.) Kugellager: Ein sinnvoller Wert für die Größenordnung der Rollreibung von Stahlkugeln in einem Kugellager kann z.B.  0.002 sein [Dub 90]. Bei einem Kugellager mit

 2  s

(1.67)

einem Radius von  1cm ergibt sich somit nach (1.64): 102m2103 8.7103kg 10 1.7106 Nm .

 r

 2

(1.65)

   s

lim m g v0

mg

(b.) Spitzenlager Hier sitzt der Rotor direkt auf einer Spitze auf, sodaß der Reibungskoeffizient nicht für die Rollreibung einer Kugel sondern für die Haftreibung zweier Stahlkörper eingesetzt werden muss. Dafür ist  0.3 ein sinnvoller Wert [Dub 90]. Allerdings

ist bei einem Spitzenlager der Radius der Krafteinleitung außerordentlich gering. Mikroskopische Betrachtung durchschnittlicher verfügbarer Spitzen ergaben Radien im Bereich 10. Bei dünneren Spitzen bestehen Bedenken, ob sie das Gewicht

des Rotors aushalten. Damit lautet die Abschätzung des bremsenden Drehmoments für Spitzenlagerung

2

105m0.38.7103kg 10  2.6107 Nm

mg

(1.66) Bei kleineren Rotoren kann das bremsende Drehmoment noch geringer werden.

(c.) Fluidlagerung Fluide (Flüssigkeiten und Gasen) sind als gute Schmiermittel bekannt, sie werden oftmals zur Verringerung der Reibung eingesetzt. Zwar sind für diesen Zweck Gase besonders günstig, wie man von Luftlagerungen weiß (Scheiben und Wägen auf Luftschienen und Lufttischen erstaunen oftmals aufgrund ihrer extrem geringen Reibung), aber sie sind im vorliegenden Fall ungeeignet, weil sie mit einem Gasstrom verbunden sind, der zweifelsohne einen reibungsarm gelagerten Rotor in Drehung versetzen könnte. Um derartige Quellen für Artefakte von vorneherein zu vermeiden, wird der Einsatz einer Luftlagerung prinzipiell ausgeschlossen. Flüssigkeiten als Schmiermittel können ebenfalls sehr reibungsarmes Gleiten ermöglichen, wie man beim der langsamen Bewegung von Schiffen im Wasser beobachten kann. Und tatsächlich geht die Reibungskraft für niedrige Geschwindigkeiten der Relativbewegung asymptotisch gegen Null (siehe Abb.11, nach [Hei 97]). Damit ergibt sich folgende Situation:

20cm08.7103kg10wirdsehrkleinfürlangsameBewegungen

46

4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

Abb. 11:

Abhängigkeit der Reibungskoeffizienten  von der Relativgeschwindigkeit der Bewegung für ver- schiedene Lagerungsarten. – blau und violetthydrodynamische Lagerung

– rot und violetthydrostatische Lagerung – grünWälzlager – gelbaerostatische Lagerung Für die hydrostatische und die aerostatische Lagerung gehen die Reibungskoeffizienten bei langsamen Relativgeschwindigkeiten asymptotisch gegen Null.

Damit gelangt der Vergleich reibungsarmen Lagerungsarten zu folgendem Resumée: Zwar sollten nach (1.65), (1.66) und (1.67) im Prinzip alle drei Lagerungsarten geeignet sein, von einem Drehmoment von M=1.210-5Nm (nach Abb.9) angetrieben zu werden, aber man muss sich auch im Klaren sein, dass angegebenen Werte Idealbedingungen darstellen. Deshalb wurde sicherheitshalber auf das Kugellager, das die größten Reibungskräfte bietet, verzichtet. Die anderen beiden Lagerungsarten wurden tatsächlich realisiert.

Der erste Ansatz wurde mit der hydrostatischen Lagerung durchgeführt, die zwar einer schnellen Bewegung des Rotors im Wege steht, aber eine langsame Rotation sehr sicher ermöglicht, falls denn das Prinzip des elektrostatischen Rotors überhaupt funktioniert. Dies genügt für einen physikalischen Nachweis der Wandlung von Raumenergie (Abschnitt 4). Nachdem dieser Nachweis mit der hydrostatischen Lagerung erfolgreich gelungen ist, kann man dazu übergehen, auch mit anderen Lagerungsarten zu experimentieren, z.B. mit einer Spitzenlagerung, denn die hydrostatischen Lagerung ist nicht die erste Wahl für spätere technische Anwendungen. Allerdings ist der Bau eines spitzengelagerten Rotors zur technischen Reife noch in der Entwicklung und benötigt noch einige Optimierungen (Abschnitt 5).

Die erste Realisierung der hydrostatischen Lagerung mit einem schwimmenden Rotor fand in einem Wasserbecken statt (später folgt eine weitere andere Realisierung), wobei die drei unteren Flügelspitzen auf Styropor-Schwimmkörper gesetzt wurden, wie in Abb.12 zu sehen. Es stellte sich heraus, dass diese Art der Lagerung außer der geringen Reibung noch einige weitere praktische Vorteile hatte, die zum Gelingen des Experiments hilfreich waren. Zum Einen wird der schwimmend auf einer Wasseroberfläche gelagerte Rotor immer exakt in der waagerechten Ausrichtung gehalten, sodaß eine waagerechte Justage der Feldquelle relativ zur Wasseroberfläche (die eine präzise Horizontale festlegt) automatisch für gute eine Einhaltung der Feldgeometrie des elektrostatischen Feldes sorgt. Erinnert man sich an die großen Coulombkräfte senkrecht zur Rotationsebene, so ist diese Vorteil nicht zu unterschäten. Zum Anderen erlaubt die schwimmende Lagerung ein seitliches Versetzen des Rotors, das aufgrund der anziehenden Eigenschaft der Coulombkräfte zwischen Rotor und Feldquelle den Rotor möglichst dicht an Feldquelle heranzieht. Dadurch entsteht ein Mechanismus der Selbstjustage des Rotors im Potentialminimum des elektrostatischen Potentials der Feldquelle. Diese Selbstjustage ist deshalb so außerordentlich wichtig, weil ein

4.2. Erste Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie 47

relativ zur Feldquelle schlecht justierter Rotor sich nur so lange dreht, bis seine Rotorblätter innerhalb der Drehbewegung zu einem Potentialminimum im elektrischen Feld gelangen, was logischerweise nach weniger als einer ganzen Umdrehung irgendwann erreicht sein muß. In diesem Zustand bleibt ein schlecht justierter Rotor stehen. Nur ein optimal justierter Rotor kann die endlose Drehbewegung zur Wandlung von Vakuumenergie ausführen. Und eben diese optimale Justage vollführt der schwimmende Rotor selbstständig.

Abb. 12:

Photo des elektrostatischen Rotors unter der Feldquelle im durchgeführten Experiment. Es handelt sich um einen einfach handgemachten Aufbau, der rasch zu fertigen ist, der aber ausreicht, um das Experiment erfolgreich durch- zuführen.

Übrigens benötigt man zum Ingangsetzen des Selbstjustagemechanismus weniger Spannung als zum Antrieb der Drehbewegung des Rotors, sodaß sich durch langsames Anfahren der Spannung der Rotor erst justieren lässt und dann eine weitere Erhöhung der Spannung die Drehbewegung starten lässt. In der Praxis bereitet es aber keine Probleme, die Spannung so- fort soweit zu erhöhen, dass die Selbstjustage und die Drehbewegung gleichzeitig einsetzen.

Die praktische Durchführung des Experiments beginnt nun folgendermaßen: Um eine extreme Leichtbauweise zu erreichen, wurden die Rotorblätter aus Aluminiumfolie mit einer Materialstärke von ca. 10gefertigt, die mit gewichtsarmem Cyanoacrylat-Kleb-

stoff auf Rahmen aus Balsaholz aufgespannt sind. Die Rotorblätter wurden mit einem Zwei- komponenten-Flüssigkunststoff (Stabilit Express) aneinander fixiert, in den zusätzlich mittig am Ort der Rotationsachse eine dünne Eisenstange eingelassen worden war. Die Rotorblätter wurden dann mit feinem Kupferdraht (Dicke ca. 60) miteinander und mit der Eisenstange

verbunden, die nach unten ins Wasser ragte. Auf diese Weise konnten die Rotorblätter über das Wasser geerdet werden, auf dem sie schwimmen.

In dieser Konfiguration wurde zuerst der Rotor auf das Wasser gesetzt und danach die Feldquelle angebracht und waagerecht justiert. Danach folgte das elektrostatische Aufladen der Feldquelle, d.h. sie wurde auf Potential gelegt. Dabei ist unbedingt darauf zu achten, dass alle elektrischen Kabel unter Spannung weit vom Rotor entfernt sind (mehrere Meter), da sie andernfalls Inhomogenitäten des elektrischen Feldes am Ort des Rotors erzeugen würden, die eine kontinuierliche Rotation vereiteln würden. Beim Einschalten der Spannung begann zuerst die Selbstjustage des Rotors und dann die Drehbewegung. Abb.13 zeigt eine Beispiel- messung der Rotation, wobei unter optischer Kontrolle die Zeitpunkte aufgeschrieben worden waren, zu denen der Rotor Schritte von Vielfachen von 60° durchlaufen hatte.

48 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

Anzumerken sei, dass eine gewisse statistische Streuung der Werte daraus resultiert, dass während des Drehens kleine seitliche Bewegungen des Propellers auftraten im Zusammen- hang mit dem oben erwähnten Selbst-Justage-Mechanismus. Es versteht sich von selbst, dass Gaskonvektion (und ein damit verbundener Luftzug) sorgfältig vermieden wurde.

Abb. 13:

Beispiel für eine Messung der Drehung des Rotors aus Abb.12 unter den oben be- schriebenen Bedingungen. Der Drehwinkel wird in Grad angegeben, sodaß jeder vollen Umdrehung 360° entsprechen.

Desweiteren sei erwähnt, dass die elektrische Spannung zwischen der Feldquelle und dem Rotor im Verlauf der Beispielmessungen zu Abb.13 etwas abgesunken ist. Zu Beginn war eine Spannung von  7 kV angelegt worden. Nach etwa 6-8 Umdrehungen und Ablauf halben Stunde war mit der Datenaufzeichnung begonnen worden, wobei inzwischen die Spannung auf  6 kV abgesunken war. Während der nachfolgenden Stunde der Daten- aufnahme war die Spannung weiter gesunken bis auf  4.5kV . Dadurch erklärt sich die Tatsache, dass die Winkelgeschwindigkeit der Rotation mit fortschreitender Zeit abnimmt.

Es folgt nun eine numerische Abschätzung der Ergebnisse, insbesondere der aus dem Vakuum gewandelten Antriebsleistung: Bei einem Gewicht von  8.7 Gramm zuzüglich 3 Styropor-Schwimmkörpern mit je

 0.56 Gramm ergibt sich für den Rotor ein Trägheitsmoment der Rotation von J3.210-4kgm2 unddarauseineWinkelbeschleunigungvon2.1sec.2.Demstehteine durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit von   0.84 sec . gegenüber, die der Rotor in Anbetracht der gegebenen Winkelbeschleunigung in weniger als 0.4 Sekunden erreichen kann. Eine derart kurze Beschleunigungsphase wurde während der Messungen nicht be- stimmt. Die mechanische Leistung, die den Rotor antreibt, beträgt damit durchschnittlich

 1.75 10-7Watt , sie wird letztlich an das Wasser übertragen.

Damit wurde erstmals die Funktionsfähigkeit eines elektrostatischen Rotors zur Konversion von Vakuum-Energie in mechanische Energie praktisch nachgewiesen. Das hat einerseits eine Bedeutung für die physikalischen Grundlagen, denn es bestätigt die Aussagen der Abschnitte 2 und 3. Es hat andererseits aber auch eine Bedeutung für die Energiegewinnung, denn bei hinreichend exakter mechanischen Fertigung und guten elektrischen Isolatoren, die ein Ab- fließen der Ladungen von der Feldquelle minimieren, darf auf eine Erzeugung mechanischer Energie aus dem Vakuum gehofft werden.

4.2. Erste Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie 49

Eine zweite experimentelle Verifikation der Wandlung von Vakuumenergie wurde mit Rotoren auf Spitzenlagern in verschiedenen Größen begonnen [e12]. Einen davon sieht man in Abb.14. Das Spitzenlager besteht aus einer Glaskuppel, die von der Spitze einer Stahlnadel gehalten wird, wie man es in einer handelsüblichen Lichtmühle findet. Die Rotorblätter sind aus dem selben Material aufgebaut, wie diejenigen in Abb.12, nämlich mit Aluminiumfolie auf Balsaholzträgerleisten. Sie haben eine Oberfläche von je 3.5 cm x 6.0 cm und laufen im Abstand von 3.8 … 4.0 cm von der Feldquelle entfernt. (Der Abstand zur Feldquelle verändert sich fortwährend im Laufe der Rotation.)

Abb. 14:

Elektrostatischer Rotor mit vier Rotorblättern auf einem Spitzenlager in der Anordnung unter einer ebenen Feldquelle aus Aluminium.

Tests mit geerdeten Rotorblättern und elektrisch geladener Feldquelle zeigen folgende Ergeb- nisse: ▪ Feldquelle auf einem Potential von 1100 Volt  4 Umdrehungen pro Minute.

▪ Feldquelle auf einem Potential von 1400 Volt12 Umdrehungen pro Minute. ▪ Weitere Erhöhung der elektrischen Spannung erhöht deutlich die Drehzahlen.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass eine exakte Justage der Feldquelle und des Rotors relativ zueinander von entscheidender Bedeutung ist. Dies hat zur Folge, dass die Justage mit einiger Sorgfalt betrieben werden muss, da das starre Feststehen der Rotationsachse den Selbst- justier-Mechanismus des schwimmend gelagerten Rotors nicht ermöglicht. Es ist also einer- seits darauf zu achten, dass die Ebene der Rotationsbewegung parallel zur Feldquelle verläuft und andererseits der Rotor gut im Minimum des elektrostatischen Potentials unter der Feld- quelle angebracht. Sind diese Bedingungen missachtet, so dreht sich der Rotor nur für den Teil einer Umdrehung und bleibt dann dort stehen, wo seine Position ein Energieminimum im elektrostatischen Potential finden. Nur wenn die antreibende Kraft an allen Stellen der Umdrehung größer ist als die zurückhaltende Kraft im Energieminimum (wobei ggf. ein vorhandener Drehimpuls helfen kann, über ein Energieminimum hinweg zu kommen), kann eine endlose Rotation stattfinden. Bei hinreichend exakter Justage ist solch eine endlose Drehbewegung kein Problem. Die oben angegebenen Umdrehungsgeschwindigkeiten sind nur bei wirklich guter Justage zu erreichen.

Die niedrige Einstellung der Spannung (der Rotor beginnt ab 1100 Volt zu drehen) dient der Vermeidung der Ionenbildung von Gasionen der umgebenden Luft. Selbstverständlich ist klar, dass ein Antrieb durch Rückstöße von Gasionen der Luft sicher ausgeschlossen werden

50 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

muss [Dem 06], im Gegensatz zu [Bro 28] und [Bro 65], wo Biefeld und Brown den Ionenrückstoß technisch nutzen. Um Rückstöße von Gasionen mit völliger Sicherheit auszuschließen, wurde das Experiment später ins Vakuum übertragen – und der Rotor dreht sich dort auch.

Erste Vorüberlegungen zum Ausschluß eines Antriebs durch Rückstöße ionisierter Luft- moleküle sind in [e9] vorgestellt. Es folgten weitere Tests in [e13]. Die letztgenannten seien hier kurz berichtet. Der entscheidende Punkt dabei ist eine Veränderung der Form der Rotor- blätter des Rotors aus Abb.14:

▪ Sind die anziehenden Coulombkräfte für den Antrieb entscheidend, so dreht sich der Rotor in Abb.14 im Uhrzeigersinn, ebenso wie der veränderte Rotor in Abb.15.

▪ Würden hingegen die Rückstöße von Gasionen den Antrieb dominieren, so ergäbe sich ein anderes Verhalten. Gasmoleküle der Luft werden in den Regionen der größten Feldstärken ionisiert, die aufgrund der Spitzenladungseffekte an den Oberkanten der Rotorblätter vorlie- gen. Die dort gebildeten Gasionen würden dann dem Gradienten des elektrostatischen Feldes folgend, beschleunigt werden. Die dabei erzeugten Rückstoßkräfte auf die Rotorblätter würden den Rotor von Abb.14 im Uhrzeigersinn drehen, den Rotor von Abb.15 jedoch entgegen dem Uhrzeigersinn.

▪ Tatsächlich wurde das erstgenannte Verhalten der Rotation aufgrund anziehender Coulombkräfte beobachtet, was als Hinweis darauf zu deuten ist, dass von die Coulombkräfte tatsächlich existieren.

Sicher ausgeschlossen wird der Antrieb durch Gasionisation im nachfolgenden Abschnitt 4.3, wobei die Gasmoleküle der Luft entfernt werden.

Abb. 15:

Veränderung des Rotors von Abb.14, um den Einfluß elektrohydrodynam- isch bedingter Rückstöße von Ionen zu untersuchen.

Mit dem Test zu Abb.15 lässt sich zwar nicht ausschließen, dass die folgenden beiden Kräfte nebeneinander auftreten (a.) anziehende Coulombkräfte (im Zusammenhang mit der Wandlung von Vakuumenergie) (b.) Rückstoßkräfte ionisierter Gasmoleküle,

4.3. Experimentelle Verifikation unter Ausschluß von Gas

4.3. Experimentelle Verifikation unter Ausschluß von Gas 51

aber die Tatsache, dass die dargestellte Veränderung der Form der Rotorblätter die Drehrichtung nicht beeinflußt, zeigt, dass die anziehenden Coulombkräfte tatsächlich auftreten. Um hieraus eine quantitative Abschätzung über das Verhältnis zwischen beiderlei Kräften folgern zu können, sind die geometrischen Unsicherheiten im Aufbau zu groß. Eine solche quantitative Abschätzung der Größenordnungen wird am Ende des Abschnitts 4.3 aufgrund der Experimente im Vakuum möglich sein.

Mit den berichteten Tests an Luft ist zwar noch kein vollständiger Beweis erbracht, dass die Rotation auch ohne Anwesenheit von Gasmolekülen möglich ist, aber dieser endgültige Beweis wird nachfolgend beschrieben. Um eine Wechselwirkung des Aufbaus mit Gas- molekülen oder Gasionen sicher auszuschließen, wurden diese entfernt, d.h. der elektro- statische Rotor wurde im Vakuum betrieben [Kna 08/09], [e14].

Bevor das eigentlich erfolgreiche Experiment beschrieben wird, sei kurz eine noch nicht erfolgreiche Vorarbeit erwähnt, denn aus ihr werden einige Hintergründe zur Funktionsweise des elektrostatischen Rotors ersichtlich.

Bei dieser Vorarbeit wurde ein spitzengelagerter Rotor aus Eisenblech hergestellt, wie er in Abb.16 zu sehen ist. Er wurde durch einfaches Schneiden und Biegen eines Blechs gefertigt, anschließend entgratet und poliert und in diesem Zustand auf die Spitze einer Nähnadel aufgesetzt. Der Grund für diese einfache Bauart ist der Einsatz vakuumtauglicher Materiali- en. An dem Beispiel erkennt man übrigens auch, wie unkompliziert ein elektrostatischer Rotor präpariert werden kann.

Dieser Rotor wurde an Luft (so wie im Photo des Abb.16) erfolgreich getestet, wobei der Rotor sehr wackelig auf der Nadel sitzt und leicht herabfällt. War die laterale Justage der Rotorachse im Potentialminimum des elektrostatischen Potentials der Feldquelle nicht ganz exakt, was aufgrund des Ausbleibens des von der schwimmenden Lagerung bekannten Selbstjustier-Mechanismus fast zwangsläufig passiert, so ist die Rotationsebene des Rotors gegenüber der waagerechten Unterfläche der Feldquelle verkippt, d.h. der Rotor dreht sich in einer nicht waagerechten Ebene. Bei brauchbarer Justage genügen aber bereits Spannungen im Bereich von 2 … 3 kV , um den Rotor in eine sehr schnelle Drehung von einigen Umdrehungen pro Sekunde zu versetzen, wobei sich die Drehzahl bei moderater Erhöhung der Spannung 3 … 4 … 5 kV bis auf einigen Zehn Umdrehungen pro Sekunde erhöhen lässt.

52

4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

Abb. 16:

Elektrostatischer Rotor aus Eisenblech mit einem Durchmesser von ca. 2.5 cm . Die Feldquelle aus Aluminium wird von oben durch Anlegen einer Hochspannung aufgeladen, sodaß der Rotor keine Kabel sieht. Kabel würden Verlauf des elektrischen Feldes zu stark stören. Der Rotor wird über die Krokodilklemme geerdet, die die metallische Nadel hält, wobei die Erdung wieder ohne in der Nähe liegende Kabel zu bewerkstelligen ist. Da sich der Rotor auf der Nadelspitze neigen kann, verkippt die Rotationsebene beim Anschalten der Hoch- spannung, besonders beim Beitrieb im Vakuum. Im praktischen Einsatz hat sich das Verkippen nicht vermeiden lassen, sodaß der Rotor immer beim Einschalten der Hochspannung heruntergefallen ist. Aus diesem Grunde muß für das tatsächliche Experiment im Vakuum dann eine andere Lagerung verwendet werden.

Und eben durch das Fehlen der Möglichkeit des Selbstjustier-Mechanismus entsteht ein Problem beim Einbringen des Rotors in eine metallische Kammer (mit leitfähigen Wänden), wie zum Beispiel in einen Vakuumrezipienten. Eine solche Kammer nimmt nämlich einen drastischen Einfluß auf den Verlauf der Feldlinien des elektrostatischen Feldes, sodaß es praktisch nicht möglich ist, den Rotor derart im elektrostatischen Feld zu positionieren, dass eine Drehung stattfindet. Mit dem Rotor aus Abb.16 ist es lediglich gelungen, den Beginn einer Drehbewegung von wenigen Winkelgrad zu erzielen, gefolgt von einem alsbaldigen Absturz des Rotors. Dies gilt für eine mit Luft gefüllte Kammer in gleicher Weise wie für eine evakuierte Kammer. Die Beobachtung wurde auch mit dem Rotor aus Abb.14 in einer Kammer entsprechender Größe bestätigt, wobei die Rotorblätter im Inneren der Kammer verkippen (anders als ohne Kammer auf dem freien Labortisch), aber die Tiefe der auf der Spitze aufsitzenden Glaskuppel ein Herabstürzen des Rotors verhindert. Der stark geneigte Rotor wird sich aufgrund der starken Reibung zwischen dem unteren Rand der Glaskuppel und der Nadel nicht drehen können. All dies demonstriert, dass der elektrostatische Rotor im Inneren einer metallischen Kammer wesentlich empfindlicher auf eine suboptimale Justage reagiert als auf dem offenen Labortisch.

Nach diesen Voruntersuchungen war zu vermuten, dass die effektivste Methode, um den ersten elektrostatischen Rotor im Inneren einer metallischen Kammer in Rotation zu versetzen, eine Einführung des Selbstjustier-Mechanismus des schwimmenden Rotors in die metallische Kammer wäre. Um diese Vermutung zu überprüfen, wurde ein Rotor nach Abb.17 hergestellt und mit Styroporschwimmern auf Wasser in einer nichtevakuierbaren metallischen Kammer getestet. Der Selbstjustier-Mechanismus griff ab einer Spannung von etwa 1 kV und die Rotation erfolgte problemlos ab etwa 2 kV mit ca. 1 Umdrehung in 3…5 Sekunden bis zu mehreren Umdrehungen pro Sekunde bei einer Spannung von 4 kV.

4.3. Experimentelle Verifikation unter Ausschluß von Gas

53

Um dieses funktionsfähige Prinzip ins Vakuum übertragen zu können, muss natürlich das Wasser, auf dem der Rotor schwimmt, durch eine vakuumtaugliche Flüssigkeit ersetzt wer- den. Hierfür wurde ein spezielles Vakuumöl mit einem möglichst niedrigen Dampfdruck gesucht und im „Ilmvac, LABOVAC-12S“ mit einem Dampfdruck von 108mbar gefunden [Ilm 08]. Nicht ganz ideal ist dabei die große Viskosität des Öls. Es hat laut Herstellerangabe eine dynamische Viskosität bei 40°C von   94 milli Poise , die die dynamische Viskosität des Wassers bei 40°C von   0.65 milli Poise um mehr als zwei Zehnerpotenzen übersteigt. Das führt dazu, dass ein auf diesem Öl schwimmender Rotor deutlich höhere Antriebskräfte und somit Spannungen benötigt als auf Wasser und dass sich der Rotor auf diesem Öl wesentlich langsamer dreht als auf Wasser. Bei Voruntersuchungen an Luft mit zwei Rotoren mit Durchmessern von 51mm bzw. 58 mm waren Spannungen von mindestens 8. . .12 kV nötig, um überhaupt eine Rotation zu erzielen, wobei die Winkelgeschwindigkeit der Drehbe- wegung bei etwa 2 … 3 Stunden für eine Umdrehung lag. Im Vergleich dazu drehen die selben Rotoren auf Wasser bereits bei Spannungen ab 1.5…2kV und erreichen Winkelge- schwindigkeiten von einer bis zu einigen Umdrehungen pro Sekunde. Die Werte für die Winkelgeschwindigkeiten der Rotoren auf Vakuumöl werden wir später wiedererkennen, wenn der Rotor im Vakuum arbeitet.

Da das Vakuumöl keine messbare Leitfähigkeit zeigte, wurde die Erdung der Rotorblätter mit Hilfe eines Kupferfadens mit einem Durchmesser von ca. 60realisiert, der den Boden der metallischen Kammer berührt. Die Styropor-Schwimmkörper (siehe Abb.17) wurden durch Balsaholz-Schwimmkörper ersetzt, die zur Versiegelung gegenüber einem Eindringen des Vakuumöls mit chemisch beständigem Flugzeugspannlack überzogen sind. Aufgrund der großen Zähigkeit des Öls bremst der Kupferdraht die Drehung des Rotors ein wenig. Da dieser Einfluß bei den Vortests an Luft ebenso zu beobachten wie im Vakuum, und da er überdies die Drehung des Rotors nur geringfügig beeinflusste, wurde er belassen. Der Rotor auf Balsaholz-Schwimmkörpern ist in Abb.18 zu sehen.

Was die Gegenüberstellung der beiden möglichen antreibenden Kräfte, nämlich (a.) anziehen- de Coulombkräfte und (b.) Rückstoßkräfte ionisierter Gasmoleküle (siehe Anfang des Ab- schnitts 4.3) anbetrifft, so ist klar, dass die Kraft nach (b.) nur bei den Tests an Luft möglich ist, die Kraft nach (a.) hingegen in Luft ebenso wie im Vakuum. Tritt die Kraft nach (b.) gar nicht auf, so sollte der Rotor bei gleichen Potentialverhältnissen im Vakuum genauso schnell

Abb. 17:

Rotor aus Aluminiumfolie auf Balsaholz, der auf vier Styropor- schwimmern auf Wasser in einer metallischen Kammer erfolgreich getestet wurde.

54 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

drehen wie an Luft. Tritt hingegen die Kraft nach (b.) bei den Tests an Luft auf, so sollte der Rotor bei gleichen Potentialverhältnissen an Luft schneller drehen als im Vakuum. Tritt die nachzuweisende Kraft nach (a.) nicht auf, so sollte sich der Rotor im Vakuum gar nicht drehen.

Abb. 18:

Bild des 58mm -elektrostatischen

Rotors aus Aluminiumfolie auf Balsaholz, bekannt aus Abb.17. Die Styropor-Schwimmkörper wurden durch Balsaholz-Schwimmkörper ersetzt, die zur Versiegelung mit chemisch beständigem Flugzeug- spannlack überzogen sind. Die Alu- miniumflügel wurden mit einem Kupferfaden verbunden, der durch die Mitte der Rotationsachse nach unten geführt ist, um den Boden der Metallwanne zu berühren.

Zwei Rotoren wurden hergestellt und erfolgreich in einer metallischen Kammer an Luft getestet (ein Rotor mit Durchmesser von 51mm (Abb.19) und einer mit Durchemsser58mm (Abb.18)) und danach einzeln in eine Vakuumkammer eingebracht, die einen Durchmesser von 100mm hat. Die Feldquelle mit einem Durchmesser von 63mm am unteren Ende besteht aus Aluminium. Sie ist in Abb.20 zu sehen.

Abb. 19:

Bild des 51mm -elektrostatischen

Rotors in einer geöffneten Vakuum- kammer, schwimmend auf Vakuum- öl. Der blau versiegelte Balsaholz – Schwimmkörper ist hier aus einem Stück gefertigt, sodaß der Erdungs- draht durch die Mitte des Schwimm- körpers zum Boden der Vakuum- kammer geführt werden konnte.

4.3. Experimentelle Verifikation unter Ausschluß von Gas 55

Abb. 20:

Die Feldquelle aus Aluminium war am Deckelflansch befestigt und wurde mit einer Hochspannungsdurchführung ver- sorgt, über die Spannungen von

0 . . . 30 kV angelegt werden konnten.

Der Ablauf des Experiments, bei dem sich der Rotor schließlich im Vakuum drehte, war folgender:

Zuerst wurde der Rotor in die Vakuumkammer eingebracht und dann der Deckel mit der Feldquelle geschlossen. Darauf folgte ein Anlegen der Hochspannung (variabel im Bereich von 10 . . . 20 kV ) zwecks Tests der Rotation unter Luft. Zu diesem Zeitpunkt sind im Prinzip

sowohl die anziehenden Coulombkräfte als auch die Rückstöße ionisierter Gasteilchen möglich. Letztere führen aber zu einem messbaren Ionenstrom, der sich besonders zu Beginn des Abpumpens erhöht, nämlich dann, wenn der Druck Werte erreicht, bei denen aufgrund des Paschen-Gesetzes [Ker 03], [Umr 97] Gasionisation begünstigt wird. Im Gegensatz dazu erzeugen die elektrostatischen Coulombkräfte keinen elektrischen Strom. Zu Beginn des Abpumpens wurde ein elektrischer Strom gemessen, besonders dann, wenn der Druck den Bereich maximaler Gasionisation passieren musste [Ker 03], [Umr 97]. Dies tritt besonders deutlich auf in der Druckregion von etlichen 10 mbar bis hinunter zu wenigen Zehntel mbar ,

was sich anhand des Paschen-Gesetzes erklären lässt:

Bei einem Abstand von ca. 19 . . . 20 mm zwischen der Oberkante der Rotorblätter und der Unterfläche der Feldquelle tritt das Paschen-Minimum der Durchschlagsspannung (mit   7.5 106  atm , wo  Druck und  Plattenabstand) mit einem (berechneten) Druck von etwa  0.4 mbar auf. In diesem Bereich ist die Leitfähigkeit des Restgases aufgrund der Gasionisation maximal. Da das Hochspannungsgerät mit einer Strombe- grenzung betrieben wurde (z.B. bei 50A) fiel die Spannung in diesem Druckgebiet bis auf 0.6 kV ab und es wurden violett leuchtende Streamer sichtbar (am besten waren diese erkenn-

56 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

bar, wenn das Labor abgedunkelt wurde). Mit weiter fallendem Druck waren nur noch einzelne Entladungen festzustellen, und zwar sowohl optisch (im verdunkelten Raum durch ein Sichtfenster in den Vakuumrezipienten) wie auch durch kurzzeitige Spitzen des gemessenen Stroms. Im Bereich von ca. 103 mbar traten Gasentladungen dann nicht mehr auf. Unterhalb dieses Drucks ist sichergestellt, dass ein Antrieb des Rotors vermittels rück- stoßender Kräfte ionisierter Restgasatome nicht mehr stattfindet.

Abgepumpt werden konnte beim Rotor nach Abb.19 bis zu einem Druck von 6 105 mbar , beim Rotor nach Abb.18 bei zu einem Druck von 1104 mbar , in beiden Fällen hinreichend, um Gasentladungen sowohl optisch als auch durch Strommessung auszuschließen. Eine Kontrolle der Abwesenheit von Überschlägen wurde durch Erhöhung der Spannung vorge- nommen. Wurde diese über einen kritischen Wert (z.B. ca. 17 kV beim 58mm -Rotor) erhöht, so traten wieder einzelne Überschläge auf, die anhand der Strommessung deutlich und be- quem zu erkennen waren.

Unter vollem Luftdruck war die Drehung des Rotors in der Vakuumkammer ebenso zu beobachten wie auf dem freien Labortisch ohne Vakuumkammer. Beim Abpumpen hingegen ergab sich folgendes Bild:

Während des Zusammenbrechens der Hochspannung im Verlauf des Abpumpvorgangs war keine Rotation zu beobachten (dafür reichte die übriggebliebene Spannung nicht aus). Wäh- rend dieser Phase trat aber auch eine heftige Entgasung der Schwimmkörper und des Öls auf, sodaß das Vakuumöl anfing zu brodeln. (Dies war besonders deutlich der Fall, als beim Rotor nach Abb.18 die blauen Schwimmkörper durch Styropor ersetzt wurden, welches aufgrund seiner Entgasung für Vakuum nicht gut geeignet ist, und nur deshalb zum Vergleich verwendet wurde um den Auftrieb des Schwimmkörpers zu maximieren, damit die Reibung in dem sehr zähen Öl minimiert werden konnte.) Mit zeitlich abklingender Entgasung der Schwimmkörper ließ das Brodeln des Öls wieder nach. Trotzdem wurde die Spannung während des Abpumpens nicht völlig abgeschaltet, um mit Hilfe des Selbstzentriermechanis- mus des Rotors unter der Feldquelle ein Anhaften des Schwimmkörpers an der Seitenwand des Rezipienten zu vermeiden. Mit sinkendem Druck und dem dadurch bedingten gleich- zeitigen Verschwinden der Gasionisation verschwand auch der Ionisationsstrom wieder, so- daß die Spannung des strombegrenzten Hochspannungsgeräts wieder auf den voreingestellten Wert (z.B. von z.B. 16kV im Beispiel des oben erwähnten Tests, der bei 17kV begann, elektrische Überschläge zu zeigen) ansteigen konnte. Als die Spannung wieder anstieg, be- gann der Rotor wieder mit seiner Rotation. Beim 58mm -Rotor, einer Spannung von 16kV und einem Abstand von ca. 19 . . . 20 mm zwischen der Oberkante der Rotorblätter und der Unterfläche der Feldquelle betrug die Winkelgeschwindigkeit ca. eine Umdrehung pro etwa 2 … 3 Stunden – einen Wert den wir aus den Vortests an Luft wiedererkennen, dort allerdings bei einer geringeren Spannung. Damit ist klar, dass beide der unter (a.) und (b.) genannten Kräfte an Luft auftreten, nämlich sowohl die anziehenden Coulombkräfte aus der hier nachzuweisenden Wandlung von Vakuumenergie als auch Rückstoßkräfte ionisierter Gas- moleküle. Fallen die letztgenannten Kräfte nach dem Abpumpen der Gasmoleküle weg, so lassen sich durch eine Vergrößerung der Feldstärken die antreibenden Coulombkräfte wieder hinreichend erhöhen, sodass eine Rotation stattfindet.

4.3. Experimentelle Verifikation unter Ausschluß von Gas 57

Dies ist der entscheidende Beweis dafür, dass auch im Vakuum, also unter Abwesenheit von Gasmolekülen, von Ionen und von Gasentladungen, die Wandlung von Raumenergie in klassische mechanische Rotationsenergie mit dem in der vorliegenden Arbeit vorgestellten elektrostatischen Rotor stattfindet.

Ein kurzer Vergleich der zum Antrieb verwendeten Spannungen zeigt die vorhandenen Drehmomente und erlaubt eine grobe Abschätzung des Verhältnisses zwischen den Kräften beiderlei Mechanismen nach (a.) Coulombkraft und nach (b.) Ionenrückstöße. Dazu seien die beiden folgenden bisher berichteten Fakten nebeneinander gestellt:

▪ In Abschnitt 4.3 wurde von zwei Tests mit gleichen Drehzahlen (eine Umdrehung pro etwa 2 … 3 Stunden) in Luft und im Vakuum berichtet, jedoch mit einer Spannung von 10kV bei

der Drehung an Luft gegenüber einer Spannung von 16 kV bei der Drehung im Vakuum. ▪ In Abschnitt 4.2 wurde die Proportionalitätsbeziehung zwischen dem antreibenden

Drehmoment und der Spannung erläutert, nämlich  2 . Mit der Notation

A Drehmoment nach Mechanismus (a.) an Luft, B Drehmoment nach Mechanismus (b.) an Luft, A, Drehmoment nach Mechanismus (a.) im Vakuum, B, Drehmoment nach Mechanismus (b.) im Vakuum (prinzipiell ist B, 0 ),

lässt sich die Relation zwischen den antreibenden Kräften wie folgt abschätzen: (i.) A B A,wegen der Gleichheit der Winkelgeschwindigkeiten

162 2 (ii.) MA,  MA,wegen der Proportionalität U

10 Zwei Gleichungen mit drei Unbekannten lassen sich nach einer Relationsbeziehung auflösen.

Wir setzen (ii.) in (i.) ein und erhalten

162 162  MA,MB,MA,  MA, MB,  1MA,1.56MA,(1.68)

10 10  

Demnach ist an Luft bei gleicher Geometrie der Rotorblätter (nicht zu verwechseln mit der Geometrieveränderung entsprechend Abb.15) sogar das Drehmoment Baufgrund des

Rückstoßes ionisierter Gasteilchen größer als das Drehmoment Aaufgrund der Coulomb-

kräfte im Zusammenhang mit der Wandlung von Vakuumenergie. Das ändert nichts an der Tatsache, dass die Coulombkräfte unter Ausschluß von Gasteilchen existieren und im Expe- riment nachgewiesen wurden. Und dieser letztgenannte Aspekt ist das Entscheidende Ergeb- nis der ersten Versuche im Vakuum. Über weitere Versuche im Vakuum wird im nächsten Abschnitt berichtet.

58 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

Wiederholt war das Argument zu hören, ein endgültiger Nachweis, dass der mechanische An-

trieb des Rotors wirklich auf Vakuumenergie beruht, sei erst dann mit Sicherheit erbracht,

wenn die erzeugte mechanische Leistung größer ist, als die elektrischen Leistungsverluste,

die aufgrund von Imperfektionen der elektrischen Isolation beim Aufrechterhalten des für den

Antrieb benötigten elektrischen Feldes entstehen [Kah 08]. Nur so könnten Artefakte der

Messung im Bezug auf einen Antrieb durch klassische Energie mit letzter Sicherheit ausge-

schlossen werden. Dahinter steht die Überlegung, dass man sämtliche nur denkbar möglichen

Wege für einen Transport elektrischer Energie und deren Umwandlung in mechanische Ener-

gie ausschließen muß, bevor man wirklich sicher sein kann, dass die mechanische für den

Antrieb des Rotors benötigte Energie aus der Vakuumenergie entnommen wird. Mit letzter

Sicherheit erbracht ist dieser Beweis, wenn die elektrische Leistung geringer ist als die

erzeugte mechanische Leistung. Dieses Kriterium wollen wir als das Kriterium des „Netto-

Leistungsgewinns“ bezeichnen, dessen Nachweis Thema des Abschnitts 4.4 ist. Tatsächlich

wurde der Beweis erbracht, in der Form, dass ein laufender Vakuumenergie-Rotor betrieben

wurde, der eine elektrische Leistung von  2.87  0.89109Watt einer erzeugten

4.4. „Netto-Leistungsgewinn“ zum Ausschluß von Artefakten

el

7 destens die Leistungsdifferenz  mit Sicherheit der Raumenergie entnommen wurde

[e17].

Wie aus Abschnitt 4.3. bekannt ist, speziell aus (1.68) mit Kommentar, würden Gasionen Ladungen transportieren (auch wenn nicht alle Gasionen dadurch ein antreibendes Drehmoment erzeugen), die einen Strom erzeugen, mit dem Leistungsverluste verknüpft wären, die leicht oberhalb der freiwerdenden mechanischen Leistung liegen können. Daher ist der Rotor für den Nachweis des „Netto-Leistungsgewinns“ im Vakuum zu betreiben [Kna 08/09]. Um die Problematik der raumfesten Achse, die in Abschnitt 5.2. besprochen werden wird, zu vermeiden, weil durch sie die Funktionsweise des Rotors gewaltig erschwert wird (besonders im Inneren einer metallischen Kammer), wurde abermals ein auf Öl schwimmen- der Rotor verwendet, wobei allerdings aus praktischen Gründen die Schwimmkörper aus Abb.18 und Abb.19 durch ein oben offenes „Schiffchen“ ersetzt wurden, sodaß das Ausgasen des Schwimmkörpers beim Evakuieren der Vakuumkammer unproblematisch wurde. Auf diese Weise konnte der bereits vorgestellte „Selbstjustier-Mechanismus“ des schwimmend gelagerten Rotors unter der Feldquelle erfolgreicht genutzt werden. Als Fluid auf dem der Rotor schwimmt, wurde das in Abschnitt 4.3. vorgestellte Vakuumöl „Ilmvac, LABOVAC- 12S“ beibehalten. Aufgrund der sehr geringen Masse im Verhältnis zum Volumen des Schwimmkörpers, schwimmt der so gefertigte Rotor mit einer eher geringen Eintauchtiefe auf dem Öl, sodaß die Formgebung des Schwimmkörpers dazu beiträgt, die Reibung in dem ohnehin sehr zähen Öl zu minimieren. Trotzdem musste in Kauf genommen, dass sich der Rotor bei den vorhandenen Antriebsleistungen nur sehr langsam drehen kann. Ein Photo des Schwimmkörpers mit dem verwendeten Rotor ist in Abb.21 zu sehen.

mechanischen Leistung von ca.  1.5  0.510 mech

Watt gegenüberstellt, sodaß min-

mech el

4.4. „Netto-Leistungsgewinn“ zum Ausschluß von Artefakten 59

Abb. 21:

Dünnwandiger Kunststoff- Schwimmkörper (Wandstärke 230μm aus Polypropylen) auf Vakuumöl in einer leitfähigen Blechdose. Im Inneren des Schwimmkörpers befin- det sich ein Rotor mit vier Rotor- blättern (aus Aluminium der Stärke 70 μm), die untereinander mit einem dünnen Kupferfilament elektrisch verbunden sind, dessen Ende frei über den leitfähigen Boden der Blechdose gleitet. Der Rotor hat einen Gesamt- durchmesser von 64 mm. Die Kunststoff-Versiegelung an den Kanten verhindert die Emission von Ladungsträgern bei angelegter Hochspannung aufgrund von Spitzen- ladungseffekten.

Untergebracht wurden Rotor und Feldquelle in einer Öldose mit einem Durchmesser von 9.7 cm in einer Vakuumkammer mit einem Durchmesser von 10 cm, deren Prinzipskizze in Abb.22 zu sehen ist.

Abb. 22:

Elektrostatischer Rotor in der Vakuum- kammer bei schwimmender Lagerung auf Öl, sodaß der Rotor seine Position relativ zur Feldquelle selbst justiert und bei justierter Position drehen kann. Elektrisch leitfähige Komponenten sind blau, Keramik-Isolatoren rot gezeichnet.

Der Druck während der Messungen war mit 4…5 104 mbar für den zu erbring- enden Leistungsnachweis ausreichend, wie man in der weiter unten folgenden Auswertung erkennen wird.

Im Inneren der Vakuumkammer (Edelstahl ist schwarz gezeichnet, der Acrylglas-Deckel violett) befindet sich eine metallische Wanne (blau, Öldose) mit Vakuumöl (gelb). Auf dem Öl schwimmend gelagert ist der dünnwandige Kunststoff-Schwimmkörper (grün), der den Aluminium-Rotor aus vier Rotorblättern trägt (hellblau). Die Rotorblätter sind durch Kupferfilamente (dunkelblau) miteinander und mit dem Boden der Ölwanne verbunden. Die Ölwanne und der Rotor sind mit Keramikisolatoren (rot) gegenüber der Vakuumkammer isoliert. Nimmt der Rotor elektrische Leistung auf, so muss diese über das Pikoamperemeter

60 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

Keithley 486 („pA“) abfließen. Bei bekannter Hochspannung (grau, Gerät „Bertan ARB 30“) wird so die elektrische Leistungsaufnahme des Rotors bestimmt.

Das elektrostatische Feld zum Antrieb des Rotors wird mittels einer Aluminium-Feldquelle (dunkelblau) erzeugt, die am Deckelflansch mit einer Keramik-Isolation gehalten wird. Um einer Gefahr der Beschädigung des Pikoamperemeters im Falle von Spannungsüberschlägen vorzubeugen wird in den nichtleitenden Stromkreis aus Hochspannungsversorgung, Feld- quelle, Rotor und Pikoamperemeter ein Widerstand von 20 MegaOhm eingebracht, der in der tatsächlichen Messung überhaupt nicht wahrgenommen wird, weil der Widerstand zwischen Rotor und Feldquelle um etliche Zehnerpotenzen größer ist als der Schutzwiderstand.

Bei ordentlicher Einstellung der Experimentierparameter (die noch nicht sicher beherrscht wird und deshalb noch immer einiges Ausprobieren erfordert) dreht sich der Rotor wenn die Hochspannung angelegt wird – sofern das durch das elektrische Feld auf den Rotor wirkende Drehmoment ausreicht, um die Reibung des Öls zu überwinden. Tatsächlich stellt man für den Beginn der Rotoation eine Schwelle fest, die das Drehmoment überschreiten muss, damit eine Drehung beginnen kann, weil das zähe Öl bei zu kleinen Antriebskräften keine Bewegung zulässt. Hat man erreicht, dass der Rotor sich dreht, so ist das Ziel der Messung das folgende: Zum Einen muss die mechanische Leistung bestimmt werden, die der Rotor erzeugt, zum anderen muss bestimmt werden, wie groß die elektrischen Leistungsverluste sind, die im praktischen Aufbau unweigerlich entstehen, weil die Hochspannungsversorgung abfließende Ladungsträger (die aufgrund von Imperfektionen der Isolation abfließen) ersetz- en muss, um das elektrische Feld aufrecht zu erhalten. Im Idealfall, also bei idealer Isolation, würde natürlich keine Ladung verloren gehen und somit gar kein elektrischer Leistungs- verlust auftreten. Im Realfall wird alleine schon aufgrund der Ionisation von Restgasatomen ein gewisser Ladungsverlust zu erwarten sein. Als erfolgreicher Nachweis der Wandlung von Raumenergie kann das reale Experiment dann als erfolgreich betrachtet werden, wenn die mit Ladungsverlust verbundene elektrische Leistung eindeutig geringer ist als die freiwerdende mechanische Leistung, weil dann die zugeführte (elektrische) Leistung nämlich nicht ausreicht, um durch ein experimentelles Artefakt die Drehung des Rotors zu erklären. Damit ist das Ziel der Messung klar definiert und der Weg dorthin ersichtlich: Er besteht aus der Messung der beiden Leistungen, nämlich der mechanischen und der elektrischen.

So wie bei der tatsächlichen Durchführung der Arbeiten sei auch hier beim Bericht mit dem erstgenannten Teil begonnen, nämlich mit der mechanischen Leistungsbestimmung, weil aus ihm die späteren Anforderungen an die elektrische Leistungsmessung ersichtlich sein werden, die bereits bei der Planung der elektrischen Messungen eine Rolle spielten.

Teil 1: Messung der mechanischen Leistungsabgabe

Die mechanische Leistungsabgabe wurde „ex-situ“ außerhalb der Vakuumkammer ermittelt, wobei der Rotor im Schwimmkörper mit Öldose und Öl auf dem Boden eines Gestells positioniert wurde, dessen Aufbau in Abb.23 gezeigt wird. Dann wurde dem Rotor über ein Kupferfilament (Drahtdurchmesser 50μm ) als Torsionsfaden mit Drehmoment beaufschlagt,

und zwar wie folgt: Zuerst wurde gewartet, bis der Rotor seine Ruhelageposition einnimmt, d.h. bis der Torsionsfaden in entspannter Drehmomentfreier Stellung ist. Dann wurde durch Verdrehen des Stellrades am oberen Ende des Bildes der Torsionsfaden um einen wohl- definierten Winkel tordiert, sodaß dieser ein Drehmoment auf den im Öl schwimmenden

4.4. „Netto-Leistungsgewinn“ zum Ausschluß von Artefakten 61

Rotor ausübt. Aus der Kenntnis des Drehmoments und der von diesem Drehmoment verur- sachten Winkelgeschwindigkeit des Rotors bestimmt man nach dem unten dargestellten Ver- fahren die mechanische Antriebsleistung des Rotors und die zugehörige Drehzahl bzw. Winkelgeschwindigkeit. Damit wird der Zusammenhang zwischen der Umlaufdauer des Rotors und der mechanischen Antriebsleistung bestimmt.

Abb. 23:

Skizze und Photo des Aufbaus zur Bestim- mung der mechanischen Antriebsleistung des Rotors als Funktion der Umlaufdauer.

Dabei ist der Rotor am unteren Ende eines Kupfer-Torsionsfadens (violett gezeichnet) be- festigt, über den er mit einem Drehmoment be- aufschlagt werden kann. Es wurde darauf ge- achtet, dass der Kupfer- faden den Rotor nicht in seiner Eintauchtiefe in das Öl beeinflusst, damit die Reibung zwischen Öl und Rotor die selbe ist wie in der Vakuum- kammer ohne Torsions- antrieb.

Das Verfahren zu dieser mechanischen Leistungsbestimmung verläuft wie folgt:

1.Schritt: Charakterisierung / Kalibrierung des Torsionsfadens

Als Vorarbeit war es nötig, den Torsionsfaden zu vermessen, d.h. den Zusammenhang zwischen dem von ihm erzeugten Drehmoment und dem Winkel des Verdrillens zu bestimmen. Dazu wurde am unteren Ende des Fadens anstelle des Rotors und der Öldose eine

hohle Kunststoffkugel montiert (Kugeldurchmesser r39.70.1103und Masse

 2.732  0.002103kg ) und diese wie bei einem Torsionspendel ausgelenkt. Aus der Messung der Schwingungsdauer (  19.76  0.02 sec. ) und der Fadenlänge

62 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

 409 1103 ) lässt sich nach elementaren Formeln der technischen Mechanik [Dub 90],[Tur07]derzusammengesetzteAusdruck QGπR4 2.9020.01610-7Nm bestim-

2men (mit  Torsionsmodul des Kupferfadens und  Radius des Kupferfadens), der das

gesuchte vom Kupfer-Torsionsfaden erzeugte Drehmoment   als Funktion des Auslenkwinkels  der Torsion angibt.

2.Schritt: Bestimmung des Trägheitsmoments der Rotation des Schwimmkörper-Rotors

Da der Schwimmkörper mit den Rotorblättern eine sehr unregelmäßige Form hat, ist es sinnvoll, dessen Trägheitsmoment der Rotation nicht zu berechnen, sondern zu messen. Dazu wurde die Kunststoffhohlkugel am unteren Ende des Torsionsfadens gegen den Schwimm- körper-Rotor (hier noch ohne Öl) ausgetauscht und erneut als Torsionspendel zur Schwingung angeregt. Mit Hilfe der sich dabei ergebenden Schwingungsdauer von

T 33.70  0.06 sec. bei einer Fadenlänge von l2  383  2103 ergibt sich für den Ausdruck Q2  GπR4 3.0990.02510-7Nm, passend zum Drehmoment M2 Q2  für

2l2 die am Schwimmkörper-Rotor vorhandene Länge des Torsionsfadens. Mit diesem Wert führt die Schwingungsdauer von T 33.70  0.06 sec. zu einem Trägheitsmoment des Schwimm-

T2 körper-Rotors von  2  8.916  0.078106 kg  m2 .

4π2

Damit ist einerseits der Schwimmkörper-Rotor und andererseits der Torsionsfaden in der für Untersuchungen nötigen Weise charakterisiert und wir können beide gemeinsam auf die Leistungsmessung bei der Drehung des Schwimmkörper-Rotors auf dem Vakuumöl anwenden.

3.Schritt: Bestimmung der Antriebleistung als Funktion der Umlaufdauer Abermals ergab sich beim Umbau der Anordnung (jetzt erfolgt das Hinzufügen des Öls) eine Änderung der Länge des Torsionsfadens, diesmal auf l3  420  2103 , was zu einem

Q3 2.8260.02210-7Nm führte.

Nun wurde Schwimmkörper-Rotor mit verschiedenen Drehmomenten beaufschlagt, die aus der Kenntnis der Auslenkwinkel  der Torsion bekannt sind. Aus den zugehörigen Drehmomenten und der vom jeweiligen Drehmoment verursachten Winkelgeschwindig- keit der Rotation des Schwimmkörper-Rotors wird die Antriebsleistung bestimmt gemäß

  Q3   2π . Der sich daraus ergebende funktionelle Zusammenhang zwischen der T

Antriebsleistung und der Umlaufdauer ist in Abb.24 graphisch dargestellt. Man lenke das 

Augenmerk auch auf Umlaufdauern im Bereich von 12…1…2 Stunden , da diese Werte bei der tatsächlichen Rotation im Vakuum zu beobachten sein werden.

4.4. „Netto-Leistungsgewinn“ zum Ausschluß von Artefakten 63

Die Kurve in Abb.24 ist als Vorarbeit für die in Teil 2 beschriebenen Messungen zu verstehen, weil sie zeigt, welche Ströme und Spannungen bei der Bestimmung der elektrischen Leistung zu messen sein werden. Um dies zu erkennen, genügt nun eine simple Abschätzung, die sich an angenommenen exemplarischen Werten einfach demonstrieren läßt: Benötigt man z.B. eine Spannung von  25kV , um eine Drehung des Schwimmkörper-

Rotors mit einem Umlauf in einer Stunde zu erzielen, so liegt die mechanische Leistung in der Größenordnung von  1.5 107Watt vor. Um sicher auszuschließen, dass diese

mech

mechanische Leistung von der elektrischen Energieversorgung hervorgerufen wird, muss

IP1.5107Watt61012Ampere sein. 25103Volt

Damit sind die Anforderungen an die Strommessung offensichtlich.

Teil 2: Messung der elektrischen Leistungsaufnahme

Abb. 24:

Mechanische Leistung des Schwimmkörpe r-Rotors bei dessen Rotation auf dem ver- wendeten Vakuumöl.

Bei einer Um- laufdauer im Bereich von

12…1…2 Stunden

ergibt sich eine mechanische Leistung von etwa 7 1…210 Watt .

Dieser Teil der Messungen wurde wie oben erläutert am Rotor im Vakuum durchgeführt.

Zu Kontrollzwecken wurde vorab eine Leermessung des Stroms bei ausgeschalteter Hochspannung, ohne Öldose und ohne Rotor in der Vakuumkammer durchgeführt. Die Werte werden elektronisch aufgezeichnet, damit sie später einer Integralmittelwert-Bildung zugeführt werden können. Bei einer Meßdauer 30 Sekunden ergibt sich ein Integralmittelwert von I1  0.08  0.01 pA . Daraus erkennt man die Grenze der Empfindlichkeit der Strom-

messung.

Anschließend wurde die Ölwanne mit dem Öl sowie der Rotor in die Vakuumkammer eingebracht und es wurde (noch vor dem Schließen der Vakuumkammer) der elektrische

64 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

Durchgang zwischen den Rotorblättern und dem negativen Anschluß der Hochspannungsversorgung sichergestellt und getestet, ebenso wie der Durchgang zwischen der Feldquelle und dem positiven Anschluß der Hochspannungsversorgung. Noch ohne das Anschließen des Pikoamperemeters und ohne die Erdung der Vakuumkammer sind Feldquelle, Vakuumkammer und Ölwanne mit Rotor nicht elektrisch miteinander verbunden (Test mit einem laborüblichen Mega-Ohmmeter, Fluke). Tatsächlich ist, wie man aus der später folgenden Auswertung der Messergebnisse erkennen kann, die Isolation zwischen Rotor und Feldquelle nicht ideal perfekt, aber die Leckströme, die diesen Weg fließen, sind klein genug um das Ziel der Messungen zu ermöglichen. Das bedeutet unter anderem auch, dass die vorhandenen Restgasatome in der später evakuierten Vakuumkammer, die nach deren Ionisierung Ladungen zwischen Feldquelle und Rotor transportieren können, hin- reichend wenige sind, sodass die von Ihnen verursachten Leckströme zu so geringen Leistungsverlusten führen, dass sie dem Ziel der Messungen nicht entgegenstehen. Aus dieser Erkenntnis resultiert die Tatsache, dass eine weitere Verbesserung des Enddrucks (gegenüber dem in Abb.22 angegebenen Wert), die in Anbetracht der Anwesenheit des Öls mühsam gewesen wäre, nicht erforderlich wurde.

Auf die Vorarbeiten zur Kontrolle der elektrischen Anschlüsse folgt das Schließen des Dekkelflanschs, das ein Aufsetzen der am Deckelflansch montierten Feldquelle beinhaltet. Anschließend wurde die Hochspannung angeschlossen, nicht aber das Pikoamperemeter (noch ohne die Kammer zu evakuieren), sodaß durch Einschalten der Hochspannung kontrolliert werden konnte, daß sich der Rotor selbst unter der Feldquelle justierte und anschließend eine brauchbare Drehung ausführte. Dieses erfordert immer eine erhebliche Feinarbeit zur Einstellung aller Experimentierparameter, wie z.B. Ölstand in der Dose, Ab- stand zwischen Feldquelle und Rotor, Auffinden geeigneter Werte für die Hochspannung (um Entladungen und Lichtbögen zu vermeiden, solange die Kammer noch nicht evakuiert war), etc… Vor allem müssen die Experimentierparameter brauchbar aufeinander abgestimmt sein, was im derzeitigen Kenntnisstand noch einiges Ausprobieren nötig macht, da der Einfluß aller einzenen Größen noch nicht sicher technologisch beherrscht ist.

Sobald der Rotor nun eine gut sichtbare Drehung vollführt, werden die Vakuumpumpen angeschaltet und die Kammer evakuiert. Dabei entgast das Vakuumöl, was eine Vielzahl von Gasblasen erzeugt, die dem sehr zähen Öl nur langsam entweichen können. Wichtig ist dabei, dass die Hochspannungsversorgung während dieser Phase des Experiments eingeschaltet bleibt, um aufgrund des Selbstjustier-Mechanismus ein Hinauslaufen des Rotors zum Rand der Ölwanne zu verhindern. Dabei muss die Hochspannungsversorgung mit einer Strombe- grenzung betrieben werden, weil beim Absinken des Drucks auf einige Millibar zahlreiche Gas- und Korona- Entladungen stattfinden (erkennbar an optischen Leuchterscheinungen), die zu einer Leitfähigkeit des Restgases führen, von der man sicherstellen muss, dass eine Gefährdung der Geräte ausgeschlossen wird. Ein gänzliches Ausschalten der Hoch- spannungsversorgung während dieser Zeit des Abpumpens ist jedoch nicht möglich, damit der Rotor nicht von aufsteigenden Gasblasen an den Rand der Ölwanne getrieben wird, weil er dort aufgrund der Klebrigkeit des zähen Öls festgehalten werden würde, was erhebliche Probleme für ein späteres Ausnutzen des Selbstjustier-Mechanismus zur Folge hätte, da Selbstjustier-Kräfte oftmals nicht ausreichen, um die Adhäsionskräfte des Öls zu überwinden. Passiert dies, so muss die Vakuumkammer erneut belüftet werden, der Rotor muss vom Rand der Ölwanne entfernt werden und der Abpumpvorgang muss erneut gestartet werden.

4.4. „Netto-Leistungsgewinn“ zum Ausschluß von Artefakten 65

Im Verlauf des weiteren Evakuierens der Vakuumkammer nimmt die Leitfähigkeit des Rest- gases wieder ab (und damit verschwinden auch die Leuchterscheinungen), sobald der Bereich der Gasentladungen (bei einigen Millibar und einigen Zehntel Millibar) unterschritten ist. Damit wird auch die Notwendigkeit der Strombegrenzung in der Hochspannungsversorgung aufgehoben und die Hochspannung erreicht den eingestellten Spannungswert. Das Gerät war regelbar zwischen 0 und 30kV.

Erst wenn das Entgasen des Öls (erkennbar an der Zahl der Gasblasen) weitgehend abgeklungen ist, erreicht der Druck im Rezipienten den in Abb.22 angegebenen Wert. Nun wurden (nach Abschalten der Hochspannung, was jetzt möglich ist, da nicht mehr das Problem besteht, dass Gasblasen den Rotor zum Rand der Ölwanne treiben) erneut alle Leitungen auf Durchgang und alle Isolatoren auf Widerstand geprüft und dann konnte die in Abb.22 gezeigte Verdrahtung vervollständigt werden, wobei nun auch das Pikoamperemeter angeschlossen wurde.

Fährt man nun die Hochspannung langsam von 0 Volt beginnend wieder hoch, so kann man

feststellen, ab welcher Spannung der Rotor zu drehen beginnt. Sofern noch einige wenige restliche Gasblasen im Öl vorhanden sind, führt dies zu einem erhöhten Rauschen in der Strommessung (unabhängig davon, ob die Hochspannung zu klein oder groß genug ist, um ein Drehen des Rotors zu verursachen), das vermutlich seine Ursache darin haben könnte, dass der Rotor von den Gasblasen vertikal bewegt wird und somit fortwährend seinen Ab- stand zur Feldquelle verändert. Da dieses Rauschen sehr groß ist, muß man mit der Messung des Stromes solange warten, bis es abgeklungen ist, um die Strommessung nicht mehr zu stören.

Diese Spannung die zum Drehen des Rotors benötigt wird, liegt höher als der für den Selbstjustier-Mechanismus nötige Wert (außer wenn der Rotor doch an der Wand der Öldose klebt, dann nämlich kann er manchmal mit viel Glück durch eine Spannung von fast 30 kV mit Hilfe des Selbstjustiermechanismus von der Wannenwand entfernt werden, wobei aller- dings das Risiko besteht, dass er dabei ganz aus dem Öl herausgehoben wird und direkt zur Feldquelle hochfliegt). Je nach Abstand zwischen Rotor und Feldquelle liegen die zum Drehen des Rotors benötigten Spannungen zwischen 5 kV und 30 kV.

In diesem Zustand (mit drehendem Rotor) wurden wieder Strom und Spannung gemessen um daraus später die aufgenommene elektrische Leistung bestimmen zu können. Dabei hielt die Hochspannungsversorgung die Spannung konstant. Der Strom hingegen zeigte ein Rauschen mit Amplituden bis zu einigen pA bei wechselndem Vorzeichen der Stromflußrichtung. Bei derartigem Rauschen hilft im Hinblick auf die Bestimmung der Leistung in einfacher Weise eine Integralmittelwert-Bildung, da die beim Rauschen hin- und her- fließenden Ladungen keine Versorgung des Rotors mit Leistung verursachen. Deshalb wurde der Strom als Funktion der Zeit abermals elektronisch aufgezeichnet um einer späteren Integralmittelwert- Bildung zur Verfügung zu stehen, deren Ergebnis dann dazu verwendet werden konnte, durch Multiplikation mit der Spannung, die in Summe vom Rotor aufgenommene Netto-Leistung zu liefern. Dies sind die elektrischen Leistungsverluste, die mit der mechanischen Leistungs- aufnahme zu vergleichen sind.

66 4. Experimente zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie

Bei einer praktischen Messung erzielte Beispieldaten: Bei einer Hochspannung von  29.7 kV , die den Rotor zu einer Umlaufdauer von ca. ( 1 ± 1⁄2 ) Stunde für eine Um- drehung antrieb, wurde ein Strom aufgezeichnet (Meßdauer 90 Sekunden), dessen Integral- mittelwert mit I3   0.100  0.030 pA bestimmt wurde. Daß das Rauschen größer ist als bei der Leermessung, wundert es nicht, dass trotz erhöhter Messdauer auch der Integralmittelwert eine größere Messunsicherheit hat. Angegeben wurden jeweils die Unsicherheiten des Mittel-

werts als 1-Sigma-Konfidenzintervall.

Das Vorzeichen des Stroms wird nicht interpretiert. Es zeigt nur die Flußrichtung des Stroms durch das Pikoamperemeter und hat somit für die Leistungsbestimmung keine Bedeutung.

Die elektrische Leistung, die der Rotor aufgrund nichtidealer Isolation aufnimmt, beläuft sich somit dem Betrage nach auf

PU29.7103V0.1000.0301012A2.970.89109Watt. Sie steht einer mechanisch erzeugten Leistung von

 1.5  0.5107Watt mech

gegenüber. Der Veranschaulichung halber sei diese Leistung noch in das Diagramm der Leistungen eingetragen, sodaß Abb.25 entstanden ist.

Abb. 25:

Vergleich der elek- trischen Leistungs- verluste mit der frei- werdenden mechan- ischen Energie.

Angegeben sind 1- Sigma-Signifikanz- intervalle.

4.4. „Netto-Leistungsgewinn“ zum Ausschluß von Artefakten 67

Man sieht, dass die elektrischen Leistungsverluste um etwa eineinhalb Zehnerpotenzen geringer sind (nach der Größenordnung ca. um einen Faktor 30) als die vom Rotor erzeugte mechanische Energie. Damit ist gezeigt, dass die elektrische Leistung nicht die Drehung des Rotors erklären kann. Da dem Rotor sonst keine Leistung zugeführt bekommt, bleibt nur die Wandlung von Raumenergie als Erklärung für die Rotation übrig, die somit als Ergebnis der Messung eindeutig nachgewiesen wurde.

Anmerkungen und Diskussion der Ergebnisse

Die vorgestellte Meßanordnung war mit möglichst einfachen Mitteln aufgebaut worden. Apparativer Aufwand war nur bei denjenigen Komponenten getrieben worden, bei denen es aus inhaltlichen Gründen unabdingbar war (beim Vakuumpumpstand und bei der Strommessung mit Angaben im Sub-Pikoampere-Bereich). Dadurch wurde ein rascher Aufbau aus vorhandenen Labormitteln ohne lange Vorlaufzeiten (wie sie z.B. bedingt wären durch Finanzierungsanträge oder Konstruktion und Herstellung aufwendiger Anlagen) möglich. Dass das Ergebnis dennoch einen derart deutlichen Abstand zwischen den beiden Leistungsangaben zeigt, bestätigt sehr klar die Wandlung von Raumenergie in klassische mechanische Energie.

Die große Deutlichkeit des Ergebnisses macht Mut zu weiteren Untersuchungen. Sie rechtfertigt nun einen größeren Aufwand, wie er nötig wird, um sämtliche Experimentierpara- meter und Kenngrößen des Rotors systematisch zu chrakterisiseren und so einen präzise kon- trollierten Lauf des Vakuumenergie-Rotors zu ermöglichen, damit der Lauf des Rotors nicht mehr wie bisher durch reines Ausprobieren an den geometrischen Abmessungen und an den Spannungen von Hand erwirkt werden muss.

Gelangt man solchermaßen zu einer detaillierten Kenntnis des Systems „Vakuumenergie- Rotor“, so wäre auch eine massive Erhöhung der aus der Raumenergie gewandelten Leistung denkbar. Zu diesem Zweck müßte eine wesentliche Vergrößerung des Rotors erfolgen, da aus der Theorie erwartet wird, dass die gewandelte Leistung quadratisch mit dem Rotordurch- messer ansteigt. Verbessert man gleichzeitig den Enddruck des Vakuums, so steht dem An- stieg der mechanischen Leistung ein Absinken der elektrischen Leistungsverluste gegenüber. Über den hier bereits erbrachten physikalischen Nachweis der Existenz und der Wandlung von Raumenergie im Labor hinaus würden dann vielleicht bereits Anwendungen greifbar werden, die Raumenergie des Universums nutzbar machen zu können – sofern die Leistung in einem Umfang gesteigert werden könnte, der eine wirtschaftliche Nutzung ermöglichen würde.

Die Klarheit des Ergebnisses sollte hoffentlich auch andere Arbeitsgruppen der Grundlagen- physik aber auch der Ingenieuranwendungen anlocken, das Experiment zu reproduzieren und zu optimieren – trotz aller experimentellen Schwierigkeiten die dafür zu überwinden sein werden. Hierzu werden in Abschnitt 5.2 noch einige Überlegungen folgen.

68 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Aufgrund des in Abschnitt 2.3 aufgezeigten Energiekreislaufs des magnetostatischen Feldes und seiner großen Verwandtschaft zum Energiekreislaufs des elektrostatischen Feldes, sollte man erwarten, dass es möglich sei, einen magnetostatischen Rotor zur Wandlung von Vakuumenergie in Analogie zum elektrostatischen Energiewandlungs-Rotor zu bauen [e15]. Ein dafür geeigneter Vorschlag wird nachfolgend konzipiert. Die Überlegungen enthalten auch beispielhafte Berechnungen der zu erwartenden Kräfte (als Gegenüberstellung zu den Kräften am elektrostatischen Rotor).

Um die Bewegung des elektrostatischen Rotors verstehen zu können, war die Kraft eines elektrischen Feldes auf einen geeigneten Rotor aus elektrisch leitfähigem Material mit Hilfe der Spiegelladungsmethode berechnet worden [Bec 73]. Die Grundlage für die Anwend- barkeit dieser Methode liegt in der Tatsache, dass der von außen an das Material heran- tretende elektrische Fluß bewegliche Ladungsträger in der Materialoberfläche genau derart verschiebt und anordnet, dass die Flusslinien immer exakt senkrecht auf der leitfähigen Ober- fläche stehen [Jac 81]. Die Kraft zwischen der Ladung und der Spiegelladung ist es, aufgrund derer man dann die Drehung der Rotorblätter erklären kann, mit deren Hilfe man aus dem Kreislauf zwischen elektrostatischer Energie und Vakuumenergie einen Anteil an Energie entziehen kann.

Will man dieses Energiewandlungsprinzip nun auf den Kreislauf zwischen magnetischer Energie und Vakuumenergie anwenden und einen Anteil der magnetischen Feldenergie in mechanische Energie konvertieren, so muß man einen magnetisch getriebenen Rotor er- sinnen, dessen Antriebskräfte man in Analogie zu der dargestellten elektrostatischen Energie- konversion verstehen kann. Das Analogon zur Spiegelladungsmethode findet man im Meißner-Ochsenfeld-Effekt an Oberflächen von Supraleitern in magnetischen Feldern [Tip 03]. So wie die Spiegelladungsmethode auf dem Auftreten elektrostatischer Ladungen an der Metalloberfläche beruht, so beruht der Meißner-Ochsenfeld-Effekt auf dem Auftreten supraleitender Ströme in den Oberflächen eines Supraleiters in Magnetfeldern, wobei diese Ströme ihrerseits magnetische Felder verursachen, die die von außen einwirkenden Feld- stärken genau in der Weise kompensieren, dass im Inneren des Supraleiters kein magnetisches Feld auftritt. In diesem Sinne ist ein Supraleiter ein idealer Diamagnet mit einer Suszeptibilität von   1 [Ber 05].

Will man die Kräfte berechnen, die ein Magnetfeld auf einen Rotor aus supraleitenden Rotor- blättern ausübt, so muß man die Feldstärken an der Oberfläche des Rotors berechnen und dort in Wechselwirkung mit betragsmäßig identischen Feldstärken der entgegengesetzten Orientierung setzen (bzw. letztlich mit den zugehörigen Strömen). Einen möglichen Beispielaufbau zeigt Abb.26 mit einem Permanentmagneten im oberen Teil und darunter einem Rotor aus vier supraleitenden Flügeln. Die dort skizzierten Abmessungen dienen als

5.1. Magnetisches Analogon zum elektrostatischen Rotor

5.1. Magnetisches Analogon zum elektrostatischen Rotor 69

Eingabe-Parameter für eine zu Demonstrationszwecken nachfolgend gezeigte Musterberech- nung konkreter Kräfte. Da die Flusslinien in die idealen Diamagneten der Rotorblätter nicht eindringen können, wirken die magnetischen Kräfte abstoßend, unabhängig von der Orientierung der Polaritäten des flachen Dauermagneten, der oberhalb des Rotors angebracht ist. Damit ergibt sich eine Drehrichtung des Rotors im Beispiel von Abb.26 entgegen dem Uhrzeigersinn. (Dies ist genau umgekehrt wie bei den anziehenden elektrostatischen Kräften des elektrostatischen Rotors.)

Berechnung eines Zahlenbeispiels

Um der Übersichtlichkeit und der Verständlichkeit der Berechnung willen, sei das Magnet- feld, das den Rotor antreibt, als homogen angenommen (Zahlenwert für unser Rechen-

beispiel:  1 ) und zeige genau in Richtung der z-Achse. Dadurch ist der vektorielle Wert

der von außen einwirkenden Feldstärken an allen Orten auf den Rotorflügeln immer gleich. Das aufgrund des Meißner-Ochsenfeld-Effekts erzeugte kompensierende Feld zeigt dann für alle Orte auf den Rotorblättern immer genau in Richtung auf die negative z-Achse. Aber die Ortsvektoren von den einzelnen Punkten auf der Feldquelle zu den einzelnen Punkten auf den Rotorflügeln verlaufen in unterschiedlichen Richtungen, und da jeder einzelne Rotorflügel für sich nicht symmetrisch um die z-Achse angeordnet ist, ergibt sich eine Kraft auf jeden dieser Rotorflügel, die in Summe über alle Orte auf der Feldquelle und über alle Orte auf dem Rotorflügel eine tangentiale Komponente enthält und eben nicht genau in z-Richtung zeigt. Hier wurde die Berechnung als numerische Näherung über finite Elemente der Feldquelle und über finite Elemente der Rotorblätter durchgeführt.

Die dabei zu summierenden finiten Kraftelemente wurden wie folgt bestimmt: Jedes finite

Element der Feldquelle erzeugt an jedem finiten Element des Rotors einen Feld-Anteil

(Feldstärke mit Index Nr.1), auf welches das finiten Element des Rotors seinerseits mit einem

Gegenfeld reagiert (Feldstärke mit Index Nr.2). Die Wechselwirkungskraft der beiden

Feldstärken miteinander folgt dem üblichen Einsetzen anhand des Biot-Savart’schen Gesetzes

und der Lorentzkraft, die sich nach den ursächlichen Feldstärken auflösen lassen, um die

Wechselwirkungskraft zwischen den beiden Feldstärken ( H1 und H2 ) zu erhalten. Das führt zu der Beziehung

2 F4eHH,

12 0121212

mit  und

0

7Vs   4 10 ,  Vektor zwischen den Feldelementen

(1.69)

Am 12 

e12  Einheitsvektor zwischen den Feldelementen.



Abb. 26:

Graphische Ver- anschaulichung eines supra- leitenden Rotors der auf einer Achse unter einem flachen Dauermagneten angebracht ist.

70 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Da die Feldstärke in unserem Beispiel homogen eingesetzt wird ( H2  H1  1mA ), genügt zur Berechnung der Gesamtkraft eine Summation über die finiten Elemente der Fläche der Feldquelle und über die finiten Elemente der Fläche des Rotorflügels. Für eine fortwährende Verfeinerung der Untergliederung konvergiert dieses Verfahren gegen die Werte von

 4.2 108 für die radiale Komponente der Kraft, sowie  3.11010 für die RT

tangentiale Komponente der Kraft pro Rotorblatt. Die radiale Kraftkomponente wird von der

Achse des Rotors aufgenommen, hingegen die tangentiale Kraftkomponente ist es, die zur

Rotation des Rotors führt. Bei vier Rotorblättern ergibt sich somit eine Summe der tangentia-

len Kraftkomponenten von  1.2 109 . Berechnet man zu jeder Teilkraft auf jedes der T

finiten Elemente des Rotors das dort wirkende Drehmoment aufgrund seines Abstandes zur Rotationsachse, und summiert man dann alle diese Drehmomente auf, so ist das antreibende Gesamtdrehmoment auf den im Beispiel gezeigten Rotor  4.8 1011 Nm . Sieht man, dass die antreibende tangentiale Kraft wesentlich kleiner ist als die antreibende Kraft in axialer Richtung, dann weiß man, dass die exakte Justage und die exakte Homogenität des Feldes extrem wichtig sind für ein tatsächliches Experiment, ebenso wie eine extrem große mechanische Präzision bei der Fertigung des Aufbaus.)

Der berechnete Wert für das antreibende Drehmoment ist zwar nicht groß, aber es sind bis hierhin auch noch keine realistischen Feldstärken eingesetzt worden. Diese lassen sich vergrößern und mit ihnen die Kräfte und die Drehmomente, denn die Kräfte und die Drehmomente skalieren nach (1.69) quadratisch mit der Feldstärke. Die zu beachtende Begrenzung dabei ist durch die kritische Feldstärke Bdes Meißner-Ochsenfeld-Effekts gegeben, die allerdings von der Temperatur abhängt. Bei Supraleitern der 1.Art ist z.B.

B 0.080für Pb oder B 0.01für Al für die Extrapolation der Temperatur  0 . Um einen gewissen Sicherheitsabstand zu wahren, und zu berücksichtigen, dass die Temperatur von Null verschieden ist, könnte man auf wenige milli Tesla beschränken, also z.B.

H1 103 wählen, was zu einer tangentialen Kraftkomponente von m9 6 3

F 1.2 105 10  1.2 10 führt, bzw. zu einem antreibenden Drehmoment von

 4.8 10 Nm . Dies sollte genügen, um die in (1.65), (1.66), bzw. (1.67) abgeschätzte Reibung für eine realistische Lagerung zu winden.

Will man mit flüssigem Stickstoff kühlen, so kann man einen Hoch-Tc-Supraleiter einsetzen. Zum Bsp. Y BaCuO7ist als Supraleiter der 2.Art bekannt. Um dessen Arbeitsweise als

idealen Diamagneten zu erhalten, soll man Feldstärken vermeiden, die zur Ausbildung der Shubnikov-Phase führen. Dennoch sollten die Feldstärken und damit die erreichbaren Dreh- momente eher noch größer werden als bei den obengenannten Supraleitern der 1.Art. In diesem Sinne sollte eine Wandlung von Vakuumenergie via Feldenergie magnetostatischer Felder in mechanische Rotationsenergie auch mit magnetostatischen Rotoren nachweisbar sein, die mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden.

Weiterführende experimentelle Hinweise:

Nun stellt sich die Frage, ob zur praktischen Durchführung des Experiments wirklich ein Supraleiter, also ein idealer Diamagnet, nötig ist, oder ob auch gewöhnliche Dia-, Para-, und Ferro- Magnetika möglich sind, die bei Zimmertemperatur Wechselwirkungskräfte mit Magnetfeldern zeigen. Diese Frage kann an dieser Stelle nicht abschließend beantwortet

5.1. Magnetisches Analogon zum elektrostatischen Rotor 71

werden; lediglich eine Abschätzung der Kräfteverhältnisse bzw. der Drehmomente ist möglich:

Würde man einen Rotor aus einem klassischen diamagnetischen Metall (wie z.B. Kupfer 1105,oderWismut 1.5104,nach[Stö07])bauen,sowäre H2 H1,wasdie Kräfte und die Drehmomente im Vergleich zum Supraleiter entsprechend um 4-5 Zehner- potenzen verkleinert. Durch eine Erhöhung der Feldstärken auf 1 Tesla oder sogar darüber ließe sich dieser Verkleinerung mehr als kompensieren, sodaß man durchaus ein Drehmoment

imBereichvon105…104Nm zuerwartenhätte.

Anstelle eines Diamagnetikums könnte man auch ein Paramagnetikum verwenden, z.B. Platin mit einer Suszeptibilität von   1.9 106 oder Aluminium mit   2.5 104 [Ger 95]. Abgesehen davon, dass die Kräfte nun anziehend werden, der Rotor also die entgegen- gesetzte Laufrichtung hätte wie ein diamagnetischer Rotor, sind die Beträge der Zahlenwerte für die Kräfte und die Drehmomente in vergleichbarer Größenordnung.

Große Kräfte könnten bei geeigneter Werkstoffwahl ferromagnetische Rotorblätter aufneh- men. Würde man ferromagnetischen Materialien rein formal eine Suszeptibilität zuordnen, so käme man auf Werte, die um etliche Zehnerpotenzen über denen der Diamagnetika oder der Paramagnetika liegen. Allerdings hängt hier die Spinordnung im Material von dessen magne- tischer Vorgeschichte ab [Kne 62] und damit stellt sich die Frage nach der Anwendbarkeit des Funktionsprinzips, das für einen idealen Diamagneten entwickelt worden war. Bei den theo- retischen Überlegungen haben wir die Spiegelladungsmethode des elektrostatischen Rotors, nach der die Wirkung von Verschiebungen der Ladungen auf der Oberfläche der Rotorblätter betrachtet wurden, übertragen auf die Ströme in den supraleitenden Oberflächen magne- tischer Rotoren. Daß Überlegungen zum Einsatz klassischer Diamagnetika oder Paramagneti- ka (bei Raumtemperatur) über diese Gedanken hinausgehen, ist klar und daraus bekommt die Frage ihre Berechtigung, ob man nicht andere als die hier gezeigten theoretischen Über- legungen zur Bestimmung der Reaktion klassischer Dia- bzw. Paramagnetika auf magneto- statische Felder ansetzen müßte. Um so mehr stellt sich diese Frage bei Ferromagnetika, bei denen die Spinordnung im gesamten Inneren des Materials beeinflusst wird und sich außer- dem die auszurichtenden Spins gegenseitig beeinflussen [Kne 62]. Die Ausbildung ferromag- netischer Domänen, und deren Fortbestehen aufgrund des Barkhausen-Effekts – all das sind Dinge, die dazu führen, dass die Spins und die von ihnen hervorgerufenen magnetischen Mo- mente einem äußeren magnetischen Feld nicht ungestört folgen, was die Übertragbarkeit un- serer Überlegungen zum supraleitenden Rotor auf einen ferromagnetischen Rotor sehr in Frage stellt.

Beim praktischen Aufbau eines Rotor-Experiments muß man sich (unabhängig vom Material der Rotorblätter) außerdem daran erinnern, dass die oben berechneten tangentialen Kraftkom- ponenten (die die Rotation verursachen) um etwa zwei Zehnerpotenzen kleiner sind als die radialen Kraftkomponenten, die die Drehung des Rotors hervorrufen. Deshalb ist größte Präzision beim mechanischen Aufbau der Anordnung erforderlich, damit die radialen Kraftkomponenten die Rotation nicht stören. Die Abweichungen der Rotorbewegung vom ideal-exakten Lauf dürfen nur so klein sein, dass der Rotor nicht an irgend einer Position ein Energieminimum hinsichtlich seiner Stellung zu den radialen Kraftkomponenten findet, das ihn festhalten würde. Nur wenn der im Aufbau vorhandene störende Anteil der radialen Kraftkomponenten (z.B. aufgrund mechanischer Ungenauigkeiten oder aufgrund von Unge- nauigkeiten des Magnetfeldes) kleiner ist als die antreibenden tangentialen Kraftkomponen-

72 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

ten, ist eine Rotation möglich. Auch die Homogenität des anliegenden Magnetfeldes spielt in diesem Zusammenhang sicherlich eine kritische Rolle, ebenso wie die mechanische Präzision des Aufbaus des Rotors. Dieses Problem wurde auch im Rahmen praktischer Versuche in der vorliegenden Arbeit er- fahren [Lie 08/09], und zwar in der Form, dass eine Drehbewegung des Rotors spätestens nach ein- oder zwei Umdrehung zum Stillstand kommt. Da auch diese wenigen Umläufe unter mangelnder Reproduzierbarkeit litten, genügt das sicherlich nicht, um zu behaupten, die Drehung eines magnetischen Rotors sei bereits experimentell nachgewiesen. Das Experiment der Wandlung von Vakuumenergie mit Hilfe eines magnetostatischen Rotors wartet demnach noch auf eine Durchführung.

Eine Abhilfe beim Problem der extremen Präzisionsanforderungen hinsichtlich der mechanischen Fertigung des Rotors und überhaupt aller Komponenten des Aufbaus konnte im Falle des elektrostatisch getriebenen Rotors mit Hilfe des Selbstjustiermechanismus gefunden werden, der im Falle des magnetischen Rotors nicht existiert. Der Grund ist folgender: Der elektrostatisch getriebene Rotor wird von anziehenden Coulombkräften angetrieben. Diese anziehenden Kräfte minimieren den Abstand zwischen dem Rotor und Feldquelle, sofern der Rotor lateral frei verschieblich gelagert ist. Und diese Abstandsmini- mierung kommt einer optimalen Justierung des Rotors unter der Feldquelle gleich. Der magnetisch getriebene Rotor hingegen wird von abstoßenden Lorentz-Kräften getrieben (weil der Supraleiter ein idealer Diamagnet ist), sodaß die antreibenden Kräfte einen lateral frei verschieblichen magnetischen Rotor von der Feldquelle wegschieben wollen. Dies kann nur durch eine mechanisch starr fixierte Rotationsachse verhindert werden. Mit anderen Worten: Will man, dass der magnetische Rotor im antreibenden Magnetfeld verbleibt, so benötigt man eine raumfeste Rotationsachse, mit natürlich ein Selbstjustiermechanismus des Rotors relativ zur Feldquelle nicht möglich ist. Und damit werden die extremen Präzisionsanforderungen hinsichtlich der mechanischen Fertigung des Rotors unumgänglich. Dies steht einer einfachen Herstellung mit minimalem Aufwand (wie am Ende des Abschnitts 4.4 erwähnt) im magnetischen Falle im Wege.

Die dargestellten Überlegungen und Berechnungen zeigen, dass es dem Prinzip nach möglich sein sollte, die Konversion von Vakuumenergie in mechanische Energie nicht nur mit Hilfe elektrostatischer Felder, sondern auch mit Hilfe magnetischer Felder durchzuführen. Die experimentellen Anforderungen sind dann allerdings anders geartet, als beim elektro- statischen Rotor, und auch wesentlich anspruchsvoller. Lediglich das Vakuum wäre im Falle des magnetischen Rotors nicht erforderlich, da magnetische Felder (im Unterschied zu elektrischen Felder) keine Ionisation von Gasatomen verursachen. Eine Energie- und Leistungs- Messung könnte beim magnetisch getriebenen Rotor evtl. auch entfallen, sofern ein Antrieb mit Dauermagneten möglich ist, der prinzipiell keinen Leistungsverbrauch hat. Die Anforderungen an die mechanische Fertigung des Rotors und an die Homogenität des Magnetfeldes hingegen erschweren die Aufgabe, einen funktionierenden magnetischen Rotor zu bauen, jedoch beträchtlich.

Übrigens: Wenn man die Wandlung von Raumenergie mit dem elektrostatischen Rotor von der hydrostatischen Lagerung des schwimmenden Rotors befreien will und eine raumfest Rotationsachse haben möchte, sind die hohen Anforderungen an die mechanische Präzision und an die Homogenität des antreibenden Feldes vergleichbar groß wie im Falle des magnetischen Rotors. Um diese Herausforderungen näher zu beleuchten wurde Abschnitt 5.2. geschrieben.

5.2. Rotor mit raumfester Rotationsachse 73

Wie im Zahlenbeispiel des Abschnitts 5.1 bereits erwähnt, wirken auf den Rotor nicht nur die tangentialen Kräfte, die die Rotation antreiben, sondern auch radiale und vertikale Kräfte, die ihn seitlich oder vertikal bewegen oder verschieben wollen. Dies ist für den elektrostatischen Rotor ebenso der Fall wie für den magnetostatischen Rotor. Setzt man einen einfachen gebogenen elektrostatisch getriebenen Rotor nach Abb.27 auf eine Spitze, so besteht leicht die Gefahr, dass er beim Einschalten des Feldes herabfällt anstatt sich zu drehen (nur bei guter Justage kann man Glück haben, dass sich der Rotor dreht). Aber selbst wenn die Rotation schon anläuft, kann es sein, dass der Rotor noch herabfällt. Alleine daraus erkennt man die Querkräfte, die auf den Rotor wirken. Es wird noch zu untersuchen sein, ob diese Querkräfte von der begrenzten mechanischen Fertigungsgenauigkeit und von Inhomogeni- täten des antreibenden Feldes herrühren [Bec 08/09] (prinzipiell ist weder die Fertigungsge- nauigkeit noch die Feldhomogenität mit absoluter Perfektion machbar). Im übrigen liegt der Schwerpunkt des Rotors tiefer als sein Auflagepunkt auf der Nadelspitze, sodaß der Rotor bei ausgeschaltetem elektrischen Feld stabil liegt und sogar beim Herumtragen der Anordnung nicht herabfällt, auch wenn man keine besondere Vorsicht walten lässt. Dadurch wird um so mehr die Wirkung der Querkräfte beim Einschalten des elektrischen Feldes verdeutlicht (beim elektrostatischen Rotor). Tatsächlich ist es nicht gelungen, den Rotor von Abb.27 im Vakuum ohne Absturz in Rotation zu versetzen – anders als an Luft, wo die Gasionen eine zusätzliche Antriebskraft liefern, die den Rotor in Drehung versetzt, die dann wiederum die Lage des Rotors stabilisiert. Deshalb war an Luft bei guter Justage eine Rotation trotz der Querkräfte möglich, mitunter auch bei schräg stehender Rotationsebene. Dadurch wird auch klar, dass im Vakuum die Querkräfte und die davon hervorgerufenen Querbewegungen stärker ausfallen als unter Luft.

Abb. 27:

Einfacher gebogener Rotor zur Veran- schaulichung der Querkräfte, die bei ein- em angelegten elektrostatischen Feld auf- treten. Aufgrund der raumfesten Rotat- ionsachse ist hier lateraler Selbst- justiermechanismus unmöglich, sodaß die Querkräfte nicht zur lateralen Selbst- justage, sondern zum Herabfallen des Rotors von der Spitze führen.

Unabhängig von den Schwierigkeiten der technischen Realisation bleibt natürlich der Wunsch bestehen, Rotoren zur Wandlung von Raumenergie mit raumfester Achse zu betreiben, denn einerseits ist für technische Anwendungen die hydrostatische Lagerung des

5.2. Rotor mit raumfester Rotationsachse

74 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

auf Öl schwimmenden Rotors außerordentlich unpraktisch und andererseits ist der Rotor mit nicht raumfester Rotationsachse nur im elektrostatischen Falle denkbar, nicht aber im magnetischen Falle.

Aus diesen Gründen ist die Frage nach den Querkräften, die auf die Rotoren während der Rotation wirken, nicht unbedeutend und wurde daher näher untersucht. Dies geschah in der Form, dass ein schwimmender lateral frei verschieblicher Rotor (Rotordurchmesser 6.4 cm) während seiner Rotation gefilmt (mit einer Digitalkamera mit Filmabschnitten von jeweils 30 Sekunden) wurde. Hierzu wurde der Rotor aus Abb.21 nochmals verwendet und (an Luft) auf eine Metallwanne mit Wasser (Wannendurchmesser am Wasserspiegel 18 cm) gesetzt und eine Feldquelle (Durchmesser der Feldquelle 13 cm) einige Zentimeter über dem Rotor angebracht. Das Filmen der Rotation geschah bei verschiedenen antreibenden elektrischen Spannungen (zwischen Feldquelle und Rotor). Im Anschluß wurden die Filme hinsichtlich der Drehung des Rotors sowie hinsichtlich der lateralen Verschiebung des Rotors ausge- wertet. Die Angabe der lateralen Position des Rotors wurde an dem der Kamera zugewandten Punkt („Y“ in Abb.28) und am „äußerst linken Punkt“ („X“ in Abb.28) orientiert, deren Positionen als eindeutiges Maß für die x-Koordinate bzw. für die y-Koordinate der Rotor- achse zu verstehen sind. Die Untersuchungen sind zwar unter Zimmerluftdurck ausgeführt worden, aber nach den Erläuterungen zu Abb.27 ist klar, dass die Taumel- und Querbe- wegungen unter Vakuum noch stärker ausfallen (als an Luft).

Abb. 28:

Schwimmkörper-Rotor auf Fluid (gelb) in einer Wanne. Die Verschiebung der Rotor- kanten (Kante in rot, Ver- schiebung in blau) dient als Maß für die laterale Verschiebung des Rotors in der xy-Ebene.

Das hellgrüne Rechteck sym- bolisiert einen Styropor- schwimmer definierter Ab- messungen (1.0 cm x 1.0 cm) zur Kalibrierung der x- und y- Maßstäbe.

Die Längenkalibrierung der x- und der y- Achse geschah mit einem Schwimmkörper definierter Abmessungen, der in x- und y- Richtung ausgerichtet war. Nach durchgeführter Längenkalibrierung der Bilder der Kameraaufnahmen der Rotorbewegung ließ sich die horizontale Spur der Rotorachse während des Drehens bestimmen, indem die x- und y- Positionen der einzelnen digitalen Bilder der Bewegungsvideos aus deren Pixeln ausgezählt wurden. Der Drehwinkel des Rotors wurde ausgewertet anhand der Drehung der farbigen Musterung auf der Außenseite des Schwimmkörpers.

5.2. Rotor mit raumfester Rotationsachse 75

Die so bestimmten Spuren sind in Abb.29 für drei typische Beispiele (mit jeweils unter- schiedlichen antreibenden Spannungen respektive Feldstärken) aufgezeichnet.

Abb. 29, erster Teil:

Bahnen der Spuren der lateral ver- schieblichen Rotorachse des schwim- menden Rotors. Die Rotorpositionen legen diese Bahnen aufgrund des Selbstjustiermechanismus des Rotors auf der Oberfläche des Fluids zurück.

Insgesamt sind hier drei Beispiele für Bahnen der Rotorachspositionen dar- gestellt, die bei verschiedenen Feld- stärken (Spannungen zwischen Rotor und Feldquelle) bei ansonsten gleichen (geometrischen) Bedingung- en aufgenommen wurden.

Die Überlagerung aller drei Spru- bilder dient der Anschauung und ist möglich, weil die Aufnahmen alle im selben geometrischen Maßstand durchgeführt wurden.

Bei einfacher optischer Beobachtung mit dem bloßen Auge erkennt man nicht, wie unregelmäßig diese Bahnen bei schwimmenden Rotoren laufen. Erst durch die Auswertung der Video- Filmaufnahmen wird die Unregel- mäßigkeit der lateralen Rotorbahnen aufgrund des Selbstjustiermechan- ismus deutlich. Man beachte beson- ders die blaue Spur (bei 13 kV), die zeigt, dass noch nicht einmal eine Änderung der Hochspannung nötig ist, um eine wesentliche Änderung der Spur der Rotorposition zu er- wirken.

76

5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Abb. 29, Fortsetzung:

Um die Bedeutung und das Ausmaß der Selbstjustierung zu verstehen, vergleiche man die x- und y- Skala mit dem Durchmesser des gesamten Rotors, der nur von 64 mm beträgt.

Diese Selbstjustierung ist nötig, damit sich der Rotor drehen kann !

Ganz offensichtlich ist ein fortwährendes Justieren und Nachjustieren der lateralen Rotor- position im Verlaufe der Rotation unabdingbar. Dass sich der Rotor nur drehen kann, wenn man ihm diese ständige permanente Justage und Nachjustage erlaubt, wurde auch mit dem größeren Rotor aus Abb.9 untersucht, der einen Durchmesser von 46 cm hat. Zu diesem Zweck wurde in dessen Symmetrieachse eine Metallstange montiert (Stangendurchmesser 2.2 mm). Diese Rotor konnte auf Wasser frei schwimmend (lateral verschieblich) gut zur Rotation gebracht werden. Wurde hingegen die freie Verschieblichkeit des Rotors dadurch behindert, dass die Achse in einen Glaszylinder eintauchte, der im Wasser stand (Durch- messer des Glaszylinders 44 mm), so konnte sich der Rotor nur solange drehen, bis die Metallstange die Wände des Glaszylinderes berührte und damit am Fortsetzen des Selbst- justiermechanismus gehindert wurde. Sobald der Selbstjustiermechanismus gestoppt wurde, endete auch die Drehung des Rotors. Wurde der Glaszylinder von Hand um einige Zentimeter verschoben, damit der Selbstjustiermechanismus wieder in Gang kommen konnte, dann justierte sich die Rotorposition erneut und drehte, aber nur solange, bis die Metallstange in der Achse des Rotors erneut den Glaszylinder erreichte.

Man erkennt also, dass ein Rotor mit einem Durchmesser von 64 mm eine laterale Bewegungsfreiheit von ca. 6…7 mm benötigte und ein Rotor mit einem Durchmesser von 46 cm eine laterale Bewegungsfreiheit von mehr als 44 mm, damit der Selbstjustiermechanismus des Rotors im elektrostatischen Feld so weit funktionieren kann, dass eine Drehung des Rotors möglich ist. Die Gründe hierfür sollten aller Wahrscheinlichkeit nach in Inhomogenitäten des antreibenden (elektrischen) Feldes und in Ungenauigkeiten der mechanischen Fertigungspräzision der Rotoren liegen. Der Funktionsmechanismus, der beim fortwährenden Justieren und Nachjustieren die Rotation ermöglicht, ist offensichtlich folgender: Der Rotor sucht sich durch laterale Verschiebung seiner Position das Energieminimum im antreibenden Feld, sodass nun die Kräfte aufgrund des Feldes zum Drehen des Rotors zur Verfügung stehen. Letzteres sind die Kräfte, die aus der Wandlung von Raumenergie resultieren. Verbietet man hingegen dem Rotor diese Art der Selbst- Justage und Nachjustage (was bei einer raumfesten Rotationsachse der Fall ist), so kann sich der Rotor nur dadurch ins Energieminimum bewegen, dass er seine Rotorblätter durch Drehung (um die raumfeste Rotationsachse) nach dem Feldgradienten ausrichtet. Und diese Drehung endet

5.2. Rotor mit raumfester Rotationsachse 77

genau dann, wenn der Feldgradient zu Null wird, also wenn die Rotorblätter ins Energie- minimum zeigen.

▪ Wenn der Selbstjustiermechanismus arbeiten kann, dann bewegt sich der Rotor (lateral) ins globale Hauptminimum des elektrostatischen Potentials und ist dort in der Lage Raumenergie zu wandeln.

▪ Wenn der Selbstjustiermechanismus hingegen nicht ermöglicht wird, dann dreht sich der Rotor (tangential) in ein lokales Nebenminimum des elektrostatischen Potentials und wird dort festgehalten, sodaß er keine Raumenergie wandeln kann.

Diese Sichtweise wird auch durch ein Experiment bestätigt, bei dem ein spitzengelagerter Rotor (mit raumfester Spitze) in einem Vakuumrezipienten bei einem Druck von wenigen

106 mbar unter einer Feldquelle positioniert wurde [Bec 08/09], wie in Abb.30 zu sehen.

Das Besondere dabei war, dass der Rotor auf einer xy-Mimik lateral verschieblich positioniert war, sodaß er im Vakuum mittels zweier Drehdurchführungen in der Horizontalen verschoben werden konnte. Durch Hin- und Herschieben der Rotorposition unter der Feldquelle ließ sich nun eine Rotordrehung um Teile einer Umdrehung erwirken (von einigen Winkelgrad über Vierteldrehungen bis ca. zu Dreivierteldrehungen), aber kein kontinuier- licher Lauf des Rotors. Dies leuchtet (nach Abschluß des Experiments) auch deshalb ein, weil man bei der manuellen Verschiebung mit der xy-Mimik nicht die für einen kontinuierlichen Lauf des Rotors erforderliche Bahnkurve (entsprechend der Selbstjustage aus Abb.29) kennt und daher diese nicht manuell nachbilden kann. (Das Experiment zu Abb.29 wurde nach Abschluß des Experiments zu Abb.30 ausgeführt.)

Abb.30 zeigt den verwendeten Rotor und dessen Aufhängung an einem der Seitenflansche der Vakuumapparatur. Während des Betriebs des Rotors im Vakuum sieht man ein Verkippen des Rotors, das man bei Beobachtung der Hülse des Spitzenlagers erkennt. Diese verkippt bis sie seitlich an Nadel (die die Spitze trägt) anliegt. Auch ein Aufbohren des Hülsendurch- messers ändert daran nichts.

Abb. 30:

Spitzengelgerter Rotor auf einer Nadelspitze, die mit Keramik gegenüber dem Vakuumrezipienten isoliert montiert war und über ein feines Kupferfilament elek- trisch angeschlossen war.

78

Fazit:

5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Fortsetzung, Abb. 30:

Die im Bild zu sehende xy- Mimik ist noch nicht in-situ bei im Vakuum montierten Rotor zu verstellen, wurde aber im weiteren Verlauf der Experimente durch eine von außen bedienbare xy-Mimik mit zwei Vakuumdurch- führungen ersetzt, die bedient werden konnte während der Rotor im Vakuum war.

Das Prinzip der Wandlung von Raumenergie ist, wie in Abschnitt 4 beschrieben, funktions- fähig und physikalisch nachgewiesen. Damit sind die physikalischen Grundlagen, die zur vorliegenden Arbeit entwickelt wurden, bewiesen.

Technische Anwendungen und Umsetzungen des hier entwickelten Prinzips erfordern aber eine wesentlich präzisere Fertigung der Rotoren, eine anderen Lagerung und sehr gute Homogenität des antreibenden Feldes mit dessen Hilfe die Raumenergie gewandelt werden soll. Diese Optimierungsvorschläge lassen sich wie folgt begründen:

Ganz offensichtlich sind es Feldinhomogenitäten, die den Rotor mit fester Rotationsachse am kontinuierlichen Drehen hindern. Nur durch Feldinhomogenitäten ist nämlich zu erklären, dass der Rotor sich zu einer Position des Energieminimums drehen und dort stehenbleiben kann – denn gäbe es keine Feldinhomogenitäten, dann gäbe es auch keine Position eines Energieminimums, die den Rotor anziehen und festhalten könnte. Erst Priorität hat also bei allen weiteren Optimierungen die Homogenisierung des antreibenden (elektrischen oder magnetischen) Feldes.

Da es perfekt homogene Felder (im idealen Sinne) in der Realität nicht geben kann, sind des weiteren Asymmetrien in der geometrischen Gestalt des Rotors mit hoher Präzision zu vermeiden. (Aber nicht alle Asymmetrien sind prinzipiell zu vermeiden, weil das Funktions- prinzip des Rotors ja Asymmetrien erfordert, z.B. bei der geneigten Anordnung der Rotor- blätter.) Je geringer die unerwünschten Asymmetrien der Rotorform sind, um so weniger reagiert dieser auf noch vorhandene Rest- Feldinhomogenitäten (bei einem optimierten Feld). Aber nicht nur die Form des Rotors, sondern auch dessen Ausrichtung relativ zur Feldquelle ist wichtig. Die Rotationsebene des Rotors muss sehr genau parallel zu der dem Rotor zugewandten Seite der Feldquelle sein, damit nicht eines der Rotorblätter den minimalen Abstand zur Feldquelle suchen und dort stehenbleiben kann. (Auch dies war beim schwim- menden Rotor unproblematisch, weil der Rotor sich immer genau auf der Ebene der waage- rechten Flüssigkeitsoberfläche bewegt.)

5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen 79

Ein weiterer Störfaktor liegt in den metallischen Flächen der Vakuumkammer, die aufgrund vorhandener Flansche, Rohrstutzen, etc… nie ideal symmetrisch um den Rotor angeordnet sein können. Da diese metallischen Flächen auch elektrische Felder führen (sie wirken auf die Feldlinien ein), könnten sie z.B. gegenüber dem Rotor abgeschirmt werden, wobei die Symmetrie der Abschirmungen relativ zum Rotor mit hoher Präzision ausgeführt werden muss, um Feldasymmetrien aufgrund der Abschirmungen zu vermeiden.

Schließlich ist als weiterer Optimierungsfaktor auch noch die Lagerung des Rotors zu nennen. Bisher wurde die raumfeste Fixierung der Rotorachse immer mittels eines einfachen Spitzenlagers bewerkstelligt. Dieses lässt aber eine seitliche Pendelbewegung oder ein seitliches Ausweichen des Rotors zu, wodurch der Rotor auch wieder Querkräften folgen kann (aber nicht im Sinne einer Selbstjustage). Würde man z.B. ein Kugellager oder ein Doppelspitzenlager verwenden, so wäre eine seitliche Pendelbewegung ausgeschlossen. Aber würde das unser Problem lösen ? Sicherlich nicht, denn es würde dem Rotor nicht ermög- lichen, durch eine seitliche Verschiebung das Hauptmimimum im Potential zu finden und diesem zu folgen.

Wie stark die seitliche Pendelbewegung wirklich werden kann, wenn man sie zulässt, wurde anhand eines Rotors nachgewiesen, der mit einer Nadelspitze hängend an einem Magneten durch Magnetkräfte gehalten wurde und von einem elektrostatischen Feld angetrieben wurde. Wie man nach Kenntnis von Abb.29 erwartet, fängt der Rotor im Betrieb sehr stark an, außer zu rotieren auch zu taumeln (die Rotorachse taumelt), und zwar mit einer ausgesprochen unregelmäßigen Bewegung.

Erst dann, wenn alle störenden Kräfte zusammen geringer sind, als die antreibende Kraft aus der Wandlung von Raumenergie, wird der Rotor eine kontinuierliche Drehung ausführen. Ob dafür die obengenannten Optimierungsvorschläge bereits ausreichen können, muss die Zukunft erweisen.

Bei allen Schwierigkeiten zur Umsetzung der technischen Nutzung des Raumenergie-Rotors sollte man aber nicht vergessen, dass das Prinzip der Wandlung von Raumenergie bereits physikalische nachgewiesen ist (siehe Abschnitt 4). Es muss als prinzipiell funktionieren. Wenn man es mit der raumfesten Rotationsachse nicht umsetzen kann, dann liegt das nicht an der dahinterstehenden Physik, sondern am technischen Ungeschick der Umsetzung.

Noch immer ist nicht allgemein anerkannt, dass den Nullpunktsoszillationen der Quanten- theorie meßbare und nutzbare Kräfte entnommen werden können, mit deren Hilfe sich die Energie ebendieser Nullpunktsoszillationen in eine bekannte klassische Energieform umwandeln läßt lassen. Allerdings ist dieser Mangel an Anerkennung insofern besonders erstaunlich, als daß (wie bereits berichtet), die Entnahme von Energie aus den Nullpunktsoszillationen beim Casimir-Effekt bereits nachgewiesen ist und überdies mit einer Meßgenauigkeit von 5% experimentell bestätigt wurde [Lam 97]. Darüberhinaus ist die Existenz der „Dunklen Energie“ mit ihrer gravitativen Wirkung auch in der Kosmologie bekannt, wobei darüber diskutiert wird, ob diese „Dunkle Energie“ mit der „Energie der Nullpunktsoszillationen“ zu identifizieren ist oder nicht. Um diesen Zusammenhang zu testen, gibt es einen Vorschlag von [Bec 06], der dazu geführt hat, dass derzeit eine

5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen

80 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

experimentelle Untersuchung von [War 09] durchgeführt wird. Aber unabhängig davon, ob man die „Dunkle Energie des Raumes“ vollständig mit der „Energie der Nullpunkts- oszillationen der Quantentheorie“ identifiziert oder nicht, ist vom Casimir-Effekt her bekannt, dass der bloße Raum (der auch als Vakuum bezeichnet wird) die Energie der Nullpunkts- oszillationen enthält. Daraus folgt mit logischer Zwangsläufigkeit immerhin, dass die Energie der Nullpunktsoszillationen zumindest einen Beitrag zur Dunklen Energie des Raumes liefern muß.

Nachdem nun die „Energie der Nullpunktsoszillationen“ als solche erkannt und in der Physik nachweisbar ist, besteht natürlich der Wunsch, sie nutzbar zu machen. Eine interessante Form der „Nutzung“ sollte die Wandlung in eine klassische Energieform sein, die dann der direkten Weiterverwendung zur Verfügung steht.

Erwähnt seien in diesem Zusammenhang auch zwei sehr schöne Übersichtsarbeiten von Tom Valone, mit denen er einen systematischen Überblick über den derzeitigen Entwicklungsstand weltweit gibt: [Val 08] ist ein eher populärwissenschaftlich ausgerichtetes Buch, wohingegen es sich bei [Val 05] um ein für Fachleute konzipiertes Werk handelt. Aus diesen Arbeiten stammen auch Hinweise, die zu einigen der nachfolgend berichteten Arbeiten geführt haben.

Es folgt nun eine Darstellung verschiedener theoretischer und experimenteller Überlegungen und Untersuchungen zur Nullpunktsenergie des Vakuums, die im wesentlichen an einer chronologischen Reihenfolge ausgerichtet sein soll.

• Nikola Tesla

Der erste, der die Energie des bloßen Raumes nicht nur als solche erkannt hat, sondern auch über deren Nutzung sprach, war der große Visionär Nikola Tesla. Bereits 1891 hat er dem Amerikanischen „Institute of Electrical Engineering“ gegenüber geäußert:

„Ere many generations pass, our machinery will be driven by a power obtainable at any point in the universe. This idea is not novel… We find it in the delightful myth of Antheus, who derives power from the earth; we find it among the subtle speculations of one of your splendid mathematicians… Throughout space there is energy. Is this energy static or kinetic.? If static our hopes are in vain; if kinetic – and this we know it is, for certain – then it is a mere question of time when men will succeed in attaching their machinery to the very wheelwork of nature.“

Will man die Arbeiten von Nikola Tesla heute sehen und nachvollziehen, oder Publikationen aus seiner Hand bekommen, so stößt man auf unerwartete Schwierigkeiten, klare und wissenschaftlich verwertbare Informationen zu bekommen. Allem Anschein nach sieht es so aus, als ob Nikola Tesla in der Lage war, Energie durch die Erdoberfläche oder durch den Raum (bzw. durch die Erdatmosphäre) zu transportieren. Dazu gibt es auch einige vom verfasste Patente [Hee 00], die ihm vom Amerikanischen Patentamt genehmigt wurden. Auch ist bekannte, dass Tesla 1903 auf Long Island den „Wardenclyffe Tower“ fertiggestellt hat, mit dem er in der Lage gewesen sein soll, elektrische Energie kabellos bis nach Europa zu übertragen. In diesem Zusammenhang wird auch oftmals erwähnt, Tesla sei bei diesen Arbeiten von J. P. Morgan gestoppt worden, der die Fortsetzung der Tesla’schen kabellosen

5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen 81

Energieübertragung deshalb unterdrückt haben soll, weil sie das Erstellen einer Strom- Verbrauchsrechung nicht vorsieht [Val 08].

Aufgrund dieser Leistungen ist Tesla noch nicht als Pionier zur Erforschung bzw. Nutzung bisher unsichtbarer Energiequellen (zum Beispiel Raumenergie / Nullpunktsenergie) zu verstehen. Dieser Zusammenhang lässt sich viel mehr auf einer Anekdote mutmaßen, die davon berichtet, Tesla habe angeblich ein Auto der Marke „Pierce Arrow“ umgebaut, indem er den Tank und den Benzinmotor entfernt habe und einen speziellen Elektromotor eingebaut habe, der von einer unbekannten Energiequelle angetrieben worden sei. Die Frage nach der Energiequelle habe Nikolai Tesla selbst wohl mit einem unklaren Hinweis auf den „uns alle umgebenden Äther“ beantwortet. Zuverlässige Quellen oder wissenschaftliche Publikationen sind weder in der Literatur, noch im Internet zu finden. Lediglich laienhafte Berichte in der Tagespresse des Jahres 1931 in Buffalo (wo Nikolai Tesla sein Auto getestet und vorgeführt haben soll) sind noch vorhanden. Bauteile des Fahrzeugs (einschließlich dessen Energieversorgung) sind nicht mehr vorhanden. Aufgrund der unscharfen Erkenntnislage hätte ich die Berichte über Tesla’s Raumenergie-Auto mit Sicherheit ins Reich der Märchen verbannt, der mich dazu bewegt, die Geschichte ernst zu nehmen: In Hamburg gab es in den 1920er Jahren und in den frühen 1930er Jahren das „Deutsche Erfinderhaus“, das 1933 in das „Reichs-Erfinderamt“ in Berlin eingegliedert wurde. Gründer des „Deutschen Erfinderhaus“ und Reichsleiter des „Reichs-Erfinderamtes“ war Heinrich Jebens. Und dieser Heinrich Jebens war in der benannten Position nach Amerika gereist, um Thomas Alva Edison die Ehrenmitgliedschaft des „Deutschen Erfinderhaus“ zu überbringen. Bei dieser Reise hat Heinrich Jebens auch Nikolai Tesla persönlich kennen lernen dürfen und wurde von Tesla dazu eingeladen, den von Raumenergie angetriebenen „Pierce Arrow“ zu sehen. Jebens durfte ins Innere des Autos hinein schauen und sogar an einer Probefahrt teilnehmen. Der Raumenergie-Konverter war in einem Koffer von ca. 15 cm x 25 cm x 65 cm Größe untergebracht, und wurde von Nikolai Tesla persönlich aufgehoben. Vor dem Start der Probefahrt hat Tesla den Raumenergie-Konverter von einem Mitarbeiter (Mechaniker) ins Auto einbauen lassen. Nach der Probefahrt ließ Tesla den Raumenergie-Konverter wieder ausbauen. Heinrich Jebens war die Probefahrt aber nur erlaubt worden, nachdem er Tesla die absolute Verschwiegenheit in Bezug auf das Gesehene verbindlich zusicherte, denn Nikolai Tesla habe dafür unterschrieben, die Funktionsfähigkeit seines Gerätes verraten. Diese Geschichte wurde mir persönlich vom Sohn des Heinrich Jebens, einem Erfinder namens Klaus Jebens berichtet. Da sich Heinrich Jebens im Bezug auf das Funktionsprinzip des Raumenergie-Konverters an sein Versprechen der Verschwiegenheit hielt, sind seinem Sohn keine technischen Details bekannt. Deshalb hatte Klaus Jebens bei seinen Nachbauversuchen das Raumenergie-Konverters die Notwendigkeit, sich auf offiziell publizierte Patente des Nikolai Tesla zur stützen und konnte deshalb nicht zu einem Erfolg gelangen. Nur eines ist klar: Seit ich mit Klaus Jebens sprechen durfte und den persönlichen Bericht über den Raumenergie-Konverter des Nikolai Tesla hörte, halte ich dessen Echtheit für unstrittig. Einige Hinweise findet man auch in der Publikation des Klaus Jebens [Jeb 06].

• Casimir und darauf aufbauende Arbeiten

Es ist allgemein bekannt, dass Hendrik Brugt Gerhard Casimir bereits anno 1948 auf der Basis der Nullpunktsoszillationen der Quantentheorie, die auch bei den elektromagnetischen

82 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Wellen des Vakuums auftreten, den nach ihm benannten Casimir-Effekt postuliert hat. Demzufolge ziehen sich zwei parallele metallisch leitende Platten gegenseitig an, auch wenn sie elektrisch völlig ungeladen sind [Cas 48]. Merkbare und messbare Kräfte kann man dabei allerdings nur für sehr kleine Plattenabstände feststellen, sodaß die beiden sich anziehenden Platten in einem Abstand im Sub-Mikrometer-Bereich anzuordnen sind und dann auch noch parallel auszurichten sind. Da diese Anforderungen erhebliche experimentelle Heraus- forderungen aufwerfen, wurden die theoretisch begründeten Überlegungen des Herrn Casimir zunächst nicht sehr ernst genommen. Auch die Messungen zweier Experimentalgruppen anno 1956 und 1958 haben an dieser mangelnden Akzeptanz zunächst nicht viel geändert, weil deren Messungenauigkeiten sehr groß waren (einerseits [Der 56] nach theoretischer Vorbereitung durch [Lif 56] und andererseits [Spa 58], bei Spaarnay lag die Messunsicherheit im Bereich von 100%). Erst anno 1997, fast ein halbes Jahrhundert nach Casimir’s Publikation hat Steve K. Lamoreux [Lam 97] mit einer experimentellen Arbeit bei einer Messgenauigkeit von 5% dem Casimir-Effekt zur endgültigen Akzeptanz verholfen. Seit dieser Zeit gilt es als gesichertes Wissen, dass die Nullpunktsoszillationen der elektro- magnetischen Wellen der Quantentheorie messbare Kräfte ausüben, die wir in unserer makroskopischen Welt spüren können. Erst in jüngster Zeit wird deutlich, dass der Casimir- Effekt für die zukünftige Nanotechnologie sogar technologisch sehr bedeutsam werden wird, weil die Casimir-Kräfte mit dem Kehrwert der vierten Potenz des Abstandes zunehmen

(FAhc , wo FKraft, APlattenfläche, dPlattenabstand) und daher auf kurzen 480d4

Distanzen sogar dominant werden können [Lam 05]. Tatsächlich gibt es in der modernen Nanotechnologie mitunter das Problem, dass sich berührende Oberflächen unter praktischen Aspekten nicht zerstörungsfrei wieder voneinander entfernt werden können. Eine derartig klare Bedeutung der Nullpunktsenergie des Vakuums weckt natürlich den Wunsch, diese Energie nicht mit zerstörender Wirkung einzusetzen, sondern nutzbringend – zur umweltfreundlichen Energiegewinnung.

Eine Anmerkung an Zweifler sei angebracht:

Mitunter taucht folgendes Gegenargument gegen die Möglichkeit der praktischen Nutzung der Energie der Nullpunktsoszillationen auf: Die Nullpunktsoszillationen stellen bereits den Grundzustand der Energie dar, also den niedrigst möglichen Zustand. Deshalb ist ein Über- gang auf einen noch niedrigeren Zustand unmöglich. Da dem Grundzustand keine Energie entnommen werden kann, ist die Energie der Nullpunktsoszillationen nicht zur Nutzung zugänglich.

Dieses Argument ist falsch, wie nachfolgend begründet wird:

– Wäre das Argument richtig, dann könnte Casimir dem Grundzustand auch keine Energie entnehmen. Er tut es aber doch.

– Warum kann Casimir dem Grundzustand Energie entnehmen ? Weil er einige Wellen der Nullpunktsoszillationen einfach ausschaltet.

– Die Frage ist natürlich: Welche Möglichkeiten bestehen überhaupt, dem Grund- zustand Energie zu entnehmen ?

– Die Antwort ist ganz einfach: Energie kann man den Wellen der Nullpunktsos- zillationen genau dann entnehmen, wenn sie verändert oder ausschaltet.

5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen 83

– Das Gegenargument wäre nur dann sinnig, wenn man die einzelnen Wellen der Null- punktsoszillationen nicht verändern und nicht ausschalten können, wie es bei typi- schen quantenmechanischen Systemen (z.B. bei der Energie der Elektronen in der Hülle der Atome) der Fall ist. Für die Wellen der Nullpunktsoszillationen trifft das nicht zu.

Und genau das Ausschalten und das Verändern der Wellen wird realisiert:

– Casimir (und Lamoreux und die anderen) schaltet einige der Wellen der Nullpunkts- oszillationen aus wandelt deren Energie in klassische mechanische Energie um.

– In der von mir vorgestellten Arbeit werden die Wellenlängen der Nullpunktsos- zillationen verändert (durch Anwendung eines elektrostatischen oder eines magnetostatischen Feldes) und die dabei freiwerdende Energie in klassische mechanische Energie umgewandelt.

– Vielleicht werden die Physiker noch weitere Möglichkeiten finden, die Wellen der Nullpunktsoszillationen zu manipulieren (nicht nur die Wellenlängen zu verändern), um ihnen Energie zu entnehmen ?

• Stochastische Elektrodynamik (SED)

Die Basis ist ein philosophischer Versuch, nämlich die Idee, bekannte und bewiesene quantenmechanische Effekte ohne die Anwendung der üblichen Prinzipien und Formeln der Quantentheorie erklären zu können. Auch wenn dieser Ansatz heute oftmals als „exotische geistige Spielart“ betrachtet wird, so hat er doch die Besonderheit, dass seine Ergebnisse sich in den Rahmen der bekannten und akzeptierten Physik widerspruchslos einfügen.

Die wesentlichen Gedanken zur Initiierung der Stochastischen Elektrodynamik beginnen mit Trevor W. Marshall und T. Brafford in den frühen 1960er Jahren, wurden weiter verfolgt von Luis de la Pena, Ana Maria Cetto [Col 96], [Pen 96] und erleben eine erste erleben Blüte mit Timothy H. Boyer [Boy 66..08]. Eine Übersichtsdarstellung gibt Boyer in [Boy 80] und [Boy 85].

Eine zweite Blüte erlebt die Stochastische Elektrodynamik als eine Gruppe des Calphysics Institute (Bernard Haisch, Alfonso RuedaHarold E. Puthoff, Daniel C. Cole, Michael Ibision, nur um einige zu nennen) über fundamentale Fragen der Physik nachendenken beginnt (wie etwa über den Ursprung des Massebegriffs und des Trägheitsbegriffs) und dabei unter anderem auch auf die Stochastische Elektrodynamik zurückgreift. Schließlich ergeben sich daraus sogar Gedanken an mögliche Anwendungen, wie etwa die Nutzung der Nullpunktsenergie des Vakuums zur Energieversorgung oder auch zur Weltraumfahrt [Cal 84..06].

Die Vorgehensweise dabei lässt sich in etwa wie folgt beschreiben:

Grundvoraussetzung ist das Postulat, dass die Nullpunktsoszillationen elektromagnetischer Wellen (die eigentlich ein Ergebnis der Quantentheorie sind) existieren, und dass deren Spektrum den Grundzustand der freien elektromagnetischen Strahlung des bloßen Raumes definiert, somit also das Vakuumniveau. Weitere Annahmen und Voraussetzungen der Quantentheorie werden nicht benötigt.

Betrachtet man nun das Verhalten dieser Nullpunkts-Strahlung und deren Wechselwirkung mit der Materie unserer Welt, so wird eben diese Materie Energie aus der Strahlung der Null-

84 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

punktsoszillationen elektromagnetischer Wellen absorbieren und auch ebensolche Strahlung emittieren, denn auch geladene Elementarteilchen unterliegen einer permanenten Nullpunkts- oszillation. (Übrigens ist diese dem Ansatz der vorliegenden Arbeit sehr ähnlich, das besagt, dass geladene Elementarteilchen (als Quellen elektrischen Feldes) permanent aus dem Vakuum mit Energie versorgt werden.)

Auf diese Weise lassen sich die bisher aus der Quantentheorie bekannten Phänomene völlig ohne Anwendung der Quantentheorie erklären. Zunächst ergibt sich die Strahlung schwarzer Körper und deren spektrale Charakteristik als Funktion der Temperatur aus der Bewegung der Elementarteilchen. Um der historischen Entstehung der Quantentheorie zu folgen, sei auch der Photoeffekt erwähnt, der sich ebenfalls mühelos in die Stochastische Elektrodynamik einreiht. Zu den bedeutenden Ergebnissen der Quantentheorie zählt auch die Erklärung der Energieniveaus der Hüllenelektronen in der Atomphysik. Im Sinne der Stochastischen Elektrodynamik werden stabile Zustände (stabile Bahnen) genau dann erreicht, wenn die durch das Kreisen der Elektronen abgestrahlte Energie sich mit der aus der Strahlung der Nullpunktsoszillationen aufgenommenen Energie genau die Waage hält. (Dies ist in Analogie zur Grundlage des ersten Bohr’schen Postulats zusammen mit dem dritten Bohr’schen Postulat in der Quantentheorie zu verstehen, wonach stabile Zustände immer genau dann und nur dann möglich sind, wenn die kreisenden Elektronen im Wellenbild zu stehenden Elektronenwellen werden und aufgrund des „Stehens“ keine Energie mehr abstrahlen.) Interessanterweise führt das Strahlungsgleichgewicht zwischen absorbierter und emittierter Strahlung der Stochastischen Elektrodynamik genau zu den selben diskreten Energieniveaus wie der klassische Ansatz der Quantentheorie.

Nicht nur Ergebnisse der Quantenmechanik, sondern auch Ergebnisse der Quantenelektro- dynamik lassen sich mit der Stochastischen Elektrodynamik herleiten, z.B. der Casimir- Effekt. Zu den auf der Basis der Stochastischen Elektrodynamik bisher bereits erklärten Phänomenen gehört auch die van der Waals – Kraft, die Unschärferelation (die historisch erstmals von Heisenberg benannt wurde) und vieles andere mehr.

Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass die Stochastische Elektrodynamik natürlich Naturphänomene eigenständig erklärt und nicht versucht, den rechnerischen Formalismus der Quantentheorie zu reproduzieren. So ist zum Beispiel die Schrödinger-Gleichung als typische Formel der Quantentheorie nicht mit den Mitteln der Stochastischen Elektrodynamik zu erhalten, ebenso wie auch typische Gleichungen der Stochastischen Elektrodynamik nicht mit den Mitteln der Quantentheorie zugänglich sind. In diesem Sinne bilden die Stochastische Elektrodynamik und die Quantentheorie zwei voneinander unabhängig Gedankengebäude, die zwar die selben Naturphänomene beschreiben, die aber unterschiedlichen philosophischen Zugängen beruhen.

Natürlich ist die Stochastische Elektrodynamik, alleine schon aufgrund der im Vergleich zur Quantentheorie wesentlich geringeren Anzahl ihrer Anhänger, nicht so weit ausgearbeitet worden wie die Quantentheorie. Da sie aber in Übereinstimmung mit den heute bekannten experimentellen Naturbeobachtungen steht, erscheint es durchaus sinnvoll, sie auch für die Gedanken über die Nutzung der Energie der Nullpunktsoszillationen des Vakuums heran- zuziehen – was durchaus interessante Ergebnisse versprechen könnte, weil gerade ebendiese Nullpunktsoszillationen das zentrale Fundamt der Stochastischen Elektrodynamik bilden.

5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen 85

Übrigens: Nicht nur in der hier vorliegenden Arbeit wird der Beweis erbracht, dass es möglich ist, dem Quantenvakuum einen Teil der Energie der Nullpunktsoszillationen zu entziehen. Auch in der Arbeit [Col 93] kommen Daniel C. Cole und Harold E. Puthoff auf theoretischem Wege zu dem Ergebnis, dass es möglich sein muß, der elektromagnetischen Nullpunktsstrahlung im Vakuum Energie zu entnehmen. Wie das gehen kann, wird im US- Patent [Hai 08] dargestellt.

• Vacuum-fluctuation Battery von Robert L. Forward

Bereits 1984 äußerte Robert L. Forward eine Idee für eine “vacuum-fluctuation battery“ [For 84], wobei er vorschlug, eine Spirale aus einer Folie aus leitendem Material (wie in Abb.31 zu sehen) elektrostatisch aufzuladen. Ist die Spirale klein genug (z.B. bei mikromechanischer Fertigung), dass die einzelnen Gänge sich einander im Sub-Mikrometer-Bereich nahe kommen, so treten zwei Kräfte auf: Eine abstoßende Coulomb-Kraft (aufgrund der elektrostatischen Ladung) und eine anziehende Casimir-Kraft (aufgrund der Nähe der Spiralengänge). Nun könnte man nun die aufgebrachte Ladungsmenge genau derart vorgeben, dass sich die Casimir-Kräfte und die Coulomb-Kräfte genau die Waage halten.

Bringt man hingegen geringfügig weniger elektrostatische Ladung auf, so wird die Spirale durch die Casimir-Kräfte komprimiert, sodaß aufgrund der Casimir-Kraft die Energie des elektrostatischen Feldes ansteigt. Diese hinzugekommene Energie würde den Nullpunktsoszillationen des Vakuums entnommen.

Fügt man jedoch ein wenig elektrostatische Ladung hinzu, so expandiert die Spirale, was Robert Forward als Vorgang des „Wiederaufladens der Batterie“ bezeichnet. Eine Schwing- ung der Spiralenlänge würde zu einem Wechselstrom führen. In diesem Zusammenhang stellt Robert Forward auch Überlegungen zu der Frage an, ob die Casimir-Kraft konservativ sei oder nicht [For 96], was einen direkten Einfluß auf die Wandlung der zugrunde liegenden Nullpunktsenergie hat.

Abb. 31:

Schraubenförmige Spirale aus leitender Folie, die nach geeigneter elektrostatischer Auflad- ung eine Möglichkeit in Aussicht stellt, dem Wechselfeld der Nullpunktsoszillationen des Vakuums nutzbare Energie zu entziehen (nach [For 84]).

86 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Infolge der aufgezeigten Überlegungen unterstreicht Robert L. Forward eindeutig die Mög- lichkeit der Nullpunktsenergie des Vakuums als nutzbare Energiequelle. Da diese Anordnung eine mikromechanische Fertigung voraussetzt, wurde sie bisher nicht experimentell unter- sucht. Unabhängig davon ähnelt die Idee, dem Casimir-Effekt auf elektrischen Wege eine Unterstützung zu gewähren in gewisser Weise dem in der vorliegenden Arbeit vorgestellten Ansatz (der natürlich untersucht werden konnte, weil er keine Mikromechanik erfordert). Trotzdem sollte man nicht vergessen, dass es sich bei der Arbeit von Forward um einen Vorschlag handelt, der bisher nicht experimentell überprüft werden konnte.

• Beeinflussung der Casimir-Kräfte und Energie

Verschiedene neuere Erkenntnisse zeigen, dass Casimir-Kräfte durch Anwendung geeigneter Maßnahmen (wie z.B. Einsatz unterschiedlicher Materialien, unterschiedlich geformter Oberflächen, geeigneter Kavitäten, geeigneter Abstände, etc…) beeinflusst werden können, und zwar derart drastisch, dass man sogar zwischen attraktiven und repulsiven Kräften umschalten kann (siehe z.B. [Mun 09]). Fabrizio Pinto hat ein US-Patent zur Modulation der Stärke und der Richtung von Casimir-Kräften zwischen zwei Oberflächen [Pin 03]. Dabei benutzt er zwei Casimir-Platten, von denen eine dielektrisch ist und die andere magnetisch permeabel. Ändert er nun die dielektrischen und die magnetischen Materialkennwerte der beiden Platten z.B. mit einem Laser (vgl. Kerr-Effekt, Pockels-Effekt für Dielektrika und Faraday-Effekt, Cotton-Mouton-Effekt für magnetische Materialien), so ändert sich dadurch die Casimir-Kraft. Diese Einflüsse der Oberflächen können so weitreichend sein, dass sich nicht nur die Stärke der Casimir-Kraft verändert, sondern sogar die Ausrichtung der Casimir- Kraft zwischen Anziehung und Abstoßung umschlagen kann. Darauf basierende Gedankenexperimente und theoretische Berechnungen lassen erkennen, dass es bei geeigneter Einstellung der genannten Maßnahmen möglich sein sollte, in sich geschlossene Pfade zu entwickeln, bei deren Durchlauf die gesamte verrichtete Arbeit nicht verschwindet. Mit anderen Worten: Es sollte möglich werden, Casimir-Kräfte so zu gestalten, dass sich eine nichtkonservative Bewegung (über eine geschlossene Bahn) ergeben kann, bei der nicht Energie verzehrt wird (so wie bei der mechanische nichtkonservativen Reibung), sondern Energie frei wird, also Energie aus dem Nullpunktsfeld des Vakuums in klassische mechanische Energie gewandelt wird [Pin 99]. In Anbetracht der geschlossenen Bahn sollte sich somit eine zyklisch arbeitende Maschine bauen lassen, mit der auf der Basis der Casimir- Kräfte Nullpunktsenergie des Vakuums in klassische mechanische Energie gewandelt werden kann. Zu ähnlichen Ergebnissen kamen bereits Werner Sprenzel und Sven Mielordt anno 1985 [Spr 85], ohne allerdings genaue Berechnungen im Sinne von Pinto durchführen zu können.

Für eine konkrete Umsetzung einer Casimir-Energie Maschine schlägt Pinto aufgrund der benötigten geringen Plattenabstände eine mikromechanische Fertigung vor, bei der eine Plattenfläche im Bereich von 50…100 μm aufgebaut werden müßte, und die Platten dann mit einer Schwingungsfrequenz von 10kHz angeregt werden. Dabei ergäbe sich eine Energiedichte von 10μJoule/cm2, und letztlich als gewinnbarer zwischen Platten der genannten Größe eine Nutzleistung von ca. einem halben Nanowatt.

Angemerkt sei, dass zur Beeinflussung des Casimir-Effekts durch Magnetfelder auch eine Arbeit von [Cou 99] existiert. Allem Anschein nach hat also die Erkenntnis, dass die Casimir-

5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen 87

Kräfte steuerbar sind, einen ernst zu nehmenden Hintergrund. Man darf gespannt sein, was eine experimentelle Überprüfung ergibt.

• Energie im Quantenrauschen

Rauschen enthält bekanntlich Energie. Elektroniker nutzen das beim Bau eines Rausch- generators aus, indem sie das thermische Rauschen eines pn-Übergangs verstärken bis sich ein Rauschsignal der gewünschten Stärke ergibt. Selbstverständlich kann man einem solchen verstärkten thermischen Rauschsignal mühelos klassische Energie entziehen, die sich nutzen lässt. Damit stellt sich natürlich auch die Frage, ob einem Rauschen, welches durch Null- punktsoszillationen der Quantentheorie angeregt wird, klassisch nutzbare Energie entnommen werden kann, z.B. durch eine geeignete Gleichrichtung.

Will man nachweisen, ob man (mit einer wie auch immer gearteten Einrichtung) Energie aus dem Quantenrauschen gewonnen hat, so muß natürlich das thermische Rauschen unterdrückt werden, namentlich durch Abkühlung möglichst nahe an den absoluten Temperaturnullpunkt (T=0K). Was dort an Rauschen übrig bleibt, ist kein thermisches Rauschen, und wird daher als Quantenrauschen, angeregt durch die Nullpunktsschwingungen des leeren Raumes ver- standen.

Damit ist die Aufgabe definiert: Gesucht wird eine Möglichkeit, die Bewegung von Ladungsträgern in der direkten Nähe des Temperaturnullpunkts nachzuweisen. Bereits Anfang der 1980er Jahre haben Koch et. al. das Quantenrauschen in Josephson-junctions zuerst theoretisch [Koc 80] untersucht und dann tatsächlich experimentell [Koc 82]. Ob diese Rauschenergie mit den Nullpunktsoszillationen elektromagnetischer Wellen im Vakuums in Verbindung steht, ist noch nicht geklärt. Ein Experiment, wie man diese Klärung erhalten könnte, schlägt Christian Beck in [Bec 05] und [Bec 06] vor. Sollte sich der genannte Zusammenhang als existent erweisen, so wird zu überlegen sein, ob und in welcher Weise es eine Möglichkeit gibt, die sehr geringe Energie- dichte dieses Rauschens zu nutzen. Tom Valone denkt in diesem Zusammenhang über den Einsatz spezieller Dioden nach, die in der Lage sein könnten, dieses Rauschen gleichzu- richten, um dann einen gerichteten elektrischen Strom erzeugen zu können [Val 08].

• Rotierende Kugeln von Wistrom und Khachatourian

Von diese Arbeit lassen sich gewisse Parallelen zum Vakuumenergie-Rotor der hier vorliegenden Arbeit ziehen, auch wenn Wistrom und Khachatourian noch keine theoretischen Erklärungen für ihre Beobachtungen haben und eine quantitative Messung ihrer Antriebsleistung fehlt.

Bereits in 2001 (mit Publikation in 2002) haben Wistrom und Khachatourian von der University of California [Wis 01], [Wis 02] Kräfte zwischen elektrostatisch geladenen Kugeln gefunden, die aus dem Rahmen der klassischen Maxwell’schen Elektrodynamik herausfallen und die nach dieser Theorie nicht erklärbar sind. Ähnlich wie im Rahmen der hier vorliegenden Arbeit das Coulomb-Gesetz einer Ergänzung durch die Relativitätstheorie bedurfte, namentlich durch die endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der statischen Felder, so benötigen auch Wistrom und Khachatourian eine Ergänzung des Coulomb-Gesetzes um

88 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

die von Ihnen nachgewiesenen Kräfte zu erklären. Zur theoretischen Berechnung der Kräfte bzw. Drehmomente zwischen den Kugeln verwenden die Beiden das Coulomb-Gesetz mit einer Ergänzung durch den Satz von Gauß für das elektrische Potential und sind auf dieser Basis tatsächlich in der Lage das beobachtete Drehmoment quantitativ anzugeben anhand der Proportionalität von (1.70). Dies ist zu verstehen in Analogie zur Entwicklung der oben gezeigten Gleichungen (1.53) … (1.60) in der hier vorliegenden Arbeit.

Die Darstellung der geometrische Anordnung, die die beiden Wissenschaftler in ihrer Originalarbeit [Wis 01] zeigen, ist in Abb.32 wiedergegeben.

Abb. 32:

Anordnung dreier elektrostatisch geladener Kug- eln, die alleine aufgrund ihrer Ladung Drehmo- mente aufnehmen. Die Kugeln haben Durchmesser von 27 cm. Die angelegten Spannungen liegen zwischen 400 und 5000 Volt. Die Drahtfilamente, an dem die Kugeln aufgehängt sind, haben einen Durchmesser von 127 μm.

Die Graphik ist der Originalarbeit [Wis 01] ent- nommen.

Was Wistrom und Khachatourian noch fehlt, ist eine Klärung der Herkunft der bei der Rotation benötigten Energie. Die Beiden bezeichnen den Stromfluß als vernachlässigbar und sind sich sicher, dass der Antrieb elektrostatische Ursachen hat. Es werden nur Drehungen der Kugeln beobachtet, nicht aber Translationen. Die Drehmomente verursachen die Drehung der Kugel solange, bis die Drähte der Aufhängung durch die Torsion der Drehung Einhalt gebieten. Interessanterweise bleiben die Drehmomente nach der elektrostatischen Aufladung der Kugel über viele Stunden und Tage, sogar über mehr als eine Woche erhalten. Dies zeigt, dass es eine antreibende Energie geben muß, die nicht die elektrische Ladung verbraucht, welche auf die Oberflächen der Kugeln aufgebracht wurde.

Die obengenannte Betrachtung der Coulombkräfte führt zu einer quantitativen Berechnung der Drehmomente, die in Übereinstimmung mit den gemessenen Werten ist, und zwar

M1V2 4π0 a5h4

mit  Potential  Kugelradius

 Kugelabstand,

(1.70)

was abermals eine Bestätigung dafür ist, dass Kräfte wirklich elektrostatischer Natur sind. Leider fehlt bei Wistrom und Khachatourian eine quantitative Leistungsmessung der elektrischen Leistung und der mechanischen Leistung. Aber aus der Tatsache, dass die elektrostatische Ladung über eine ganze Woche nicht verloren geht, kann geschlossen

5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen 89

werden, dass mehr mechanische Energie erzeugt wird, als elektrische Energie aufgrund von Imperfektionen der Isolationen verloren geht.

Im übrigen gibt es von [Hen 04] eine Überprüfung der theoretischen Berechnungen der Coulombkräfte und des Drehmoments aus (1.70), mit der diese Gruppe zwar nicht das theoretische Ergebnis von Wistrom und Khachatourian nachvollziehen kann, aber auch nicht den experimentellen Befunde widerspricht, wie auch [Taj 08] bestätigt. Von [Hen 04] geäußerte Zweifel aufgrund einer Diskussion über mögliche Asymmetrien in der Anordnung als Grundlage für die Drehbewegung sind unbegründet, da [Rei 09] nach persönlicher in Augenscheinnahme des Experimentes von Wistrom und Khachatourian bestätigt, dass sich die Kugeln über viele Hundert Umdrehungen drehen können, bis der Torsionsfaden schließlich die Drehbewegung anhält. Asymmetrien in der experimentellen Anordnung können aber prinziell nur Drehbewegungen mit weniger als einer vollen Umdrehung ermöglichen.

Alles in allem sind die Beobachtungen von Wistrom und Khachatourian eine Bestätigung der hier vorgestellten Ergebnisse, auch wenn deren theoretische Begründung noch unvollständig erscheint und der Nachweis der Konversion von Raumenergie durch eine quantitative Leistungsmessung noch aussteht.

• Ein Vakuum-Rotor von NASA und Gravitec. Inc.

Diese Arbeit ist unter allen in Abschnitt 5.3 vorgestellten Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen diejenige, die meinen Arbeiten am nächsten kommt.

In der Vakuumkammer NSSTC LEEIF im Marshall Space Flight Center der amerikanischen Weltraumbehörde NASA wurden in Zusammenarbeit der NASA mit der Firma Gravitec Inc. im Jahre 2003 Tests unternommen, die aus Gründen der Vertraulichkeit erst im Dezember 2007 publiziert wurden [Nau 07]. Dabei handelt es sich um einen asymmetrischer Kondensator, dessen eine Kondensatorplatte um eine Achse rotieren kann, die mit einem Torsionsdraht auf einem rotierenden Arm montiert war. Die Anordnung konnte einerseits

unter atmosphärischem Luftdruck und andererseits in einem Vakuum von 1.72 106 Torr an

eine elektrostatische Spannung angeschlossen werden, die regelbar zwischen 0 und 45 kV eingestellt werden konnte. Sie lag an zwischen dem Torsionsdraht mit der rotierfähigen Kondensatorplatte einerseits und dem Rest der Anordnung, also der Vakuumkammer andererseits.

Die beobachteten Ergebnisse sind folgende:

Bei atmosphörischem Druck (also ohne Vakuum) tritt ein Drehmoment auf, das die Konden- satorplatte in Rotation versetzt, solange bis der Torsionsdraht mit seinem Drehmoment die Rotation zum Erliegen bringt. In Videoaufnahmen zum Experiment ist eine Pendelbewegung der Rotation der drehbar gelagerten Kondensatorplatte zu sehen, die dadurch erzielt wird, dass die antreibende Spannung zu geeigneten Zeitpunkten ein- und ausgeschaltet wird. Allerdings zeigt das Video leider keine volle oder gar mehrere Umdrehungen der Rotation der Kondensatorplatte. Aus [Nau 07] geht weiterhin hervor, dass das Drehmoment, welches zur Rotation der Kondensatorplatte führt, direkt mit der angelegten Hochspannung ansteigt und bei 0 kV verschwindet.

90 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Unter einem Vakuum von 1.72 106 Torr ist die selbe Drehpendelbewegung zu beobachten wie unter Luftdruck, aber das antreibende Drehmoment ist jetzt eindeutig schwächer als unter

Luftdruck, was nach Kenntnis von (1.68) aus der hier vorliegenden Arbeit nicht verwundert.

Was der NASA-Arbeit leider fehlt, ist einerseits eine kontinuierliche Rotation der Konden- satorplatte über mehrere Umdrehungen und andererseits eine quantitative Leistungsmessung zum Vergleich der elektrischen Leistungsverluste mit der erzeugten mechanischen Leistung, wie man sie bräuchte, um eine Wechselwirkung mit der inneren Struktur des Vakuums, bzw. mit der Raumenergie sicher nachzuweisen. Trotzdem kann die NASA-Arbeit als eine Bestätigung der hier vorliegenden Arbeit verstanden werden.

• Arkadii A. Popov

Popov findet mit rein theoretischen Arbeiten zur Gravitation selbstkonsistente Lösungen der Einstein’schen Feldgleichungen, wobei er eine Wechselwirkung zwischen den Vakuum- fluktuationen und Vakuumpolarisationsereignissen einerseits und der Krümmung der Raumzeit andererseits erkennt, welche bekanntlich als Gravitation wahrgenommen wird [Pop 00], [Pop 05]. In einer theoretischen Arbeit von [Liu 93] wird demonstriert, wie Vakuum- fluktuationen sogar Lorentz’sche Wurmlöcher hervorbringen können.

Auf der Basis der Erkenntnis, dass sogar die Gravitation mit den Vakuumfluktuationen in Wechselwirkung tritt, überrascht es nicht mehr, dass elektrische und magnetische Felder das ebenfalls tun (wie es in der vorliegenden Arbeit als Grundlage für eine Möglichkeit der Nutzung von Vakuumenergie erkannt wird).

• Energiekonverter nach Hans Coler

Wenn man die Literatur-Recherche über die “Nullpunktsenergie des Vakuums” ausdehnt auf “alle beliebigen bisher unbekannten Energiequellen”, findet man eine Vielzahl von Arbeiten, deren Qualität sich nicht immer eindeutig beurteilen läßt. Um Verwirrung zu vermeiden, wäre es am einfachsten, sie alle zu ignorieren. Allerdings ist klar, dass dadurch viel Brauchbares übersehen würde, nämlich der Zugang zu funktionierenden Raumenergie-Konvertern, die es bereits in überraschend großer Stückzahl gibt.

Exemplarisch sei hier eine derartige Laienarbeit angesprochen, nämlich die des Herrn Coler, die (wie bei derartigen Arbeiten oft zu beobachten) weder die übliche Fachterminologie beherrschet, noch die übliche Dokumentation verwendet. Die Situation erinnert in gewisser Weise an die Erkundung der Erde durch die Seefahrer und die Geographen des 16. und 17. Jahrhunderts. Stießen sie auf neues, bisher unentdecktes Land (in Analogie zu unserer Suche nach neuen bisher nicht nutzbaren Energiequellen), so befragten sie die Eingeborenen und hörten Erzählungen fernab der Fachterminologie der Geographen und Naturwissenschaftler. Den gesetzten Fährten folgten sie mit einer gewissenhaften Überprüfung, bis sie schließlich zu verwertbaren Erkenntnissen gelangen konnten. Wünschenswert wäre es, wenn auch die moderne Naturwissenschaft den laienhaften Beschreibungen zu funktionierenden Raumenergie-Konvertern folgen würde, um deren Arbeitsweise zu analysieren, zu untersuchen und verstehen zu lernen.

5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen 91

Als Beispiel für einen solchen Laien-Bericht seien hier die Arbeiten des Hans Coler angeführt, zu denen im zweiten Weltkrieg ein militärischer Geheimdienstbericht angefertigt wurde, der heute aufgrund der verstrichenen Zeit nunmehr der Öffentlichkeit zugänglich gemacht ist [Hur 40]. Davon wiederum berichten in unserer Zeit [Nie 83] und [Mie 84], denen zufolge Hans Coler (zum Teil unter Mitarbeit des Herrn von Unruh) bereits ab 1923 bis in die 1930er Jahren zwei Typen von Maschinen gebaut haben soll, von denen er einen Typen als „Stromerzeuger“ und den anderen Typen als „Magnetstromapparat“ bezeichnet hat. Beiden Maschinen wird ein Wirkungsgrad von über 100% (im Bezug auf klassische Energieträger) nachgesagt, wobei der „Stromerzeuger“ eine Hilfsleistung benötigt, der „Magnetstromapparat“ sogar völlig ohne Energieversorgung auskommt. Coler soll seine Maschinen vor verschiedenen Fachleuten unter anderem von den Universitäten Berlin, München, Trondheim und Kopenhagen vorgeführt haben, wobei die Funktionsfähigkeit seiner Geräte ernsthaft und seriös bestätigt wurde. Das Problem liegt darin, dass niemand den Grund des Funktionierens erklären konnte, also das Funktionsprinzip. Auch die Terminologie des Herrn Coler war für Fachleute unverständlich. Da die Coler-Apparate somit nicht in das Bild der Fachwelt hineinpassten, hat sich die Wissenschaftler-Gemeinde gegenüber diesen Geräten ablehnend verhalten und diese schließlich ignoriert. Der authentischste aller Berichte, nämlich [Hur 40] besitzt keine verwertbare Aussagekraft, was ein bisschen überraschend erscheint, weil man sich wundert, dass ein nationaler Geheimdienst (wie der Englische) keine naturwissenschaftlichen Fachleute zur Kommunikation mit Hans Coler zur Verfügung stellen konnte. Klar scheint lediglich zu sein, dass die erzeugte Leistung bei den ersten Maschinen im Bereich einzelner Watt lagen, im Laufe der Jahre aber sogar Maschinen im Bereich mehrerer KiloWatt gebaut worden waren.

Auch wenn sich die Fachwelt nicht mit den Raumenergie-Apparaten des Hans Coler befasst, so hat doch eine Vielzahl privater Experimentatoren versucht, die Coler-Apparate nachzubauen. Eine Beschreibung der Aufbauten der beiden Coler’schen Maschinen findet man heute am bequemsten bei [Wik 09] und in [Hur 40], wobei sich die Funktionsprinzipien (wie bereits erwähnt) weder mit der Terminologie noch mit dem Wissen der heutigen Fachsprache erklären lassen. Einen Reproduktionsversuch gibt es George Hathaway, der 1981 auf dem Kanadischen „First International Symposium on Non-Conventional Energy Technology“ einen Nachbau des Magnetstromapparates vorstellt, und damit eine Spannung von 50 mV erzeugte. Weitere Hinweise finden sich auch bei [Geo 10].

Aus diesem Grunde wurde versuht, im Rahmen der vorliegenden Arbeit, den Magnetstromapparat des Hans Coler zu reproduzieren (siehe Abb.33).

Abb. 33:

Versuch der Reproduktion eines Magnetstromapparats nach Hans Coler im Rahmen der vorliegenden Arbeit.

92 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Nach einem mühevollen Justageprozeß, der aber seltsamerweise nicht in Übereinstimmung mit den Berichten des englischen Geheimdienstes [Hur 40] durchzuführen ist, gelang es, eine Leistung bis zu etwa 25 milliWatt reproduzierbar zu erzeugen. Ebenfalls nicht in Übereinstimmung mit dem Original des Hans Coler war die erzeugte Leistung aber in Form eines Wechselstroms vorhanden, wohingegen Coler selbst einen Gleichstrom nachweisen konnte. Eine Fourier-Analyse zeigte ein ausgesprochen breitbandiges Auftreten der Wechselstrom-Frequenzen, allerdings waren die regionalen Radiosender mit so deutlich dominanten Linien vertreten, dass man nicht aussschließen kann, dass sie einen dominanten Anteil zu der erzielten Leistung betragen. Gegen einen Radioempfang spricht die Tatsache, dass eine Drehung der Anordnung im Raum anders als eine Radioantenne keine signifikante Veränderung der erzeugten Leistung ergab. Für einen einen Radioempfang hingegen könnte die Tatsache sprechen, dass in einem strahlungsarmen Raum die erzeugte Leistung spürbar vermindert war, allerdings kann man natürlich darüber diskutieren, in wie weit auch die elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quantenvakuums vom strahlungsarmen Raum abgeschirmt werden. [Lie 10].

Da die erzielten Ergebnisse nicht den Ergebnissen der Coler’schen Originalanordnungen entsprechen, wurde letztlich auf eine genaue Detail-Analyse verzichtet. In Anbetracht der Unklarheiten und offenen Fragen lässt sich damit die Frage nach den Coler-Apparaten nicht eindeutig beantworten. Bei persönlichen Gesprächen mit anderen Raumenergie- Arbeitsgruppen wurde das erhaltene Ergebnis in seiner Unklarheit bestätigt. Zusätzlich erhielt ich von dort die Information, dass die Vorlage [Hur 40] für alle heutigen Reproduktionen der Coler-Apparate der Öffentlichkeit nur unvollständig zugänglich gemacht worden sei. Daraus erklärt sich auch die oben erwähnte mangelnde Aussagekraft des Berichts [Hur 40], der zwar durchaus von Fachleuten aufgenommen wurde, nicht aber in seinem vollen Umfang zur Publikation freigegeben ist.

Als Resümee lässt sich feststellen, dass nach nunmehr fast 90 Jahren die Coler’schen Arbeiten noch immer derart hoch brisant sind, dass man an eine vollständige Dokumentation nicht herankommt. Daß die Geheimhaltung noch immer nicht vollständig aufgehoben zu sein scheint, unterstreicht um so mehr die Echtheit der Arbeiten des Hans Coler. Damit ist auch klar, dass es sich auf jeden Fall lohnen sollte, das physikalische Prinzip der Coler-Apparate zu untersuchen und zu verstehen, damit sich eines Tages eine funktionsfähige Reproduktion der Anordnung erstellen lässt.

• Weitere Arbeiten

Ein weiteres Eingehen auf andere Arbeiten zu “beliebigen bisher unbekannten Energie- quellen” soll nicht mit der selben Tiefe wie beim Coler-Apparat geschehen, da der Autor dieses Berichts nicht versucht hat, mit weiteren Anlagen eigene Erfahrungen zu sammeln. Deshalb seien hier exemplarisch aus der Publikation [Jeb 06] einige solche Konverter von Energie aus bisher unbekannten Quellen genannt. Wer mehr darüber wissen möchte, kann in dem Buch weitere Details und weitere Literaturhinweise finden. Das Buch zeigt auch Hinweise auf die persönlichen Schicksale einiger Raumenergie-Erfinder auf, die die nicht mit der Raumenergie-Nutzung vertrauten Leser überraschen mögen, und aus deren immer wiederkehrendem Ablauf sich leicht erkennen lässt, warum diese wunderbare umweltfreundliche und unerschöpfliche Energiequelle, die nun seit fast hundert Jahren

5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen 93

prinzipiell genutzt werden könnte, der Allgemeinheit noch immer nicht zugänglich gemacht wurde. Da dies aber ein politisches und kein naturwissenschaftliches Problem ist, soll hier nicht weiter darauf eingegangen werden. Vielmehr wollen wir uns in den folgenden Zeilen einigen der genannten Raumenergie-Konverter zuwenden:

Wenn bisher von fast einem vollen Jahrhundert der Erforschung unsichtbarer Energiequellen die Rede war, dann ist dies eine Beschränkung auf unser modernes Zeitalter, in dem wir Regeln wie die Energieerhaltung und die Hauptsätze der Thermodynamik kennen. Noch bevor der Menschheit sich über diese Naturgesetze bewusst werden konnte, gab es in der Geschichte der Naturwissenschaften und Technik schon Versuche, Mechanismen und Geräte zu entwickeln, die permanent eine Bewegung ausführen. Ein sehr altes Beispiel für solch eine Maschine ist einem Magnetmotor von Peter Peregrinus aus dem Jahre 1269 [Per 69]. Da es damals noch keine Kenntnis von Energieerhaltung im heutigen Sinne gab, bedeutete es für ihn keine physikalische Besonderheit, eine solche Maschine zu bauen und laufen zu sehen. Historischen Aufzeichnungen zufolge soll Peter Peregrinus eine Maschine gebaut haben, bei der eine Magnetkraft dauerhaft ein Rad in permanenter Rotation hielt. Auch wenn dies für Peter Peregrinus vielleicht noch keine Sensation gewesen sein mag, so müsste es heute eigentlich eine solche sein. Trotzdem die Maschine nach den alten Aufzeichnungen nachgebaut wurde und mehrfach eindrucksvoll vorgeführt wurde, hat sie auch in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts kein großes Aufsehen erregt und ist wieder in Vergessenheit geraten – ein für die Nutzung von Raumenergie nicht untypisches Schicksal.

Aber auch im heraufziehenden 18. Jahrhundert (anno 1712) wurde ein selbstlaufendes Rad entwickelt, und zwar von Herrn Johann Ernst Elias Bessler [Bes 12]. Das Rad wurde von verschiedenen Mechanikern und Physikern, darunter auch Professoren getestet. Auch ein Dauerlauf von 28 Tagen (selbst verständlich ohne Energiezufuhr) wurde absolviert, um sicher zu sein, dass das Rad nicht nur durch Schwung am laufen gehalten werde. Die Funktionsweise wurde derart seriös bestätigt, dass schließlich 1725 der Russische Zar Peter der Große nach Deutschland reisen wollte, um das Rad zu begutachten und ggf. zu kaufen, denn er hat damals schon die Bedeutung eines selbst laufenden Rades als Energiequelle verstanden. Leider ist der russische Zar vor dem Zustandekommen eines Kaufs verstorbenen. Und nun nimmt die Entwicklung eine Wendung, die fast als historischer Archetyp der heutigen Raumenergie-Forschung betrachtet werden kann: Da die Maschine den gängigen Theorien widersprach, wurde Bessler allgemein verspottet. Er wandte sich mit seiner Erkenntnis an Isaac Newton, erhielt jedoch keine Antwort. Die offizielle Seite entschied sich, das Experiment zu ignorieren und den selbst gemachten Gedankengängen der Theorie Glauben zu schenken, mit anderen Worten: Der Vorstellungskraft der Forscher wurde mehr Bedeutung zugemessen als der tatsächlichen Naturbeobachtung. Nach 20 harten Jahren resignierte Johann Bessler und zerstörte seine Erfindung selbst.

1929, also noch bevor Nikola Tesla sein Raumenergie-Auto vollendet hatte, meldete H. L. Worthington einen von Dauermagneten (ohne Zufuhr klassischer Energie) angetriebenen Motor in den USA zum Patent an [Wor 29]. Ganz offensichtlich ist auf diese Erfindung in Vergessenheit geraten – ansonsten würde sie heute zur Energieerzeugung nutzen.

Ein Permanentmagnetmotor wurde 1974 von John W. Ecklin erfunden, der zwar nicht ohne Zufuhr klassischer Energie läuft, aber mit einem Wirkungsgrad von circa 300 % arbeitet [Eck

94 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

86]. Eigentlich sollte dies zu einer Nutzung ausreichen. Dennoch wird der Motor noch heute immer weiter optimiert.

Einen Motor zum Pumpen einer Hydraulikflüssigkeit hat J. W. Putt 1976 patentieren lassen, bei dem die erzeugte hydraulische Leistung wesentlich größer ist, als die für den Antrieb benötigte Leistungszufuhr [Put 76].

Bereits mit modernen Cobalt-Samarium-Magneten arbeitet der von Heinrich Kunel anno 1977 patentierte Elektromotor, der mit einem Wirkungsgrad von ca. 130 % mechanische Leistung erzeugt [Kun 77].

James E. Jines und James W. Jines erhielten bereits 1969 ein US-Patent für einen selbstlaufenden Magnetmotor [Jin 69]. Ein weiterer anderer selbstlaufenden magnetischer Motor wurde erfunden von R. W. Kinnison [Kin 75]. Abermals ein Permanentmagnet-Motor wurde 1980 von Howard Johnson erfunden und dokumentiert [Joh 80]. Dessen Funktion war klar genug nachgewiesen, dass Johnson bereits mit verschiedenen Firmen Lizenzverträge abschließen konnte. Da der Motor ohne Energiezufuhr arbeitete, wurde er jedoch von einigen Wissenschaftlern angezweifelt, die abermals ihre theoretischen Vorstellungen höher bewerteten als die tatsächliche Naturbeobachtung (also höher als experimentelle Befunde). Es entbrannte eine wissenschaftliche Kontroverse, die sich merkwürdigerweise nicht um die Funktionsprinzipien des Motors rankte, sondern um die unnütze Frage, ob es überhaupt möglich sei so einen Motor zu bauen. Man sollte meinen, dass die Existenz dieses Motors jede Frage bereits hinreichend beantwortet. Johnson selbst erklärte die Funktionsfähigkeit eines Motors mit dem Spin der Elektronen im Inneren der Dauermagnete. Da die Elektronen sich ständig um ihre eigene Achse drehen und dabei permanent Magnetfeld abstrahlen, muss es eine Quelle geben, aus der sie mit ihrer Drehung versorgt werden. Mit dieser Sichtweise kommt Johnson meinen Ausführungen in Abschnitt 2.3 der vorliegenden Arbeit erstaunlich nahe. Der Unterschied zwischen Johnson und mir ist, dass er in der Lage war, das was ich nur theoretisch verstehe, auch praktisch in Form einer laufenden Maschine zur Nutzung.

Dr. Joseph Newman hat auf der Basis einer von ihm entwickelten theoretischen Erklärung im Gebiet der Elektrodynamik einen magnetischen Rotor konstruiert und sogar praktisch gebaut, der zwar eine elektrische Energiezufuhr benötigt, aber mit einem Wirkungsgrad von deutlich über 100 % arbeitet [New 10]. Die erzeugte Leistung benutzt er einerseits, um seinen Rotor mit dessen eigener Leistung anzutreiben, andererseits aber mit dem verbleibenden Leistungsüberschuss ein Auto zu bewegen. Mehr als 30 Wissenschaftler verschiedener Fachrichtungen, darunter auch Physiker, prüften die Erfindung des Dr. Newman und bestätigten deren Funktionsfähigkeit sogar mit eidesstattlichen Erklärungen.

Professor Robert Adams arbeitete als Elektroingenieur in verschiedenen Kraftwerken und elektrotechnischen Einrichtungen und entwickelte privat einen Elektromagnet-Gleichstrom- Generator mit einem Wirkungsgrad von weit über 100 % [Ada 10]. Als Kenner der Raumenergie-Szene und der damit verbundenen Schwierigkeiten hielt er seine Erfindung über 20 Jahre lang geheim, bis er schließlich im Alter von 72 Jahren sein Gerät der Weltöffentlichkeit vorstellte. Diese Schwierigkeiten hat er nicht unterschätzt. So musste er sogar einen Anschlag auf sein Leben überstehen.

5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen 95

Bruce de Palma genoss eine Ausbildung am MIT (Massachusetts Institute of Technology), entwickelte ein von ihm als N-Maschine bezeichnendes Gerät, das mehr Leistung erzeugte als es zum Betrieb benötigte, und ließ dieses Gerät an der Stanford University ausgiebig prüfen [Pal 80]. Da dieses Ergebnis im Widerspruch zu den anerkannten Gesetzen der Physik stand (und immer noch steht) reagierten die Wissenschaftler sehr ablehnend, sodass de Palma seine eigene Situation beschrieb mit den Worten „Ich rannte gegen eine Wand. Es ist, als ob die Wissenschaft alt geworden sei und sich weit vom Leben entfernt hätte.“, denn auch in seinem Fall schenkten die Kollege der experimentellen Beobachtung weniger Vertrauen als der althergebrachten Theorie. Eigentlich sollte die Theorie zur Beschreibung der Natur- Phänomene dienen. Auch im Falle des Bruce de Palma wurde diese Logik zur Unbrauchbarkeit verkehrt, und die tatsächlichen Natur-Beobachtungen ignoriert. Bruce de Palma hat schließlich Amerika verlassen mit der Begründung, „weil sie mir den Kopf abreißen würden.“ Es wird berichtet, dass er damit ausdrücken wollte, dass er von höchsten Stellen der US-Regierung gesagt bekommen habe, Raumenergie sei in den Vereinigten Staaten unerwünscht.

Einen Elektromotor, der von seinem eigenen Generator gespeist wird und die überschüssige Energie dann über einen Stromabgeber abgeben kann, entwickelte Bill Muller in Kanada [Mul 03]. Das Gerät zeigt Bauart bedingt eine bei Elektromotoren sonst unbekannte besondere Laufruhe.

Prof. Heinz Wenz hat in 2003 in Deutschland einen sog. Feldkraftgenerator entwickelt und für Europa patentieren lassen, der ebenfalls mechanische Bewegung liefert ohne Energiezufuhr zu benötigen [Wen 05].

Ein Magnetmotor des japanischen Erfinders Kohei Minato benötigt zwar eine Energieversorgung, liefert aber bei gleicher elektrischer Eingangsleistung die fünffache mechanische Ausgangsleistung wie ein konventioneller Elektromotor [Min 88]. Kohei Minato hat den Motor bereits in mehr als 40.000 Klimaanlagen zum praktischen Betrieb eingebracht.

Einen weiteren elektromagnetischen Motor hat Edwin V. Gray entwickelt, der zum Starten einen Akku benötigt, welcher aber während des Laufs der Maschine mit einem Teil der erzeugten Energie ständig nachgeladen wird. Die Entwicklungskosten beliefen sich auf ca. $2.000.000 [Gra 75]. Der Motor wurde von einer Reihe amerikanischer Physiker so erfolgreich getestet, dass er schließlich 1973 vom FBI beschlagnahmt wurde und Edwin Gray vorübergehend im Gefängnis landete.

Bei einem Magnetmotor von Paul Harry Sprain liegt die over-unity bei ca. 12, das heißt, das die Ausgangsleistung etwa um einen Faktor 12 größer ist als die Eingangsleistung [Spr 05].

Das „Dezentrale Energiesystem“ des Muammar Yildiz zur Umwandlung „freier Energie“ in elektrische Energie wurde von verschiedenen Physikern und Ingenieuren, unter anderem auch im Auftrag einer Industriefirma getestet. Die prinzipielle Funktionsfähigkeit gilt als nachgewiesen, aber das Gerät arbeitet noch nicht zuverlässig im Langzeitbetrieb, so dass eine Weiterentwicklung noch nötig ist.

96 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Bei einem Überblick über die Nutzung bisher unsichtbarer Energie darf natürlich auch die Thesta-Distatica des Schweizers Paul Baumann nicht fehlen [Bau 80]. Diese in den 1980er Jahren entwickelte Maschine (mit handlichen Abmessungen) sei angeblich relativ einfach aufgebaut und liefere ohne Energiezufuhr Ausgangsleistungen KiloWatt-Bereich. Das Gerät konnte vor 20 Jahren von einer Reihe von Wissenschaftlern begutachtet und geprüft werden, ist heute aber der Öffentlichkeit nicht mehr zugänglich, denn der Erfinder Paul Baumann hat sich in einer von ihm gegründeten religiösen Gemeinschaft zurückgezogen und gibt keine Informationen mehr über sein Gerät heraus mit der Begründung, die Menschheit sei noch nicht reif dafür.

Bei einer Aufzählung bekannter Konverter freier Energie wird meist auch der Energieverstärker des Thomas Bearden erwähnt, obwohl bis heute nicht wirklich klar ist, ob sein „Motionless Electromagnetic Generator“ (MEG) tatsächlich funktioniert [Bea 02]. Angeblich handelt es sich dabei um ein Gerät, das von einer Batterie gespeist wird und ohne bewegliche Teile die Eingangsleistung um einen Faktor von über 100 verstärkt. Im Unterschied zu den meisten oben genannten Geräten existiert aber im Falle des „MEG“ keine unabhängige Untersuchung durch Wissenschaftler.

Bereits in den 1930er Jahren entwickelte Dr. Henry Moray ein „Strahlungsenergie-Gerät“, welches ohne Energiezufuhr unter Prüfung führender Wissenschaftler Tage lang eine elektrische Leistung im Bereich von circa 50 kW abgeben konnten [Mor 33]. Doch auch diese Erfindung ging den Weg, der für Maschinen zur Nutzung unbekannter Energie nicht unüblich ist: Henry Moray geriet so sehr unter psychischen Druck, dass er sich schließlich ein kugelsicheres Auto kaufen musste. Trotzdem wurde auf ihn geschossen und er trug eine Verletzung davon. Mehrfach wurde in sein Haus eingebrochen. Auch auf Frau Moray wurde geschossen. Als sein großer Durchbruch kurz bevorstand, zerstörte einer seiner Mitarbeiter mit einer Axt die Maschine des Dr. Moray. Auf Rat seines Anwalts hat er dann seine Entwicklungsarbeiten und seine Vorführungen aufgegeben. Kenner der Erforschung „Freier Energie“ können Beurteilung, wie sehr dies die echte Funktionsfähigkeit des Geräts bestätigt.

Ein mit Wasser angetriebenes Auto hat auf den Philippinen Daniel Dingel entwickelt [Din 99]. Über viele Jahre hinweg fuhr er damit. Das Auto schaffte eine Höchstgeschwindigkeit von etwa 200 km/h und konnte bei normalem Alltagsbetrieb mit einem Verbrauch von etwa 1 Liter Wasser pro 100 km gefahren werden. Erst im Alter von 79 Jahren hat sich Herr Dingel dazu bereit erklärt, seine Erfindung, die auf einer übereffizienten Elektrolyse von Wasser beruht, die Funktionsweise seines Motors von fachkundiger Seite testen zu lassen.

Ein weiteres mit freier Energie betriebenes Auto hat Carl B. Tilley entwickelt, in dem sich zwar 12 normale 12 Volt – Autobatterien befinden, die aber bei der Fahrt von seinem „Freie Energie“- Konverter permanent nachgeladen werden [Til 02]. Deshalb konnten Testfahrten über mehrere 100 km absolviert werden (mit typischen Geschwindigkeiten für Autobahnen), bei denen der Ladezustands der Akkus vom Anfang bis zum Ende der Fahrstrecke immer „voll“ war. Die Tests wurden wissenschaftlich untersucht, bis schließlich eines Tages zwei Fahrzeuge (ein Auto und ein Golfwagen) polizeilich beschlagnahmt wurden.

Ein Entwicklungsprojekt zur Nutzung „freier Energie“ im Fachgebiet der Plasmaphysik führen Paolo und Alexandra Correa durch mit finanzieller Unterstützung eines

5.3. Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen 97

amerikanischen Autokonzerns [Cor 95]. Zwar sind noch keine Berichte über eine funktionierende Maschine vorhanden, aber der Hintergrund einer großen und starken Firma erweckt immerhin eine gewisse Hoffnung, dass ein Erfolg, wenn er denn erzielt werden sollte, nicht einfach verschwindet, wie so viele Patente zur Nutzung „freier Energie“.

Seit 2000 erregt ein neuer selbstlaufender elektromagnetischer Motor „Orbo“ der Firma „Steorn“ Aufmerksamkeit. Das System sieht interessant aus, aber es liegen noch keine unabhängigen Tests vor [Ste 00].

Dieser kurze Überblick mit gut zwei Seiten soll bei den Lesern das Interesse wecken, die ausführliche Darstellung des Klaus Jebens [Jeb 06] mit über 200 Seiten kaufen und lesen zu wollen. In diesem Sinn ist mein kurzer Überblick eine Buchbesprechung und zugleich eine Buchempfehlung, soll aber darüber hinaus den Lesern auch ein Eindruck vermitteln, mit welchen unwissenschaftlichen Problemen die Erforschung bisher „unbekannter freier Energie“ zu kämpfen hat. Das Buch des Klaus Jebens geht nicht nur auf die technischen Fragen, sondern auch auf diese Probleme sehr detailliert ein. Und natürlich zeigt das Buch des Herrn Jebens auch noch eine Reihe weiterer Beispiele, die hier aus Platzgründen nicht angesprochen werden konnten.

Warum erwähne ich hier, inmitten einer ansonsten wissenschaftlichen Arbeit, überhaupt die Existenz einer Vielzahl verschiedenster Patente und Geräte zur Nutzung bisher unbekannten Energiequellen ? Die bisher unbekannten (manchmal auch als „unsichtbar“ bezeichneten) Energiequellen werden mitunter unter dem Sammelbegriff „freie Energie“ zusammengefasst, weil sie allen Menschen frei zugänglich sind. Mit der Übersicht über viele völlig unterschiedliche Prinzipien zur Nutzung freier Energie, erarbeitet in allen Kontinenten dieser Erde, soll verdeutlicht werden, dass die Forschung zur Nutzung freier Energie weiter fortgeschritten ist, als den meisten Nutzern althergebrachter Energiequellen (wie zum Beispiel Öl, Gas, Kohle, Kernenergie) bekannt oder bewusst ist. Alleine die Vielzahl bereits existierender Maschinen zur Wandlung freier Energie in konventionelle klassische Energieformen unterstreicht eindrucksvoll, dass die Menschheit hier existierende Technologie bewusst nicht nutzt und darüber hinaus sogar Forschungsarbeiten zur Nutzbarmachung umweltfreundlicher und unerschöpflicher Energieversorgung gezielt ablehnt. Es wäre wünschenswert, dass die Menschheit diesen Kurs ändert, denn die Sättigung des Energiehungers mit altbekannten umweltbelastenden Verfahren, wird sonst in näherer absehbarer Zukunft die Erde als unsere Lebensgrundlage zerstören, was dazu führen würde, dass die Menschen binnen weniger Generationen keinen Lebensraum mehr hätten. Hoffentlich kommt die Menschheit zur Besinnung, bevor es zu solchen Problemen kommt.

98 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

● Steht das hier vorgestellte Experiment nicht im Widerspruch zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ? (Diese Frage wurde einige Male gestellt, erstmals ernsthaft von [Mül 09].)

Nein, das Experiment widerspricht nicht dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik (dem Entropieprinzip).

Der sich drehende Rotor gewinnt natürlich Rotationsenergie. Diese lässt sich natürlich nutzen (zum Beispiel durch geeignete Umwandlung), um einen Zustand in einem Potential zu erhöhen. Folglich muss irgendwo anders ein Zustand in einem Potential reduziert werden – nämlich gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Und das ist tatsächlich der Fall: Die Extraktion von Nullpunktsenergie des Quantenvakuums aus dem Raum selbst führt zu einer Verminderung der Energiedichte des Raums und somit einer Verminderung der ponderablen Masse ebendieses Raums (entsprechend der Energie-Masse-Äquivalenz). In der Sichtweise der allgemeinen Relativitätstheorie wäre die Konsequenz eine Veränderung der Krümmung der vierdimensionalen Raum-Zeit, die letztlich zu einer Veränderung der kosmologischen Konstante Λ führt. Verständlich wird dies letztlich im Kontext von [Pop 05] (vorbereitende Arbeiten finden sich in [Pop 00]), der auf theoretischem Wege durch Lösen der Einstein’schen Feldgleichungen demonstriert, dass das elektrostatische Feld, in Kombination mit Vakuumfluktuationen einen Einfluss auf die Krümmung der Raum-Zeit nimmt.

Die Situation kann in etwa folgendermaßen kurz verstanden und interpretiert werden: Die Krümmung der Raum-Zeit ist als das treibende Potential anzusehen, welches den Rotor in Drehung versetzt. Entzieht man den Nullpunktsoszillationen des Quantenvakuums Energie, so verändert man dadurch die Krümmung der Raum-Zeit. Damit wird die Raumzeit als neue und nutzbare Energieform erkennbar.

Betrachtet man in dieser Situation übrigens die Größe der „Entropie“, so ist klar, dass ein Austausch von Entropie mit dem Quantenvakuum stattfindet, wobei einerseits die klassische Rotationsbewegung einer Verringerung der Entropie (im klassischen mechanischen Teil des Systems) entspricht, andererseits aber die Entropie des Quantenvakuums erhöht wird. Es wird eine interessante Aufgabe der Theorie sein, im Zusammenhang mit der Krümmung der Raum-Zeit einem Potential zu formulieren, aus dem der Vakuumenergie Rotor angetrieben wird. Auf jeden Fall ist klar, dass Energie aus dem Quantenvakuum in die mechanische Bewegung dissipiert und andererseits Entropie aus dem klassischen System ins Quantenvakuum hinein fließt.

● Wird der Rotor wirklich durch elektromagnetische Wellen der Nullpunktsoszillationen des Quantenvakuums angetrieben, oder wird er vielleicht nur durch klassische thermische Strahlung angetrieben, die ja bekanntlich auch als elektromagnetischen Wellen besteht ?

Diese Frage wurde zum ersten Mal vorhanden [Lam 09] in die Diskussion gebracht, da der Vakuumenergie-Rotor bisher nur bei Raumtemperatur untersucht worden war. Um ein Artefakt das Antriebs durch thermische Strahlung experimentell zu widerlegen, schlug [Lam

5.4. Diskussionspunkte und wiederholt gestellte Fragen

5.4. Diskussionspunkte und wiederholt gestellte Fragen 99

09] vor, das bisherige Experiment in einem Kryostaten bei einer Temperatur unterhalb von 1 K zu wiederholen.

In der Realität ist aber sehr wahrscheinlich, dass der Rotor durch thermische Strahlung angetrieben werden könnte, denn dies würde eine Widerlegung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik bedeuten. Würde der Rotor nämlich durch thermische Strahlung angetrieben werden, so wäre er in der Lage, einen einzigen Temperaturreservoir Energie zu entziehen (ohne die Notwendigkeit eines Temperaturgradienten, bzw. ohne ein zweites Temperatur- reservoir.) Da der Autor des hier vorliegenden Artikels nicht an die Möglichkeit glaubt, den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zu verletzten, hält er einen derartigen Antrieb aus thermische Strahlung und nicht für denkbar.

● Den Nullpunktsoszillationen entspricht (mit Allgemeingültigkeit) ein Grundzustand. Daher stellen die Nullpunktsoszillationen elektromagnetischer Wellen den Grundzustand des Quantenvakuums dar. Wie ist es möglich einen Grundzustand noch Energie zu entziehen ?

(Diese Frage wurde sehr häufig gestellt. Erstmalig präzise und prägnant formuliert wurde sie von [Kis 09].)

Die grundlegende Sichtweise hinter dieser Frage besteht in der in der Quantentheorie üblichen Konzeption, dass das Zuführen oder Entnehmen von Energie aus einem System auf Übergängen zwischen verschiedenen Energieniveaus beruht, z.B. 0 , 1 , … , . Gibt einen Systemenergie ab, so geht es von einem Quantenzustand mit höherem in einem Quantenzustand mit niedrigerem über. Im Falle elektromagnetischer Wellen des Quantenvakuums werden dazu Erzeugungsoperatoren beziehungsweise Vernichtungsoperato- ren verwendet.

Dass diese Sichtweise der Übergänge zwischen Energieniveaus auf das hier vorliegende System nicht passt, ist der Grund für die irrtümliche Formulierung der Frage, wie es möglich sei, dem Grundzustand Energie zu entziehen. Diese Sichtweise der Übergänge zwischen Energieniveaus passt auf den Casimir-Effekt ebenso wenig, wie auf den Rotor zur Wandlung von Vakuumenergie. In Wirklichkeit verhalten sich nämlich diese beiden Naturphänomene wie folgt:

Der Casimir-Effekt wird erklärt aufgrund der Tatsache, dass einige der elektromagnetischen Nullpunktsoszillationen (nämlich genau die resonanten Moden) zwischen parallelen metallischen Platten ausgelöscht werden. Die Energie des Grundzustandes ohne parallele metallische Platten wird dann durch Hinzufügen der metallischen Platten um die Energie ebendieser resonanten Moden abgesenkt. Dadurch wird der Grundzustand in einem neuen energieärmeren Grundzustand überführt.

Die Funktionsweise des in der vorliegenden Arbeit vorgestellten Rotors zur Wandlung von Vakuumenergie beruht ebenfalls (ähnlich wie der Casimir-Effekt) auf einer Veränderung des Grundzustandes. Allerdings werden hier nicht einige der Nullpunktsoszillationen ausge- blendet, sondern alle Nullpunktsoszillationen ein wenig in Ihrer Energie verändert. Nament- lich wird die Wellenlänge dieser Nullpunktsoszillationen aufgrund eines von außen an den Raum (= an das Vakuum) angelegten elektrischen (oder magnetischen) Gleichfeldes ein

100 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

wenig verringert. Dieser Verringerung aller Wellenlängen entspricht eine Erhöhung aller Energien in dem vom Feld erfüllten Volumen. Da der Rotor (namentlich dessen Rotorblätter) das Feld abschirmt, und somit einem Teil des Raums von der Erhöhung der Feldenergie abschirmt, entnimmt der Rotor dem Feld diejenige Energie, die als Feldenergie auf die Oberflächen seine Rotorblätter trifft. Dies ist diejenige Energie, die dem Grundzustand des Quantenvakuums aufgrund des Vorhandenseins des Rotors nicht zur Verfügung steht.

● Läßt sich der in Abschnitt 5.2 beschriebene Rotor mit raumfester Rotationsachse dergestalt weiterentwickeln, dass eine Rotation auch damit möglich wird ?

(Dieser Fragenkomplex bewegt den Autor des vorliegenden Artikels im Bezug auf praktische Anwendungen sehr. Wegen seiner großen Bedeutung für die Energietechnik wird das Thema sehr häufig von Praktikern angesprochen und diskutiert. Eine raumfeste Rotationsachse ist Voraussetzung für die Möglichkeit, Rotationsenergie vom Rotor abzugreifen.)

Wie in Abschnitt 5.2 dargestellt, dreht sich der in Abb. 27 gezeigte Rotor beim elektro- statischen Aufladen der Feldquelle ins Potentialminimum, verkippt dort und stürzt aufgrund zu großer Querkräfte ab. Um den Absturz des Rotors zu verhindern, hat der Autor der vorliegenden Abhandlung eine Führung der Lagerspitze mittels einer Hülse entwickelt (siehe Abb. 30). Dies ändert, wie in Abschnitt 5.2 beschrieben, nichts daran, dass sich der Rotor ebenfalls nur bis zum Minimum des elektrostatischen Potenzials dreht und dort stehen bleibt – lediglich das Verkippen und Abstürzen wird verhindert.

Um zu untersuchen, ob ein Antrieb des Rotors bei raumfester Rotationsachse überhaupt prinzipiell möglich ist, wurde von verschiedenen Experimentatoren (bzw. von experimentel- len Arbeitsgruppen) wiederholt und unabhängig voneinander vorgeschlagen, den Rotor mechanisch so stark in Drehung zu versetzen, dass dessen Schwung ausreicht, mehrere Umdrehungen im elektrostatischen Feld auszuführen. Auf diese Weise könnte das Maximum der Rotor-Stellung im Potential des elektrostatischen Feldes überwunden werden. Die Winkelgeschwindigkeit des Rotors wäre dann zwar im Verlauf einer Umdrehung nicht konstant, aber der Rotor müsste (wenn der Antrieb aus der Raumenergie stärker ist als die bremsenden Reibung des Spitzenlagers) beim zyklisch wiederholten Durchlauf durch die selbe Position (d.h. alle 360°) eine von Umdrehung zum Drehung zunehmende Winkelge- schwindigkeit erkennen lassen.

Die Idee ist dem Grunde nach richtig und sinnvoll, allerdings gibt es ein praktisches Problem: Damit der Schwung des Rotors groß genug sein kann, um eine kontinuierliche Drehung zu ermöglichen, müsste man schwerere Rotoren bauen als bisher, da man ein entsprechend großes Massenträgheitsmoment der Rotation benötigt. Mit der zunehmenden Rotormasse erhöht sich allerdings auch die Reibungskraft und mit ihr und das zugehörige Drehmoment der Reibung linear. Mit anderen Worten: Erhöht man die Rotormasse und mit ihr die Möglichkeit, den Rotor in Schwung zu versetzen, so erhöht man eben dadurch in gleicher Weise auch die bremsende Reibung des Spitzenlagers (siehe Abschnitt 4.2, Thema „Minimierung der Lagerreibung“, Unterpunkt „Spitzenlager“), die eine kontinuierlich anhaltenden Rotation direkt entgegensteht. Diese Problematik vereitelt bei einem zu schweren Rotor direkt ein Zunehmen der Winkelgeschwindigkeit von Umdrehung zu

5.4. Diskussionspunkte und wiederholt gestellte Fragen 101

Umdrehung. Diese Problematik wurde auch von [Taj 08/09] mit einem Magnetlager festgestellt.

Will man den elektrostatischen Rotor zur Wandlung von Vakuumenergie mit einem Rotor massiver Bauart auf einem Spitzenlager testen, so bleibt aufgrund der mit der Rotormasse zunehmenden Reibung nur die Möglichkeit eines direkten Vergleichs: Dabei müsste man dem Rotor als Startbedingung einen sehr exakt definierten und reproduzierbaren Schwung (Drehimpuls) mitgeben und dann die Zahl der Umdrehungen mit elektrisch geerdeter und mit elektrisch aufgeladener Feldquelle vergleichen. Dreht sich der Rotor im letztgenannten Fall weiter als im Ersteren, so ist dies ein Indiz dafür, dass der Unterschied im Drehwinkel durch die elektrostatische Aufladung der Feldquelle und somit durch die von dadurch verursachte Wandlung von Raumenergie verursacht wird. Allerdings muss man dabei eine exakte Messung und Kontrolle der Reibung in den beiden Teilen des Vergleichs durchführen (darin besteht auch eines der Probleme des Experiments von [Taj 08/09]), denn Unterschiede in den Drehwinkeln der beiden Teile des Vergleichs könnten auch dadurch zustande kommen, dass die Reibungskräfte im Lager des Rotors (zum Beispiel durch eine Änderung der Andruckkräfte) sich als Funktion einer von außen angelegten elektrischen Feldstärke verändern. Beeinflusst dass von außen angelegte elektrische Feld nicht nur den Antrieb (aufgrund der Wandlung von Vakuumenergie), sondern auch die Reibung, so kann das Einschalten des elektrischen Feldes den Drehwinkel ebenso gut erhöhen wie verringern.

● Der Vakuumenergie entsprechen irgendwelche (noch zu kennzeichnenden) Objekte (im Vakuum). Würde das nicht bedeuten, dass ein absolut ruhendes Bezugssystem an diesen Objekten definiert und festgemacht werden könnte – in scharfem Widerspruch zur Relativi- tätstheorie, nach der eine absolute Ruheposition prinzipiell nicht definiert werden kann ?

Nein, eine solche Konsequenz kann nicht aus der Existenz der Vakuum-Energie hergeleitet warden. Dafür gibt es die beiden folgenden Überlegungen und Argumente:

(1.) Wenn die Objekte, die die Vakuum-Energie ausmachen, sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen (so wie es z.B. die elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quantenvakuums tun), dann ist es prinzipiell unmöglich, eine Geschwindigkeit relativ zu diesen Teilchen anzugeben, denn nach den relativistischen Regeln für die Addition von Geschwindigkeiten, haben die Vakuum-Energie-Teilchen dann die Lichtgeschwindigkeit relativ zu allen anderen Teilchen. Folglich können elektromagnetische Nullpunktswellen niemals ein Bezugssystem definieren, relativ zu dem sich eine Bewegung mit einer definierten Geschwindigkeiten angeben lässt.

(2.) In der Realität kann die Antwort komplizierter werden, sobald die Teilchen zur Vakuum- Energie sich nicht mit Lichtgeschwindigkeite bewegen. Solche „langsamen“ Vakuum-Energie Teilchen erinnern an den Äther des 19. Jahrhunderts, der von Michelson und Morley experimentell untersucht wurde. Interessanteeweise fanden die beiden von Null verschiedene Driftgeschwindigkeiten (der Erde durch den Äther), die wohl im Rahmen der Messgenauigkeit ihrer Anordnung bestimmbar waren. Diese Ergebnis wurde aber immer als sehr verwirrend empfunden, weil die gemessenen Driftgeschwindigkeiten wesentlich kleiner waren als die Bewegungsgeschwindigkeit der Erde relative zur Sonne. Weil Michelson sein Ergebnis nicht interpretieren konnte, mutmaßte er zunächst Messfehler in seiner Apparatur [Mic 81], entschloss sich aber, zusammen mit Michelson, diese Messung mit einer neuen

102 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Anlage mit höherer Messgenauigkeit zu wiederholen [Mic 87]. Da die Beiden nun abermals ein von Null verschiedenes Ergebnis erhielten, diskutierten sie die erhaltenen Werte nun ernsthafter. Um so problematischer die Tatsache, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen Erde und Äther um ca. einen Faktor 20 kleiner war als die Bahngeschwindigkeit der Erde auf ihrem Umlauf um die Sonne. Aufgrund der Unverständlichkeit des Ergebnisses wiederholte Dayton Miller später das Experiment mit noch weiter verbesserter Meßgenauigkeit ([Mil 33], [Joo 34]) und bestätigte abermals die Existenz einer Ätherdrift. Andere Ergebnisse, zum Beispiel dasjenige von Shankland [Sha 55] zweifelten an den Werten von Michelson und Morley ebenso wie an den Werten von Miller. Zunächst entstand eine „Äther-Mitführungs- Hypothese“, der zufolge, die Erde den Äther des Universums durch den Raum mitzieht. Aber diese Hypothese wurde immer als unbefriedigend empfunden. Ihr wurde nie wiedersprochen, aber sie passte nicht in das emotionale bevorzugte Bild der Physiker-Gemeinschaft. Das hat schließlich dazu geführt, dass man den Äther einfach ignoriert hat und dann als nichtexistent bezeichnete. Auf diese Weise waren auch alle Ätherdrift- Probleme mit der Relativitätstheorie aus der Welt geschafft.

Trotzdem ist auch diese Sichtweise heute nicht mehr zufriedenstellend, denn Vakuum-Energie erfordert eine Vakuum-Substanz. (Der Energie entspricht nach E=mc2 eine Masse.) Diese bezeichnet man heute mit unterschiedlichen Namen, z.B. als “Quintessence”, um eine Distanzierung vom Äther des 19. Jahrhunderts zu betonen. Das Problem ist nur, dass der Name nichts daran ändert, dass uns die Vakuum-Substanz direkt in die Widersprüche zur Relativitätstheorie zurückführt, denn sie gibt uns ein absolutes Bezugssystem.

Ein Vorschlag, der das Dilemma vielleicht lösen könnte, wäre die folgende Sichtweise: Die Erde könnte sich vielleicht relativ zum Äther in ähnlicher Weise bewegen wie ein Auto in Luft, nämlich mit trubulenten Strömungen, die Wirbel verursachen. Die Erde würde dann Äther-Wirbel verursachen, ebenso wie das Auto Luftwirbel. Und solche Wirbel folgen einer nichtlinearen Dynamik, auch als Chaos bekannt [Arg 95], [Wor 93]. Deshalb können Luftströmungs-Sensoren am Auto oftmals bizarre Strömungsgeschwindigkeiten und Strömungsrichtungen festellen, die in Zeit und Position nicht reproduzierbar sind. In Analogie dazu würde die Erde dann bizarre Strömungsgeschwindigkeiten und Strömungsrichtungen des Äthers verursachen, besonders in direkter Näher ihrer nicht aerodynamische gestylten Oberfläche. Diese Wirbel könnten dann von astronomischen Ausmaßen sein, und zwar sowohl zeitlich als auch räumlich, sodaß wir sie kaum zuordnen oder verstehen können.

Diese Sichtweise würde überdies erklären, warum einige Maschinen zur Wandlung und Nutzung von Raumenergie ein zeitlich oder räumlich nicht reproduzierbares Verhalten zeigen. Soetwas kennen wir z.B. von den beiden Apparaten des Hans Coler (“Magnetstromapparat” und“Stromerzeuger”, siehe Abschnitt 5.3). Auf dieser Basis könnten wir auch verstehen, warum sich die wissenschaftliche Gemeinde so schwer tut, Raumenergie und die damit verbundenen Phänomene zu verstehen und zu nutzen. Auf diesem Hintergrund ist es sogar menschlich verständlich, dass man die Diskussion über Raumenergie nicht in der Vordergrund rücken mag.

5.5. Ausblick auf denkbar mögliche zukünftige Anwendungen 103

Sollte die vorliegende Arbeit nur eine Bedeutung für die fundamentale Physik haben, und dem Nachweis der in den Abschnitten 2 und 3 beschriebenen Modelle dienen, dann wären mit dem Erfolg der experimentellen Verifikation in Kapitel 4 schon alle Aufgaben erledigt. In Wirklichkeit geht der mögliche zu erwartende Nutzen dieser Arbeit aber wesentlich weiter:

Rotoren zur Wandlung von Vakuumenergie werden nämlich durch statische Felder angetrieben, also ohne Verbrauch klassischer Energieformen. Es wird tatsächlich eine bisher wenig beachtete Energieform (die Vakuumenergie oder Raumenergie genannt wird) in eine wohlbekannte klassischer Energie (mechanische Energie der Rotation) umgewandelt. Dies eröffnet natürlich Anwendungsperspektiven als unerschöpfliche Energiequelle, die überdies den Vorteil hätte, unsere Umwelt nicht zu belasten. Wie unerschöpflich diese Energiequelle ist, erkennt man aus dem heutigen Standardmodell der Kosmologie [TEG 02] [RIE 98], [EFS 02], [TON 03], [und vielen anderen], zu dessen Inhalten unter anderem auch eine Aussage über die Zusammensetzung unseres Universum gehört. Danach besteht dieses Universum in etwa

– zu 5 % aus uns bekannten Teilchen, also aus für den Menschen sichtbarer Materie, – zu 30 % aus unsichtbarer Materie, also aus noch nicht nachweisbaren Teilchen, – zu 65 % aus Vakuumenergie.

Damit stünde uns Menschen der dominant größte Anteil des Universums als Energie zur Verfügung – wenn wir diese Energie denn nutzen lernten. Natürlich gibt es Zweifler, die sich nicht vorstellen können, dass eine derartige Wandlung von Vakuumenergie möglich ist (z.B. [Bru 06]), aber es gibt auch eine Reihe fundierter Arbeiten, die zu dem Ergebnis führen, dass eine derartige Energiewandlung aus der Vakuumenergie eben doch möglich sei (z.B. [Sol 03], [Sol 05], [Sol 06], aber auch [Kho 08], [Red 08], [Kho 07a], [Kho 07b], [Put 08], [Ole 99]).

Einen praktischen und wirtschaftlichen Nutzen ziehen können wir aus dieser Vakuumenergie (des Universums) ab dem Moment, ab dem der Vakuumenergie-Rotor mehr Energie freisetzt, als er zur Aufrechterhaltung seiner Bewegung verzehrt. Ist diese Bedingung erfüllt, so können Vakuumenergie-Rotoren einen entscheidenden Beitrag zur Energiewirtschaft und zum Umweltschutz leisten. Wir wollen diese Bedingung als „wirtschaftliche Nutzbarkeit im Großtechnischen Maßstab“ bezeichnen und für die beiden vorgestellten Rotorarten vergleichen:

▪ Im Falle des magnetostatischen Vakuumenergie-Rotors setzt dies (falls die Funktionsfähigkeit einer endlosen Rotation mit raumfester Rotationsachse erreicht werden kann) voraus, dass der Aufwand zur Kühlung der supraleitenden Rotorblätter weniger Energie verzehrt als deren Rotation im permanenten Magnetfeld eines Dauermagne- ten freisetzt. Da die Kühlung zumindest flüssigen Stickstoff benötigt, dessen Erzeugung sicherlich einige Energie verbraucht, steht und fällt die wirtschaftliche Nutzbarkeit im Groß- technischen Maßstab beim magnetostatischen Rotor mit der Qualität der Isolationsmaterialen, in denen die Magnete und die Supraleiter angeordnet werden, d.h. es wird unter anderem auch eine optimale Technologie der Kryostaten vorausgesetzt.

5.5. Ausblick auf denkbar mögliche zukünftige Anwendungen

104 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

▪ Im Falle des elektrostatischen Vakuumenergie-Rotors sind es sicherlich nicht die elektrischen Isolationsverluste, die zu einem Leistungsaufwand beim Betrieb des Rotors führen. Das zeigt bereits der sehr einfache Aufbau und Nachweis aus Abschnitt 4.4. Vielmehr wäre für das Kriterium der wirtschaftlichen Nutzbarkeit im Groß- technischen Maßstab die Leistung der Vakuumpumpen mit zu berücksichtigen. Im übrigen könnte man an dieser Stelle über die Verwendung eines Elektrets als Feldquelle nachdenken. Ein Elektret ist ein Material welches permanent ein elektrisches Feld erzeugen kann, ähnlich wie ein Dauermagnet permanent ein Magnetfeld erzeugt. Solche Materialien sind bekannt unter der Bezeichnung „Elektret“. Einmal polarisiert erzeugen Elektrete per- manent ein elektrisches Feld, von dem man natürlich fragen kann, ob es in der Lage ist, einen elektrostatischen Rotor anzutreiben. Wäre dies der Fall, dann stellt sich die Frage, ob man vielleicht sogar auf die Verwendung einer Vakuumapparatur verzichten kann, falls der Elektret im remanent polarisierten Zustand keine Gasteilchen der Luft ionisiert.

Nun braucht man für den elektrostatischen Rotor Spannungen im Kilovolt-Bereich. Derartige Elektrete, die auch praktisch verfügbar und vernünftig handhabbar sind, findet man hauptsächlich im Kunststoff-Sektor [Wik 08], [Mel 04], z.B. Teflon (=Polytetrafluorethylen), Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polytetrafluorethylenpropylen, Polypropylen, Poly- ethylenterephthalat (PET-Folie), Polyvinylidenfluorid, aber es gibt auch remanente Dielektrika wie z.B. Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid. Von verschiedenen dieser Werkstoffe wurden in Rahmen der vorliegenden Arbeit ebene Platten durch Reibungselektrizität auf- geladen und versucht, damit den elektrostatischen Rotor aus Abb.14 anzutreiben. Die Drehungen begannen, sofern sie überhaupt zu beobachten waren, in der Regel eher zügig (also mit relativ großem Drehmoment, was auf hohe Feldstärken schließen läßt) und hielten dann ebenso abrupt wieder an, wobei der Drehwinkel zumeist nur einen Bruchteil einer ganzen Umdrehung überstrich. Dies ist ein typischer Hinweis auf eine inhomogene Ladungs- verteilung auf der Oberfläche des Elektrets, die dazu führt, dass der Rotor nur die Position des Potentialminimums im elektrischen Feld sucht und dort stehen bleibt. In wenigen nicht reproduzierbaren Fällen ergab sich zufällig eine etwas homogenere Ladungsverteilung auf der Oberfläche des Elektrets, sodaß ca. 2…3 Umdrehungen zustanden kommen konnten [e9]. Das deutet darauf hin, daß es noch eine ganze Reihe von Fragen gibt, die zu lösen sind, bis mit Hilfe von Elektreten hinreichend homogene elektrostatische Felder erzeugt werden können, dass sich der Einsatz bei der Wandlung von Raumenergie lohnen könnte.

Dasjenige Elektret, mit dem maximal etwas mehr als zwei volle Umläufe erzielt werden konnten, war übrigens ein Elastomer-Luftballon. Das Elastomer wurde durch Reibungselektrizität aufgeladen, und zwar so stark, dass man beim Annähern der Hand elektrische Überschläge beobachten konnte. Die Ladungsmenge reichte aus, um den Luftballon entgegen der Schwerkraft über viele Stunden an der Decke eines Zimmers zu halten (was auch wieder mit Hilfe der Spiegelladungsmethode und der damit verbundenen anziehenden Kräfte erklärt werden kann). Aber die Zahl der (wenigen) Umläufe des Rotors unter derartigen Elektret-Feldquellen war mit großen statistischer Schwankungen behaftet, was sicherlich einerseits auf die nicht exakt kugelförmige Geometrie des Ballons zurück- geführt werden mag, andererseits aber auch auf die inhomogene Ladungsverteilung an seiner Oberfläche.

5.5. Ausblick auf denkbar mögliche zukünftige Anwendungen 105

Betrachtet man den Elektret als remanent polarisiertes Dielektrikum (in Analogie zum Dauermagneten als remanent magnetisiertem Ferromagnetikum), so gibt es keinen Strom, der vom Elektret oder vom Rotor ausgeht, und Moleküle der Luft ionisiert. Dafür, dass dies wirklich der Fall ist, spricht auch die Tatsache, dass der Luftballon trotz einer Berührung der Zimmerdecke seine Aufladung nicht verliert (und über viele Stunden genug Ladung behält, die ihn an der Zimmerdecke festhält) – so gut isoliert der Kunststoff. Da nun der Luftballon den elektrostatischen Rotor noch nicht einmal berührt, sondern einige Zentimeter von ihm entfernt ist, kann erst recht davon ausgegangen werden, dass zwischen dem Elektret und dem Rotor kein Ionenstrom fließt. Sobald der Rotor mehr als eine ganze Umdrehung vollzieht (wodurch das Stehenbleiben im Potentialminimum widerlegt wird), drückt die stattfindende Rotationsbewegung abermals wieder den in Abschnitt 4.4 nachgewiesenen „netto – Energiegewinn“ aus. Aufgrund der statistischen Streuung bezüglich der Dauer der Rotation wird hier allerdings auf eine quantitative Analyse der Aussagen verzichtet, da eine solche in Abschnitt 4.4 wesentlich überzeugender ist als anhand eines ungenauen Elektrets.

Möglichkeiten zur Erhöhung der mechanischen Leistung für technische Anwendungen:

Zuerst betrachten wir die Frage: Wieviel mechanische Leistung ist mit den bisherigen Rotoren aus Vakuumenergie gewandelt worden ?

▪ Bei dem auf Wasser schwimmenden 46cm -Rotor ergab die Auswertung von Abb.13 eine mechanische Antriebsleistung von etwa  1.75 10-7Watt . Nachdem aus (1.68) bekannt ist, dass diese Leistung teilweise auch aus Rückstößen von Gasionen herrührt, sollte eine Wandlung der Leistung aus Vakuumenergie etwa im Bereich von  107Watt der Größenordnung nach angegeben werden, wobei im Mittel eine Spannung von etwa 4 … 7 kV angegeben werden kann (bei höheren Spannungen kann auch mehr Leistung erzeugt werden).

▪ Bei dem 51mm -Rotor im Vakuum nach Abb.19 kann die aus der Feldquelle übertragene mechanische Leistung anhand der Tatsache abgeschätzt werden, daß die anziehende Coulombkraft den Rotor etwas anhebt. Beim Einschalten der Hochspannung wurde der Rotor aus Abb.19 etwa um  2 . . . 3 mm angehoben. Schaltete man die Spannung wieder aus, so sank der Rotor wieder zu seiner Eintauchtiefe vor dem Einschalten der Spannung ab. Dies war in Luft in gleicher Weise zu beobachten wie im Vakuum. Mit einer Masse von  2.02 Gramm ergibt dies eine potentielle Energie von etwa  40 . . . 60  Joule . Wenn der Prozeß des Anhebens etwa 1… 2sec. dauert, berechnet sich die zugehörige Leistung zu wenigstens / 40Joule/2sec. 20Watt (plus der für das Überwinden der Viskosität des Öls nötigen Leistung). Die ein- und ausgeschaltete Hochspannung liegt hier allerdings bei 16kV .

▪ Bei dem 64mm-Rotor aus Abschnitt 4.4 liegt die erzeugt mechanische Leistung bei 1.5  0.5107Watt bei einer Spannung von  29.7 kV . Dies ist das Beispiel mit der am besten vermessenen Leistungsbilanz und kann daher hier als Ausgangspunkt für weitere

Überlegungen (zur Extrapolation auf größere Maßstäbe) dienen.

106 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

▪ Damit kann man ein Umskalieren zu größeren Maßstäben für einen technischen Nutzen zumindest der Größenordnung nach, also in Zehnerpotenzen abschätzen, und zwar anhand der bereits mehrfach angegebenen Proportionalitäten  2 und  R2 :

Wenn man als realistische Voraussetzung annimmt, eine Spannung im Bereich von etwa  104 Volt führe bei einem Radius von  101 zu einer Leistung von  106 Watt , dann

ergibt sich folgendes Bild:

Ein ernsthaftes Problem für die technische Nutzung stellt die sehr mäßige Leistungsdichte dar. Eine 100kW-Maschine zu bauen, die 10 Rotoren mit je 20 Metern Durchmesser benötigt, würde eine Vakuumkammer von vielleicht 30…40 Metern Durchmessern und eine Höhe von auch etwa 30…40 Metern erfordern, denn aus Gründen der Führung der Feldlinien muss die Vauumkammer um einen gewissen Prozentsatz größer sein, als die Rotorblätter. Für einen 100kW-Motor soviel Volumen zur Verfügung zu stellen, ist nicht wirklich wirtschaftlich – selbst nicht, wenn es sich dabei um einen Raumenergie-Konverter handelt, der seine eigene Versorgung aus seinen eigenen Leistungs-Output entnehmen kann, der also als sog. Selbstläufer arbeitet.

Wesentlich höher als die Energiedichte technisch realistisch erreichbarer elektrostatischer Gleichfelder ist die Energiedichte technisch realistisch erreichbarer magnetischer Gleichfelder. Dies hat letztlich seinen Grund in der Tatsache, dass elektrische Felder durch die Durchschlagsfeldstärke begrenzt sind (Durchschläge bei zu hoher Spannung sind allgemein bekannt), wohingegen ein vergleichbares Problem bei magnetischen Felder schlichtweg nicht existiert.

Auch ein magnetisches Rotorprinzip wurde in der vorliegenden Arbeit entwickelt und konzipiert. Allerdings konnte aus laborpraktischen Gründen der Versuch einer exprimentellen Realisierung nicht unternommen werden, letztlich weil dem Autor der vorliegenden Schrift die technische Ausrüstung dazu nicht zur Verfügung steht.

Anordnung

U P  2  R2

Realistische Voraussetzung 101 104 106 (als Mittel über die zuvor genannten Abschätzungen)

Vakuum: größere Durchschlagsfeldstärken als an Luft 101 107 100 (bei geeigneten Abständen Rotor – Feldquelle)

Größere Rotoren bauen 101 107 104 (20 Meter Rotordurchmesser in einem Gebäude)

Mehrere Rotoren übereinander im Stapel kaskadieren 101 107 105 (10 Rotoren übereinander im Gebäude angeordnet)

Man käme dabei auf technisch nutzbare Größenordnungen.

5.5. Ausblick auf denkbar mögliche zukünftige Anwendungen 107

Die elektrostatische Raumenergiewandlung wurde – theoretisch eingeführt in Abschnitt 2.2, – quantentheoretisch begründet in Abschnitt 3.4, – für die praktische Ausführung konzipiert in Abschnitt 4.1, – experimentell verifiziert in den Abschnitten 4.2, 4.3, 4.4.

Die magnetostatische Raumenergiewandlung wurde – theoretisch eingeführt in Abschnitt 2.3, – quantentheoretisch begründet in Abschnitt 3.4, – für die praktische Ausführung konzipiert in Abschnitt 5.1, – konnte noch nicht praktisch verifiziert werden, weil die technischen Mittel fehlen.

Um den tatsächlichen Vergleich der Leistunsdichte (Maschinenleistung pro Maschinen- volumen sinnvoll anstellen zu können, wurde die nachfolgende Tabelle (auf der nächsten Seite) erstellt, nach deren Betrachtung klar ist, dass ein magnetischer Raumenergie-Konverter um soviel kompakter ist als ein elektrostatischer Raumenergie-Konverter, dass das magnetische Prinzip die Abmessungen für eine sinnvolle wirtschaftliche Nutzung zur Verfügung stellen kann. Dies gilt übrigens für alle Arten magnetischer Raumenergie- Konverter, da das Problem der Energiedichte ein prinzipielle Eigenschaft der Felder ist, also des elektrostatischen Feld und des magnetischen Feldes an sich.

Diskussion und Interpretation der nachfolgenden Tabelle zum Vergleich der Leistungsdichten folgen im Anschluß an die Tabelle.

108 5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Funktions- prinzip

Elektrischer Konverter

Magnetische Konverter

vermittelndes Feld

elektrisches Feld E

magnetisches Feld H

Feldquelle

elektrische Ladung Q

bewegte Ladung  Q

Feldbe- stimmung

Punktladung:

 Qr

 E4π 3 mitr:xx‚

0Ausgedehnte Ladungsverteilung:

 x  

E  xx‚ d3x

4π

3 0 xx

V

Bewegte Punktladung:   

   Q dvsr B0H mitH 4π 3

 sst

Bewegte Ladungsverteilung:

 BmitH dssr (Ampère’sche

0 3

Stromschleife)

st

Kräfte im Feld

In Anlehnung an das Coulomb-

 Gesetz, Fq2E

qqr F1 212

12 4π0 3

In Anlehnung an Biot-Savart-Gesetz, dazu



Lorentz-Kraft Fq2vB

   

F0qq1 2 12 122π12 3

r

12

r

12

Praktische Aus- führung der Feldquelle

Es genügt die bloße Existenz einzelner elektrischer Ladungsträger (Monopole), z.B. geladene Metallteile, Elektrete,..Erfordert bewegte Ladung, z.B. Ströme. Diese sind besonders energiesparend vorhanden in Dauermagneten !

Berechnung der Leistungsstro mdichte der beiden Felder

Mit konst. elektrischen Feldern

Siehe oben: Elektrostatischer Rotor (existiert in Theorie und Experiment)

0 2 Energiedichte u 2  E

Zahlenbeispiel für praktische Leistungsbegrenzung:

 kV E30cm 

2 ucA 2  30cm c1cm

el 0kV 2  11.9 105 Js pro cm2 Konverterfläche

mit  Lichtgeschwindigkeit

und  Konverterfläche

Problem: Begrenzung bei der Durchschlagsfeldstärke des Vakuums

Mit konstanten magnetischen Feldern Siehe oben: Magnetischer Rotor (existiert nur in der Theorie und in der Konzeption)

0 2 Energiedichte u 2  H

Zahlenbeispiel für praktische

Leistungsbegrenzung:

B2.0 ucA 2  0 c1cm

 2.0Tmag 0 2

 4.77 1010 Js pro cm2 Konverterfläche

mit  Lichtgeschwindigkeit

und  Konverterfläche

Keine Begrenzung durch magnetische Durchschlagsfeldstärke des Vakuums

Nutzt den Energiefluß bei der Ausbreitung des Gleichfeldes mit Lichtgeschwindigkeit.

Raumenergie-Konverter mit Wechselfeldern könnten gesondert betrachtet werden. Aber das ist nicht notwendig, denn für sie gelten die prinzipiellen Beschränkungen hinsichtlich der elektrischen Feldstärke, nicht aber der hinsichtlich magnetischen Feldstärke in gleicher Weise wie für die statischen Felder.

5.5. Ausblick auf denkbar mögliche zukünftige Anwendungen 109

Verglichen werden nicht konkrete Raumenergie-Konverter-Konstruktionen, sondern die funamentalen, prinzipiellen Eigenschaften der Felder, mit deren Hilfe die Konversion vollzogen wird. Die Aufstellung ist somit unabhängig von der Bauart eines jeweiligen Konvertes. Damit kann man einerseits der Frage nachgehen, wo die prinzipielle Grenze für die Leistung einer elektrischen/magnetischen/elektromagnetischen Raumenergie-Konverters

liegt. Diese Frage wird in der Tabelle mit  11.9 105 pro cm2 Konverterfläche bzw.

el

 4.77 1010 pro cm2 Konverterfläche beantwortet.

s

mag

s

Anwendungsnäher aber ist die Frage, welche Leistungsdichte sich für real existierende Geräte ergeben könnte. Als Maßstab hierzu liegt der oben beschriebene Test an elektrostatischen Konvertern vor, an den wir nun die Meßlatte des Leistungsdichte-Vergleichs anlegen wollen.

Natürlich ist klar, dass nicht jede praktische Realisation, die die Menschheit je ersinnen wird, genau diese Werte erreicht. Der ein- oder andere praktische Aufbau mag effizienter oder weniger effizient arbeiten als der in dieser Arbeit vorgestellte elektrostatische Konverter, aber wir bekommen anhand dieses Aufbaus doch immerhin ein Gefühl für Größenordnung der Konversions-Maschinen.

Betrachten wir also die vorangehende Tabelle Zeile für Zeile:

Zeile 1: Überschriften, Namen der zu vergleichenden Raumenergie-Konverter-Verfahren

Zeile 2: Beides sind elektromagnetische Prinzipien, beide benötigen also elektrische Ladung. Im elektrostatischen Fall ruht die Ladung, im magnetischen Fall wird sie bewegt. Allerdings genügt als Bewegung bereits der Spin der Elektronen, die das Magnetfeld eines Dauermagneten erzeugen.

Zeile 3: Die typischen Formeln zur Berechnung der Felder, entnommen aus Formelsammlungen oder Lehrbüchern wie z.B. [Jac 81].

Zeile 4: Hinweise zur energiesparenden Erzeugung der Felder. In beiden Fällen gibt es Möglichkeiten, die benötigten Felder einmal zu initiieren und dann völlig ohne Aufwendung einer klassisch bekannten Energie aufrecht zu erhalten. Trotzdem breiten sich die Felder während ihrer Existenz permanent (mit Lichtgeschwindigkeit) im Raum aus und erfüllen diesen mit Feldstärke und somit mit Energie. Die Versorgung der Feldquellen basiert dabei auf Raumenergie, wie in den Abschnitten 2.2 und 2.3 erläutert.

Zeile 5: Hier findet sich eine grundlegende Berechnung der Leistungsdichte, unabhängig von konkreten Überlegungen zur Konstruktion einer praktischen Maschine, und zwar wie folgt:

– Die Energiedichte der beiden Felder berechnet sich relativ einfach aus einem Proportionalitätsfaktor (der eine Naturkonstante ist) und dem Quadrat der jeweiligen Feldstärke.

110

5. Weiterführende Hinweise und Ausblick in die Zukunft

Lässt man diese Energiedichte mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Feldes, die die Lichtgeschwindigkeit ist, durch eine Fläche hindurchströmen, so berechnet man als Produkt dieser drei Größen die Energie, die pro Zeit durch diese Fläche hindurchströmt, als die Leistung , die das Feld durch die Fläche permanent durchströmen lässt. Die beiden Werte, die sich hier ergeben, liefern den entscheidenden Systemvergleich:

●  11.9 105 pro cm2 Konverterfläche für elektrostatische Raumenergie-Konverter

el

s

● Pmag  4.77 1010 pro cm2 Konverterfläche für magnetische Raumenergie-Konverter s

Wie man sieht, liegt das Verhältnis der beiden Leistungsstromdichten der Felder bei

P

11.9105 pro cm2

 el   40084 , wobei die Konverterfläche gekürzt werden 102

kann.

Der Faktor von etwas mehr als 40 000 ist gewaltig. Er überspannt gut drei Zehnerpotenzen. Um diesen Faktor unterscheidet sich das Volumen der beiden Konverter-Prinzipien bei gleichem Leistungs-Output.

Will man z.B. Länge, Breite und Höhe in gleicher Weise skalieren, dann kann man jede dieser Größen um den Faktor 3 40084  34.2 verringern, also um gut eineinhalb

Zehnerpotenzen.

Unser obiges Beispiel mit der 100kW-Maschine führt dann bei zylindrischem Aufbau zu folgenden Zahlen:

Wir wollen den Unterschied veranschaulichen:

– Um nach dem elektrostatischen Verfahren einen 100kW-Raumenergie-Konverter unterzubringen, wäre eine typische Turnhalle zu klein. Auf einem Fußballfeld könnte man zwei solche Konverter unterbringen, wenn man denn bereit wäre, dort zwei zylindrische Vakuumkammern in der Höhe von Kirchtürmen zu akzeptieren.

– Einem magnetischen 100kW-Raumenergie-Konverter müßte man etwas mehr Platz als einer handelsüblichen Waschmaschine zur Verfügung stellen. Das paßt in jeden Keller.

mag 4.7710 pro cm

Konverterverfahren

Leistung

Grundfläche

Höhe

Elektrostatischer Konverter

100kW

Durchmesser 30…40 Meter

ca. 40 Meter

Magnetischer Konverter

100kW

Durchmesser 90…120 Zentimeter

ca. 120 Zentimeter

5.5. Ausblick auf denkbar mögliche zukünftige Anwendungen 111

Man bedenke aber, dass es sich bei diesen Werten nur um eine Vergleichsrechnung mit einem exemplarisch gebauten Raumenergie-Konverter handelt. Bei anderen Konversionsverfahren können sich abweichende Werte ergeben, je nach dem, welche techischen Erfordernisse die konkrete Realistation mit sich bringt.

Im übrigen ist natürlich ein magnetischer Raumenergie-Konverter auch insofern leichter zu realisieren als ein elektrostatischer, als dass er keine Vakuumtechnik erfordert.

Meine persönliche Überzeugung: Die Zukunft gehört den magnetischen Verfahren. Hätte ich die technischen Möglichkeiten dazu, dann würde ich an deren Realisierung arbeiten, zumal ich bereits ein praktisches Konzept entwickelt habe (siehe oben).

112 6. Zusammenfassung

6. Zusammenfassung

Nimmt man die Relativitätstheorie ernst, so können sich elektrostatische Felder ebenso wie magnetostatische Felder höchstens mit Lichtgeschwindigkeit im Raum ausbreiten. Das be- deutet, dass die Felder und die damit verbundene Feldenergie des elektrostatischen Gleich- feldes einer Ladung oder eines Elektrets, bzw. des magnetostatischen Gleichfeldes eines stromdurchflossenen Leiters oder eines Permanentmagneten nicht gleichzeitig überall im Raum vorliegen, sondern den Raum mit Lichtgeschwindigkeit erfüllen. Diese Sichtweise wird nicht dadurch gestört, dass möglicherweise die Felder mancher geladener Teilchen ihren Feldquellen schon seit dem Urknall entströmen.

Betrachtet man diesen Energiestrom quantitativ so stößt man auf einen immerwährenden Energiekreislauf, bei dem der bloße Raum, der oftmals auch als Vakuum bezeichnet wird, den Feldern bei deren Ausbreitung einen Teil ihrer Feldenergie wieder entzieht und zu den Feldquellen zurückfließen läßt, um damit die Feldquellen mit neuer Energie zu versorgen, die sie benötigen, um weiterhin permanent ihre Felder mit Feldstärken und Feldenergie zu emittieren. Übrigens erkennt das Standardmodell der Kosmologie die Existenz dieser Vakuumenergie (auch als „Raumenergie“ bekannt) durchaus an, auch wenn es über deren Ursache noch nicht im Klaren ist.

Der entscheidende Kernpunkt der vorliegenden Arbeit ist es nun, diesem Energiekreislauf der Vakuumenergie einen Teil seines Energieinhalts zu entziehen, um es in klassische mechanische Energie der Rotation eines speziell konzipierten Propellers zu wandeln. Das Prinzip wurde in der vorliegenden Arbeit nicht nur theoretisch entwickelt und erklärt, sondern auch experimentell nachgewiesen.

Die Grundlagen für die praktische Umsetzung des speziellen Vakuumenergie-Rotors findet man in der Elektrodynamik: – Dabei erklärt die klassische Elektrodynamik, mit dem Zusatz der endlichen Ausbreitungs-

geschwindigkeit der statischen Felder, die technische Funktion des Vakuumenergie-Rotors

zur Wandlung von Vakuumenergie in klassische mechanische Energie. – Desweiteren erklärt die Quantenelektrodynamik, mit dem zusätzlichen Postulat, dass auch die Wellen der quantentheoretisch begründeten elektromagnetischen Nullpunktsoszillati- onen im Vakuum sich mit der selben Propagationsgeschwindigkeit ausbreiten, wie alle anderen elektromagnetischen Wellen im Vakuum, die Energiedichte des Vakuums, soweit diese für eine Wandlung mit einem elektrodynamischen Prinzip zur Verfügung steht. Hier- für konnten in der vorliegenden Arbeit übrigens konkrete Werte für die Energiedichte der

besagten elektromagnetischer Nullpunktsoszillationen des Vakuums berechnet werden.

Das Prinzip wurde tatsächlich anhand einer Leistungsmessung nachgewiesen !

Der praktische Nutzen für eine umweltfreundliche Energiewirtschaft liegt auf der Hand: Gelingt die großtechnische Umsetzung der Wandlung von Vakuumenergie, so braucht in Zukunft keine Materie mehr umgesetzt werden, um die Menschen mit Energie zu versorgen.

7.1. Externe Literatur 113

7. Referenzen

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Einsteins Vision Wie steht es heute mit Einsteins Vision, alles als Geometrie aufzufassen ? John Archibald Wheeler. 1968. Springer Verlag

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7.2. Eigene Publikationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Arbeit 125

[e1] Does cosmological vacuum energy density have an electric reason ? Claus W. Turtur: http://arXiv.org/abs/astro-ph/0403278 (März 2004)

[e2] A Theoretical Determination of the Electron’s Mass Claus W. Turtur, Galilean Electrodynamics & GED East, Volume 17, Special Issues 2, Fall 2006, S.23-29

[e3] Systematics of the Energy Density of Vacuum Fluctuations and Geometrodynamical Excitones, Claus W. Turtur, Physics Essays, Vol#20, No.2 (Juni 2007)

[e4] About the Electrostatic Field following Coulomb’s law with additional Consideration of the finite speed of propagation following the theory of Relativity, Claus W. Turtur, PHILICA.COM, ISSN 1751-3030, Article number 112 (11. December 2007)

[e5] Two Paradoxes of the Existence of electric Charge Claus W. Turtur, arXiv:physics/0710.3253 v1 (Okt.2007)

[e6] A QED-model for the Energy of the Vacuum and an Explanation of its Conversion into Mechanical Energy, Claus W. Turtur PHILICA.COM, ISSN 1751-3030, Article number 138, (4. Sept. 2008)

[e7] A Hypothesis for the Speed of Propagation of Light in electric and magnetic fields and the planning of an Experiment for its Verification Claus W. Turtur: http://arXiv.org/abs/physics/0703721 Version Nr.2, Nov. 2007.

[e8] Conversion of vacuum-energy into mechanical energy: Successful experimental Verification, Claus W. Turtur PHILICA.COM, ISSN 1751-3030, Article number 124, (2. April 2008)

[e9] Conversion of vacuum-energy into mechanical energy Claus W. Turtur, The General Science Journal, ISSN 1916-5382 (5. Juni 2008) Im Internet abrufbar unter http://wbabin.net/physics/turtur.pdf

[e10] Two Paradoxes of the Existence of magnetic Fields, von Claus W. Turtur PHILICA.COM, ISSN 1751-3030, Article number 113, (19. December 2007)

[e11] A Motor driven by Electrostatic Forces, von Claus W. Turtur PHILICA.COM, ISSN 1751-3030, Article number 119, (18. Februar 2008)

[e12] An electrostatic rotor with a mechanical bearing, Claus W. Turtur PHILICA.COM, ISSN 1751-3030, Observation number 45, (11. April 2008)

[e13] The role of Ionic Wind for the Electrostatic Rotor to convert Vacuum Energy into Mechanical Energy, Claus W. Turtur PHILICA.COM, ISSN 1751-3030, Observation number 49, (16. Sept. 2008)

7.2. Eigene Publikationen im Zusammenhang mit der

vorliegenden Arbeit

126

[e14]

[e15] [e16] [e17]

[e18]

[e18]

7. Referenzen

Conversion of Vacuum Energy into Mechanical Energy under Vacuum Conditions Claus W. Turtur, PHILICA.COM, ISSN 1751-3030, Article number 141, (3. Dez. 2008) Die Untersuchungen im Vakuum wurden in Kooperation mit Herrn Dr.-Ing. Wolfram Knapp an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Institut für Experimentelle Physik, Abteilung Vakuumphysik und –technik durchgeführt.

A magnetic rotor to convert vacuum-energy into mechanical energy, Claus W. Turtur PHILICA.COM, ISSN 1751-3030, Article number 130, (21. Mai 2008)

An easy way to Gravimagnetism Claus W. Turtur: http://arXiv.org/abs/physics/0406078 (Juni 2004)

Definite Proof for the Conversion of vacuum-energy into mechanical energy based on the measurement of machine power, Claus Turtur und Wolfram Knapp PHILICA.COM, ISSN 1751-3030, Article number 155, (2. April 2009)

Conversion of the Vacuum-energy of electromagnetic zero point oscillations into Classical Mechanical Energy Claus W. Turtur, The General Science Journal, ISSN 1916-5382 (5. Mai 2009) In Internet abrufbar unter http://wbabin.net/physics/turtur1e.pdf

Is the zero-point energy of the vacuum constant in time and space ? Claus W. Turtur PHILICA.COM, ISSN 1751-3030, Observation number 58, (24. Feb. 2010)

7.3. Kooperationen und private communication

[Bec 08/09] Prof. Dr. Hans Peter Beck Technische Universität Clausthal und Energieforschungszentrum Niedersachsen Einige der Mitarbeiter von Prof. Beck unterstützten mich in den Jahren 2008 und 2009 bei meinen experimentellen Untersuchungen in Laboratorien.

[Ihl 08]

[Kah 08]

Private communication, Dank geht an Dr. W. Guilherme Kürten Ihlenfeld von der Physikalisch Technischen Bundesanstalt Braunschweig, der mir erlaubt, meine ANSYS-Inputfiles auf seinem Computer laufen zu lassen.

Martin Kahmann und Dr. W. Guilherme Kürten Ihlenfeld Erstmals geäußert wurde das Kriterium des „Netto-Energiegewinns“, welches auch unter dem Namen „over-unity“ bekannt ist, anlässlich einer Vorführung, bei der ich im April 2008 meinen elektrostatischen Rotor in der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig vorgestellt habe. Damit wurde mir besonders deutlich, welches experimentelle Ziel ich in der folgenden Zeit zu erreichen hatte.

7.3. Kooperationen und private communication 127

[Kis 09] Prof. Laslo Kish von der Texas A.&M. University, Gedankenaustausch per Email

[Kna 08/09] Dr. Wolfram Knapp Diese experimentellen Arbeiten im Vakuum fanden in Kooperation mit dem Institut für Experimentelle Physik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg statt.

[Lam 09] Prof. Dr. Steven Lamoreaux von Yale-University, U.S.A. Prof. Lamoreaux schlug mir in einem Gedankenaustausch vor, das Experiment des Vakuumenergie-Rotors bei Temperaturen nahe dem Temperaturnullpunkt zu wie- derholen, um unterscheiden zu können, ob der Rotor durch thermische Strahlung oder durch elektromagnetische Nullpunktswellen angetrieben wird.

[Lie 08/09] Dr. Frank Lienesch, Physikalische Technische Bundesanstalt Braunschweig (PTB). Dr. Frank Lienesch gab mir wiederholt die Möglichkeit, einen von mir gebauten transportablen Kryostaten und magnetischen Rotor mit flüssigem Stickstoff zu versorgen, damit ich Experimente mit supraleitenden Rotoren in Magnetfeldern ausführen konnte.

[Lie 10] [Mül 09]

[Ost 07]

Dr. Frank Lienesch, Physikalische Technische Bundesanstalt Braunschweig (PTB). Er half mir beim Aufbau meiner Coler-Apparates und stellte mir die Messtechnik zur Verfügung, diesen Apparat in den Räumlichkeiten der PTB zu untersuchen.

Prof. Dr. Herbert Müller Prof. Müller vertritt das Lehrgebiet „Thermodynamik und Thermische Verfahrens- technik“ an der University of Technology, Business and Design in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Energie- und Umwelttechnik(ZEUT) e.V. in Wismar

Prof. Dr. G.-P. Ostermeyer und J.-H. Sick von der Universität Braunschweig gaben mir die Möglichkeit in ihrem Labor meßtechnische Untersuchungen zur Aus- breitungsgeschwindigkeit von Licht in elektrischen Feldern mit Hilfe von mir gefertigter Einbauten in eine vorhandene Apparatur durchzuführen, die ich in [e7] publiziert habe.

[Taj 08/09]

Dr. Martin Tajmar vom AIT Austrian Institute of Technology GmbH in Seibersdorf bei Wien (Head of Space Propulsion & Advanced Concepts) hat umfangreiche Diskussionen mit mir durchgeführt und daraufhin zusammen mit Harald Chmela eine Weiterentwicklung des elektrostatischen Vakuumenergie- rotors hin zu einer räumlich feststehenden Achse begonnen (allerdings bisher noch ohne Erfolg).

128 7. Referenzen

Mein besonderer Dank gilt meiner wunderbaren Ehefrau, Dr. rer. nat. O. Turtur, die mir nicht nur mit ihrem großem Verständnis und ihrer endlosen mentalen und moralischen Unterstütz- ung die Kraft gab, alle Anstrengungen zu den diesem Artikel zugrunde liegenden Forsch- ungsarbeiten durchzustehen, sondern die mir auch soweit möglich mit praktischer Hilfe zur Seite stand. Vor allem hat es meine Ehefrau auch durch eine sparsame Haushaltsführung er- möglicht, daß ich einen Teil unseres privaten Einkommens in Sinne von Forschungsdritt- mitteln meiner Arbeit zur Verfügung stellen konnte.

Mein Dank geht auch an Dr. W. Guilherme Kürten Ihlenfeld und an Dr. Frank Lienesch, sowie an Prof. W. Eberhardt für technische Unterstützung, womit sie mir bei der praktischen Durchführung dieser Arbeit wesentlich geholfen haben. Die größte Unterstützung, die ich bekam war von Dr. Wolfram Knapp. Er kooperierte nicht nur wissenschaftlich, sondern auch menschlich in hervorragender Art und Weise. Ohne ihn hätte ich den praktischen Teil der Experimente nie bewerkstelligen können.

Tiefer menschlicher Dank geht an Adolf und Inge Schneider, zu denen ich enge Verbunden- heit in der Seele empfinde. Die Beiden sind mir durch Ihren grandiosen Idealsimus und durch ihr unermüdliches Engagement für unsere gemeinsame gute Sache ein Vorbild. Nicht nur durch Publikationen, Tagungen, Konferentzen, etc…, sondern darüber hinaus auch durch menschlichen Zuspruch haben Sie mir geholfen und mich unterstützt und ermutigt, meine Arbeiten an einer wahrhaft umweltfreundlichen Energieversorgung nicht aufzugeben.

8. Danksagung

Fundamentale Grundlagen der Raumenergie und Konstruktionprinzipien für Raumenergie-Motoren

Wolfenbüttel, den 21. Oktober 2010

von Prof. Dr. Claus W. Turtur Fachhochschule Braunschweig-Wolfenbüttel Salzdahlumer Straße 46/48 Germany – 38302 Wolfenbüttel Tel.: (++49) 5331 / 939 – 42220 Email.: c-w.turtur@ostfalia.de Internet-page: http://www.ostfalia.de/cms/de/pws/turtur/FundE/index.html

PACS-classification: 84.60.-h, 89.30.-g, 98.62.En, 12.20.-m, 12.20.Ds, 12.20.Fv

Zusammenfassung

Der Mechanismus der Wandlung von Raumenergie ist verstanden. Auf dessen Basis lassen sich nun Raumenergie-Konverter systematisch konstruieren. Ein entsprechendes Berech- nungsverfahren wurde entwickelt und wird hier vorgestellt.

Dabei werden zunächst die Grundlagen der Wandlung von Raumenergie erläutert und anhand einiger Beispiele aus unserem Alltag erläutert. Diese reichen bis hinein in die Grundlagen der Stabilität der Materie.

Darauf basierend wird das Berechnungsverfahren der „Dynamischen Finite-Elemente- Methode“ (DFEM) zur Auslegung von Raumenergie-Konvertern eingeführt. Um das Verfahren zu veranschaulichen wird schließlich ein konkretes Rechenbeispiel an einem gedachten Raumenergie-Konverter explizit vorgeführt.

Zu guter Letzt folgen einige kurze Gedanken zu den philosophischen Hintergründen, die die technische Entwicklung der vorliegenden Arbeit ermöglicht haben.

Wandlung von Raumenergie, von Claus W. Turtur Seite 2 von 53 xxx

1. Raumenergie in verschiedenen Fachgebieten der Physik

Nach dem heutigen Standardmodell der Astrophysik wird die Zusammensatzung des Univer- sums (siehe [Teg 02], [Rie 98], [Efs 02], [Ton 03], [Cel 07], [und viele andere]) angegeben gemäß

– ca. 5 % aus uns bekannten Teilchen, also sichtbare Materie, Planeten, Lebewesen, etc. – ca. 25…30 % aus unsichtbarer Materie, also aus noch nicht nachweisbaren Teilchen, – ca. 65…70 % aus Raumenergie.

Die Messungen dazu basieren auf Beobachtungen der beschleunigten Expansion des Univer- sums im Raum, die bekanntlich anhand der Doppler-Verschiebung charakteristischen Spek- trallinien von Atomdämpfen stellarer und interstellarer Materie beruht. Allerdings resultiert aus diesem Zusammenhang die ungelöste Frage, warum diese Beschleunigung der Expansion im Laufe der Jahre kontinuierlich zunimmt [Giu 00]. Dieser experimentelle Befund der Kosmologie widerspricht den theoretischen Erwartungen, denen zufolge die Expansion konti- nuierlich abbremsen müßte, weil die Gravitationswechselwirkung der Materie (egal ob sichtbare oder unsichtbare Materie) für eine Anziehungskraft sorgt, die das Auseinander- driften der Planeten abbremsen müßte. Auch für diese Frage findet sich im weiteren Verlauf des vorliegenden Artikels der Ansatz einer Antwort – sie basiert auf der Berücksichtigung der Raumenergie. Im übrigen wird an dieser Stelle bereits offensichtlich, dass die Fachgebiete der Astrophysik und der Kosmologie in ihren Standardmodellen die Existenz und die Wirkung der Raumenergie nicht nur akzeptieren, sondern sogar fordern.

Aber auch in der mikroskopischen Physik ist die Raumenergie allgemein akzeptiert und gefordert, namentlich in der sehr zentralen Quantentheorie. Richard Feynman benötigt für die Einführung der auf ihn zurückgehenden Quantenelektrodynamik sog. Vakuumpolarisationser- eignisse, bei denen sich im leeren Raum (d.h. im Vakuum) spontan, also ohne äußere Anreg- ung, virtuelle Teilchen-Antiteilchen-Paare bilden, die nach einer gewissen Zeit wieder annihi- lieren (siehe z.B. [Fey 49a], [Fey 49b], [Fey 85], [Fey 97]). Selbstverständlich enthalten diese Teilchen und Antiteilchen eine Masse (wie z.B. Elektronen und Positronen bei der Elektron- Positron-Paarbildung), weshalb sie nach der Masse-Energie-Äquivalenz auch Energie (Emc2) enthalten müssen. Auch wenn diese Materie (und Antimaterie) aufgrund der alsbaldigen Annihilation der virtuellen Materie-Antimaterie-Paare kurz nach deren Entsteh- ung bereits innerhalb des von der Heisenberg’schen Unschärferelation zur Verfügung gestellten Rahmens wieder zerstrahlen muß, also wieder verloren geht, so kann sich diese Materie ebenso wie die zugehörige Antimaterie nicht ohne Anregung durch den Raum bilden – und die dafür nötige Energie entstammt dem Raum, also der Raumenergie, und zwar unbeschadet der Tatsache, dass diese Energie aus Gründen der Energieerhaltung innerhalb der Grenzen der Heisenberg’schen Unschärferelation wieder verschwinden muss. Man spricht davon, dass diese „Energie aus dem Nichts“ innerhalb der Heisenberg’schen Unschärfe- relation wieder verschwinden muß, und zwar aus Gründen der Energieerhaltung. Das ändert aber nichts an der Tatsache, dass diese Energie vorhanden ist – namentlich als Raumenergie.

Sicherlich ist die Raumenergie bis heute wenig beachtet und noch lange nicht hinreichend erforscht. Alleine die Kenntnis der Vakuumpolarisationsereignisse beschreibt nur einen winzigen Bruchteil dessen, was es noch zu erforschen gilt. Deshalb enthält die Raumenergie auch vielerlei heute völlig unbekannte Komponenten. Unter all diese Komponenten sind aber auch alte Bekannte, die man gut zuordnen kann. Eine davon ist die Energie der Nullpunktsos- zillationen der elektromagnetischen Wellen des Quantenvakuums. Damit hat es folgende Bewandtnis: Bekanntlich kommt der harmonische Oszillator in der Quantentheorie niemals zur Ruhe, sondern er schwingt im Grundzustand immer noch mit der Energie 1⁄2 (siehe

Wandlung von Raumenergie, von Claus W. Turtur Seite 3 von 53 xxx

z.B. [Mes 76/79], [Man 93]). Dies ist eine fundamentale Erkenntnis der Quantentheorie, die natürlich auch für elektromagnetische Wellen gilt. Das Quantenvakuum ist also voller elektromagnetischer Wellen, die uns permanent umgeben. Wenn diese Konzeption sinnvoll ist, dann müßten sich diese elektromagnetischen Nullpunktswellen irgendwie nachweisen lassen, indem man dem Vakuum deren Energie entnehmen kann. Wäre es anders, dann wäre die Quantentheorie falsch. Dass die Quantentheorie richtig ist, und dass deren Konzeption stimmt, hat Hendrik Brugt Gerhard Casimir bereits anno 1948 theoretisch überlegt, indem er vorgeschlagen hat, zwei Metallplatten ohne elektrische Ladung parallel nebeneinander anzu- ordnen. Aufgrund der Energie der elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quanten- vakuums sollte dann eine anziehende Kraft zwischen den beiden Platten entstehen, deren Ausmaß der mit Hilfe der elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quantenvakuums quantitativ bestimmen konnte [Cas 48]. Da der meßtechnische Nachweis sehr schwierig ist ([Der 56], [Lif 56], [Spa 58]), wurde Casimir damit lange Zeit nicht ernst genommen, obwohl sein Nachweis der Raumenergie doch eigentlich nichts weniger war, als eine Überprüfung des generellen Sinngehaltes der Quantentheorie. Erst fast ein halbes Jahrhundert später, seit dem Nachweis der Casimir-Kräfte durch Lamoreaux [Lam 97] mit einer Genauigkeit von ±5% wird Casimir und der nach ihm benannte Casimir-Effekt ernst genommen und akzeptiert. Zuvor hatte die Wissenschaftlergemeinde die Diskrepanzen der Raumenergie in der Quanten- theorie einfach kommentarlos ignoriert, bis sie endlich erkannt hat, das Casimir die Probleme auflöst und die Fragen beantwortet. Damit ist seit 1997 auch im terrestrischen Labor die Existenz der Raumenergie praktisch bewiesen und allgemein anerkannt. Bereits wenige Jahre später sollte die industrielle Fertigung mikroelektronischer Bauteile, deren Miniaturisierung heute immer weiter vorangetrieben wird, in der praktischen Produktion gezwungen sein, die Casimir-Kräfte bei der Montage kleinster Bauelemente zu berücksichtigen.

So neu das Forschungsgebiet der Raumenergie und auch dessen Teilgebiet der elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quantenvakuums noch ist, so dringend ist dessen Anwendung. Kann man nämlich die Energie dieser elektromagnetischen Nullpunktswellen praktisch nutzen, so könnte man eine saubere und unerschöpfliche Energieversorgung der Menschen daraus herleiten. Dass dies tatsächlich möglich ist, wurde inzwischen theoretisch überlegt und dann experimentell nachgewiesen [Tur 09]. Allerdings ist die dabei umgesetzte Leistung von 150 NanoWatt noch sehr gering, sodaß die genannte Arbeit bisher nur ein fundamentaler Grundlagen-Nachweis ist und noch keine technische Maschine für industrielle Anwendungen bereitstellt. Deshalb sollte man erwarten, dass nun der Bau einzelner Prototypen-Maschinen für die praktische Ingenieurtechnik ansteht. Doch eine Literatur- Recherche zeigt, dass es dafür bereits eine ganze Anzahl von Ansätzen gibt, deren Kenntnis allerdings nicht sehr bekannt ist. Eine einführende Übersicht in derartige Arbeiten findet man z.B. bei [Jeb 06]. Erfolgreiche Hinweise reichen von laienhaften „Selbermachern“ bis hin zu namhaften Einrichtungen wie dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) und führen sogar in geheime Forschungsarbeiten verschiedener Militäreinrichtungen und Geheimdienste ([Hur 40], [Nie 83], [Mie 84]). Alles in Allem ist klar, dass heute erreichbare Leistungen der Wandlung von Raumenergie schon um viele Zeherpotenzen den Wert von 150 NanoWatt übersteigen. Ganz offensichtlich ist es bereits gelungen, mit Maschinen im Bereich handhab- barer Abmessungen Leistungen im Bereich von KiloWatt aus der Raumenergie zu wandeln.

Auch wenn die Nutzbarkeit der sauberen, umweltfreundlichen und unerschöpflichen Energie- quelle der Raumenergie bisher aufgrund der hohen geistigen Hürde, die zu deren Verwendung und Verbreitung zu überwinden ist, noch nicht allgemein bekannt ist, so steht deren Markteroberung doch in absehbarer Zukunft bevor, also binnen weniger Jahre oder Jahrzehnte [Sch 10], [Ruz 09]. Und diese Energieform wird einen immensen Aufschwung für die Industrie mit sich bringen, weil plötzlich alle Energieverbraucher, Firmen wie Privatleute,

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genug Energie zur Verfügung haben, ja sogar Energie in unbegrenzter Menge. So wie der Preisverfall der Halbleiterbauelemente nicht für eine Verarmung der Halbleiter-Industrie gesorgt hat, sondern für deren Aufschwung, so wird ein Preisverfall der Kilowattstunde für einen Aufschwung sorgen, der sogar der energieerzeugenden Industrie helfen wird. Um so deutlicher wird die Notwendigkeit, sich nicht nur von Anwenderseite mit der Nutzung dieser Raumenergie zu beschäftigen, wie die zahlreichen Praktiker, die die zahlreichen oben erwähnten Maschinen gebaut haben, sondern auch von wissenschaftlicher Seite deren Grundlagen zu verstehen und deren Konsequenzen zu beleuchten. Einen Beitrag zum Verständnis einiger Grundlagen der Raumenergie liefert der Autor des vorliegenden Artikels in [Tur 09]. Aber der hier vorliegende Artikel wird in den nachfolgenden Kapiteln soweit führen, dass die physikalischen Grundlagen ausgebreitet werden, nach denen sich eine systematische technische Konstruktion von Raumenergie-Konvertern in Angriff nehmen lässt.

2. Der Energiekreislauf der Wechselwirkungsfelder

Zunächst sei an den Energiekreislauf der elektrischen und der magnetischen Felder erinnert, der in [Tur 07a] und [Tur 07b] beschrieben wurde: Wie wir wissen, emittiert jede elektrische Ladung ein elektrisches Feld, dessen Feldstärke nach dem Coulomb-Gesetz bestimmt werden kann [Jac 81]. Dieses Feld enthält Feldenergie, die sich aus der Feldstärke berechnen lässt.

Die Feldstärke beträgt

1Q Er 4π  r3 mit  elektrische Ladung (1)

0  Abstand von der Ladung,

0  8.854187817 1012 A elektrische Feldkonstante [Cod 00]. Vm

Die Energiedichte des Feldes beläuft sich auf

4. (2)

Da das Feld den Raum erfüllt, enthält es Energie. Nun ist einerseits aus der Relativitätstheorie und andererseits aus dem Mechanismus des Hertz’schen Dipolstrahlers bekannt, daß sich elektrische Felder (und ebenso magnetische Felder, Gleichfelder wie Wechselfelder) mit Licht- geschwindigkeit ausbreiten (vgl. [Goe 96], [Pau 00], [Sch 02], u.a.). Deshalb emittiert die Ladung als Quelle des Feldes (die Quellen-Eigenschaft wird über die Divergenz des Feldes berechnet) permanent mit dem Feld auch Feldenergie.

Woher aber bezieht die Ladung aber diese Energie ? Die Antwort verweist abermals auf die Raumenergie, nämlich auf den oben erwähnten Ener- giekreislauf: Einerseits wird eine Ladung im leeren Raum ständig mit Energie versorgt, und sobald sie nur mit dem leeren Raum in Verbindung steht, kann es sich nur um Energie aus ebendiesem leeren Raum handeln. Andererseits gibt das Feld selbst bei seiner Ausbreitung im Raum Energie an ebendiesen leeren Raum ab (wie in [Tur 07a] und [Tur 07b] nachgewiesen wurde). Die Ladung sammelt also Raumenergie ein, wandelt diese in Feldenergie, und das Feld gibt bei seiner Ausbreitung wieder Energie an den Raum zurück. Dies ist der zitierte Energiekreislauf. Der Funktions-Mechanismus für diese Art der Energiewandlung ist noch ungeklärt.

Aber einen solchen Energiekreislauf erkennt man nicht nur für das elektrostatische Feld, sondern auch für das magnetische Feld. Auch das wurde in [Tur 09] nachgewiesen. Da nun

 2   1 Q2 Qu 0 0  2  2

2 24π0r 32π0r

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aber alle fundamentalen Wechselwirkungen der Natur durch ein geeignetes Potential (ein

Skalarpotential  oder ggf. ein Vektorpotential beschrieben werden kann, lässt sich zu allen diesen grundlegenden Wechselwirkungen ein jeweiliges Feld angeben, das wir als Gradient des Skalarpotentials bzw. als Rotation des Vektorpotentials verstehen können. Damit lässt sich folgende Systematik aufschreiben:

● Bsp.: Tabelle 1: Elektrische Wechselwirkung und andere Wechselwirkungen

Wechselwirkung

Elektrostatische Wechselwirkung

Elektromagnetische Wechselwirkung

Gravitation (statische WW)

Gravimagnetische Wechselwirkung

Starke Wechselwirkung [Pau 10]

Schwache Wechselwirkung [Wik10]

Potential Feldstärke

Energiedichte

0  2 uEl  2  E

0  2 uMag H

2

12 uGrav 8πG

11Q El r  Er  3 r

4π0 (nach Coulomb)

r

(nach Coulomb)

Vektorpotential

    v s r

 Ortsvektor des Aufpunkts, an dem die Feldstärke zu bestimmen ist. 

m infinitesimale bewegte Masseelemente

(weil 0 8.8541878171012 Am

Es gilt: 0 0  1  0  4π c2 1 c2

Gr  skalares Potential zum Gravitationsfeld der Feldstärke 

 dK gravimagnetische Feldstärke Elektrische Feldkonstante: 1 8.987551788109 m2

4π0

   

dH dq   3 4πsir

Ar mit BrAr

(nachBiot-Savart)

 m Grr3r

 Grrr

Vektorpotential

c r

Potentials

des Higgs-Feldes

† †2 V   

 2

 

 vsr dK dm   3

4π i

(vgl. Thirring-Lense)

uGM   2

2πK2 c2

Nr mit   

    

Dabei gelten folgende Formel-Symbole und Feldkonstanten (Zahlenwerte nach [Cod 00]):  elektrische Ladung

 Masse (bei Gravitationswechselwirkung) 

 Ortsvektor und  Geschwindigkeit der infinitesimalen bewegten Ladungselemente q infinitesimale bewegte Ladungselemente

El  skalares Potential zum elektrischen Feld der Feldstärke 

 dH elektromagnetische Feldstärke 

4π0 C2 Magnetische Feldkonstante: 0  4π 107  s2 .

C2 Gravitations- Feldkonstante:   6.6742 1011  m2

4π0

kg2 GravimagnetischeFeldkonstante:   4π 9.32551027 Ns2

Esgilt:   4π  c2

c2 kg2

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Anzumerken sei, dass die gewählte Darstellung natürlich nicht die einzig mögliche Beschreib- ung Wechselwirkung zwischen miteinander in Beziehung stehenden Ladungen bzw. Massen ist. Die bekannteste alternative Beschreibung findet sich im Teilchenbild mit dem Austausch von Wechselwirkungsteilchen.

Wir wollen nun ausrechnen, wieviel Leistung die Ladung als Quelle des elektrischen Feldes bzw. die Masse als Quelle des Gravitationsfeldes abstrahlt.

● Für das erste Beispiel des elektrischen Feldes betrachten wir das Elektron als Quelle des elektrischen Feldes und setzen beginnen mit der Energiedichte seines Feldes an der Oberfläche des Elektrons.

21QJ uEl 0 0  1.455781029 (3)

m3

Zur Bestimmung der Feldstärke an der Oberfläche des Elektrons wurde der klassische

Elektronenradius R 2.818 1015 (nach [COD 00]) eingesetzt. Beim Hinausströmen der

Energie dieser Energiedichte durch eine infinitesimal dünne Schicht direkt an der Elektronen- Oberfläche durchströmt das Feld ebendiese infinitesimale Schicht der Dicke mit der

Lichtgeschwindigkeit , sodaß ein gegebenes Feldelement aus dieser Schicht die Zeit t s c

benötigt, um diese dünne Schicht zu passieren. Die dadurch abgestrahlte Energie ist demnach WEl  uEl   . Sie läuft in der Zeit tdurch die

cc2

2 2 4π R2 0e

Elektronen-Oberfläche . DasergibteineLeistungvon WEl uEl sAAc

El tsc El (4) Setzt man die Elektronen-Oberfläche mit  4π  R2 ein, so führt dies aufgrund (3) zu

E

Ac0  Q2 4πR2 c cQ2 4.355109 Joule El El 2 16π22R8π2 R2 sec. (5)

Dies ist immense Leistung, die das Elektron abstrahlt. Es handelt sich um einige GigaWatt.

Um ein Gefühl dafür zu bekommen, rechnen wir die Energie-Abgabe nach  m c2 in Masse-

Abgabe, und dementsprechend die Leistungs-Abgabe in Masse-Abgabe pro Zeit:

00e

PJoule kg El  4.355109 4.8456108 Soviel Masse verliert das Elektronen im klassischen

sec. Modell pro Sekunde dadurch, dass es ein elektrisches Feld erzeugt.

sec. Da das Elektron selbst nur eine Masse von mEl  9.1094 1031kg hat, wäre auf diese Weise seine

eigene Ruhemasse bereits nach mEl  9.1094 1031kg 1.88 1023 sec. verbraucht.

El c2

Da dies bekanntlich nicht der Fall ist, ist offensichtlich klar, dass das Elektron aus irgend einer Quelle mit Energie versorgt werden muss. Wir stehen wieder einmal vor dem oben beschriebenen Energiekreislauf, bei dem das Vakuum (der leere Raum) das Elektron als Feldquelle mit Energie versorgt. Das führt zu der Feststellung, dass die Existenz geladener Körper überhaupt nur aufgrund der Raumenergie möglich ist.

4.8456 108 kg sec.

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● Aber auch das zweite Beispiel des Gravitationsfeldes können wir leicht numerisch abschätzen. Betrachten wir exemplarisch die Erde, auf der wir leben als Quelle eines Gravi- tationsfeldes, und übertragen wir die für das Elektron entwickelte Berechnung auf die Erde. Die Energiedichte des Feldes wurde in Tabelle 1 bereits benannt. Wir setzen nun Werte ein:

(6)

(7)

12J uGrav  5.751771010 ,

m3 für die Energiedichte des Gravitationsfeldes an der Erdoberfläche,

8π worin die Gravitationsfeldstärke an der Erdoberfläche allgemein bekannt ist mit  9.81s2 .

Berechnen wir die abgestrahlte Leistung gemäß (4) wieder zu    , so erhalten wir El El

2 10 3 8 33 Ac4πc5.7517710 4π 637110 2310 m8.79510 Joule.

  Nach  mc2 entspricht dies einem Masse-Verlust pro Zeit von

Grav Grav Grav E

m3

In Anbetracht der Erdmasse von mErd  5.9736 1024 kg sind das 2.154% der gesamten Erdmasse,

die jedes Jahr zur Erzeugung des uns bekannten Schwerefeldes der Erde benötigt würden. Nach nicht einmal 47 Jahren wäre die Erde verbraucht. Dass dies nicht der Fall ist, liegt an der Versorgung mit Raumenergie. So wie die elektrische Ladung Raumenergie in elektrische Feldenergie umwandelt, so wandelt jede ponderable Masse Raumenergie in Gravitationsfeld- energie um.

Dass dies passiert, ist eindrucksvoll nachgewiesen. Was noch fehlt ist eine Klärung des Wandlungs-Mechanismus.

Dass geladene Körper wesentlich höhere Leistungen zwischen Raumenergie und Feldenergie konvertieren als ponderable Massen, sollte uns nicht verwundern, wird doch die elektromagnetische Wechselwirkung immer als die wesentlich stärkere der beiden Wechselwirkungen bezeichnet. Zum relativen Vergleich der Wechselwirkungs-Stärken könnte man die konvertieren Leistungen in Relation setzen und erhielte

8.7951033 Joule El  sec. 21024,

Grav 16 23 9.78610 kg 1.28710 kg .

c2 sec. Jahr

P

Grav 4.355109 Joule

sec. was den üblichen Abschätzungen zum Vergleich der relativen Wechselwirkungs-Stärken, die auf klassischen Überlegungen im Rahmen des Standardmodells der Teilchenphysik und nicht auf der Betrachtung der Raumenergie basieren [Hil 96], gar nicht unähnlich ist.

3. Die Stabilität der Atome

Ein ungelöstes Problem der Atomphysik, das vielen von uns noch aus dem Schulunterricht her bekannt ist, ist die Stabilität der Atome. Mitunter wird dieses Problem in Form eine Frage formuliert:

Warum fallen die Elektronen der Atomhülle nicht in die Atomkerne ?

Dahinter steckt folgende Erläuterung und Begründung: Wenn die Elektronen auf Bahnen um den Atomkern umlaufen (egal ob man sie klassisch betrachtet, oder wie üblich im Bild der Quantenmechanik), dann erfahren sie eine Zentripetal-

sec.

m

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beschleunigung. Würden sie diese nicht erfahren, dann müßten sie tangential von ihren Atomkernen wegfliegen. Da sie aber offensichtlich nicht wegfliegen, muss eine Zentripetal- beschleunigung vorhanden sein. Beschleunigte Ladung aber strahlt elektromagnetische Wellen ab, wie es z.B. bei der Erzeugung von Röntgenstrahlung ebenso genutzt wird, wie für die Grundlage des Mechanis- mus des Hertz’schen Dipolstrahlers. Elektronen in der Atomhülle müßten also, aufgrund der ihnen zuteil werdenden Zentripetalbeschleunigung, permanent elektromagnetische Wellen abstrahlen und somit permanent Energie abgeben. Dieser Energieverlust müßte dazu führen, dass die Elektronen in den Atomkern fallen. Aber auch das ist bekanntlich nicht der Fall. Wir kennen stabile Atome, bei denen die Elektronen nicht in den Kern fallen. Wir alle bestehen aus solchen Atomen. Und wir beobachten bei diesen Atomen auch keine Abstrahlung elektromagnetischer Felder (außer der thermodynamisch bedingten Wärmestrahlung, die bei Annäherung an Null Kelvin auch verschwindet).

Im üblichen Standardmodell der Physik wird diese offene Frage einfach ausgeklammert und nicht beachtet. Elektronen kreisen und den Atomkern, ohne tangential wegzufliegen oder in den Atomkern zu fallen – und wir akzeptieren ohne Erklärung und Verständnis, dass es eben so ist.

Eine Erklärung findet sich aus der Raumenergie. Diese Erklärung wird auch in der Literatur bereits angedeutet [Val 08], und wird durch den oben erläuterten Energiekreislauf zwischen Raumenergie und Feldenergie prima verständlich: Die Elektronen, auf ihren Bahnen um ihre Atomkerne, strahlen natürlich Energie ab, nämlich in Form elektromagnetischer Wellen. Dabei werden die Elektronen ständig aus der Raum- energie versorgt, was dazu führt, dass sie ihr Energieniveau halten können. Stabile diskrete Energieniveaus, wie sie die Quantenmechanik kennt, sind genau diejenigen Niveaus, auf denen die Versorgung mit Raumenergie im Gleichgewicht mit der Abstrahlung elektromag- netischer Wellen steht. (Dies ist eine These, deren Beweis weiter unten zitiert wird.) Die in Form von Feldenergie (von den Elektronen) abgestrahlte Feldenergie wird aber auf sehr kurzem Abstand gleich wieder in Raumenergie zurückgewandelt, weshalb man sie nach außen hin nicht als Strahlung wahrnehmen kann. Und wieder stehen wir von einem (hier in sich geschlossenen) Energiekreislauf. Um darauf hinzuweisen, dass diese zur Quantentheorie alternative Erklärung der stabilen Energieniveaus nicht abstrus ersonnen wurde oder gar grotesk ist, sei auf die zahlreichen in den angesehensten Fachjournalen publizierten Arbeiten zur Stochastischen Elektrodynamik verwiesen (eine lange Literaturliste ist zu finden unter [Boy 66..08], aber auch bei [Boy 80], [Boy 85] gibt es Informationen). Eine angesehene Forschergruppe (Calphysics Institute) führt auf der Basis dieser Arbeiten Überlegungen zur Nutzung der Nullpunktsenergie des Vakuums zur Energieversorgung oder auch zur Weltraumfahrt durch [Cal 84..06].

Grundvoraussetzung dieser unter dem Namen „Stochastische Elektrodynamik“ in die Litera- tur eingegangene Theorie, ist das Postulat, dass die Nullpunktsoszillationen elektro- magnetischer Wellen (die ursprünglich als Ergebnis der Quantentheorie erkannt wurden) existieren, und dass deren Spektrum den Grundzustand der freien elektromagnetischen Strahlung des bloßen Raumes definiert, somit also das Vakuumniveau. Weitere Annahmen und Voraussetzungen der Quantentheorie werden nicht benötigt.

Betrachtet man nun das Verhalten dieser Nullpunkts-Strahlung und deren Wechselwirkung mit der Materie unserer Welt, so wird eben diese Materie Energie aus der Strahlung der Null- punktsoszillationen elektromagnetischer Wellen absorbieren und auch ebensolche Strahlung emittieren, denn auch geladene Elementarteilchen unterliegen einer permanenten Nullpunkts-

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oszillation. Auf diese Weise lassen sich im Rahmen der „Stochastischen Elektrodynamik“ alle bis heute aus der Quantentheorie bekannten Phänomene völlig ohne Anwendung der Quantentheorie erklären. Zunächst ergibt sich die Strahlung schwarzer Körper und deren spektrale Charakteristik als Funktion der Temperatur aus der Bewegung der Elementarteilchen. Um der historischen Entstehung der Quantentheorie zu folgen, sei auch der Photoeffekt erwähnt, der sich ebenfalls mühelos in die Stochastische Elektrodynamik einreiht. Zu den bedeutenden Ergebnissen der Quantentheorie zählt auch die Erklärung der Energieniveaus der Hüllenelektronen in der Atomphysik. Im Sinne der Stochastischen Elektrodynamik werden stabile Zustände (stabile Bahnen) genau dann erreicht, wenn die durch das Kreisen der Elektronen abgestrahlte Energie sich mit der aus der Strahlung der Nullpunktsoszillationen aufgenommenen Energie genau die Waage hält. (Dies ist in Analogie zur Grundlage des ersten Bohr’schen Postulats zusammen mit dem dritten Bohr’schen Postulat in der Quantentheorie zu verstehen. Auch das bestätigt den in der vorliegenden Arbeit hergeleiteten Energiekreislauf zwischen Feldenergie und Raumenergie.) Interessanterweise führt das Strahlungsgleichgewicht zwischen absorbierter und emittierter Strahlung der Stochastischen Elektrodynamik genau zu den selben diskreten Energieniveaus wie der klassische Ansatz der Quantentheorie.

Nicht nur Ergebnisse der Quantenmechanik, sondern auch Ergebnisse der Quantenelektro- dynamik lassen sich mit der Stochastischen Elektrodynamik herleiten, z.B. der Casimir- Effekt. Zu den auf der Basis der Stochastischen Elektrodynamik bisher bereits erklärten Phänomenen gehört auch die van der Waals – Kraft, die Unschärferelation (die historisch erstmals von Heisenberg benannt wurde) und vieles andere mehr.

Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass die Stochastische Elektrodynamik natürlich Naturphänomene eigenständig erklärt und nicht versucht, den rechnerischen Formalismus der Quantentheorie zu reproduzieren. So ist zum Beispiel die Schrödinger-Gleichung als typische Formel der Quantentheorie nicht mit den Mitteln der Stochastischen Elektrodynamik zu erhalten, ebenso wie auch typische Gleichungen der Stochastischen Elektrodynamik nicht mit den Mitteln der Quantentheorie zugänglich sind. In diesem Sinne bilden die Stochastische Elektrodynamik und die Quantentheorie zwei voneinander unabhängig Gedankengebäude, die zwar die selben Naturphänomene beschreiben, die aber unterschiedlichen philosophischen Zugängen beruhen.

Natürlich ist die Stochastische Elektrodynamik, alleine schon aufgrund der im Vergleich zur Quantentheorie wesentlich geringeren Anzahl ihrer Anhänger, nicht so weit ausgearbeitet worden wie die Quantentheorie. Da sie aber in Übereinstimmung mit den heute bekannten experimentellen Naturbeobachtungen steht, erscheint es durchaus sinnvoll, sie auch für die Gedanken über die Nutzung der Energie der Nullpunktsoszillationen des Vakuums heran- zuziehen – was durchaus interessante Ergebnisse versprechen könnte, weil gerade ebendiese Nullpunktsoszillationen das zentrale Fundamt der Stochastischen Elektrodynamik bilden.

In diesem Sinne könnte man die Beziehung zwischen der Stochastischen Elektrodynamik und der Quantenmechanik sogar wie folgt etwa provokativ beschreiben: Grundlage aller Naturerscheinungen, die von beiden Theorien betrachtet und erklärt werden, ist die Existenz der „Nullpunktsoszillationen elektromagnetischer Wellen im Vakuum“, kurz auch „Raumenergie“ genannt (ein wesentlicher Bestandteil davon). Auf dieser Grundlage der Raumenergie lassen sich zwei unterschiedliche mathematische Formalismen unabhängig voneinander aufbauen, (einerseits die Stochastische Elektrodynamik und andererseits die Quantentheorie), die beide gleichberechtigt in der Lage sind, die zitierten Naturerscheinungen zu erklären. Da beide Theorien die Raumenergie nicht nur anerkennen, sondern auch

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benötigen, ist das real existierende Fundament die Raumenergie. Die beiden Theorien hingegen sind nichts weiter als mathematische Gebäude, die benutzt werden, um aus der Raumenergie Schlußfolgerungen zu ziehen. Dieser Tatsache ist sich die Stochastische Elektrodynamik explizit bewußt, wohingegen die Erkenntnis der Raumenergie als Grundlage in der Quantentheorie nur implizit vorhanden ist und nicht jedem Benutzer der Quanten- theorie bewußt wird. Da aber die Quantentheorie ohne die Raumenergie nicht funktionieren würde, basiert auch die Quantentheorie auf der Raumenergie.

An dieser Stelle möchte ich kurz eine Zwischen-Zusammenfassung der Abschnitte 1-3 geben: 1. Der dominante Anteil unserer Welt besteht aus Raumenergie (auch wenn wir sie nicht

direkt sehen). 2. Objekte unseres Alltags wie z.B. Ladungen und Massen können nur aufgrund der

Raumenergie existieren. Die Raumenergie ist die Grundlage aller Wechselwirkungen

zwischen den Objekten unseres Alltags. 3. Auch die Existenz von Atome verdanken wir der Raumenergie. (Auch die Theorie der

Atome basiert letztlich alleine auf der Raumenergie.)

4. Ein grundlegendes Verständnis des Feld-Begriffs

Nach [Tur 08] ist folgende Konzeption zur Erklärung elektrischer (und ebenso magnetischer Felder) möglich: Der leere Raum enthält die bekannten Nullpunktsoszillationen des Quantenvakuums. Diese haben im feldfreien Vakuum bestimmte Wellenlängen (ein kontinuierliches Spektrum), aber im felderfüllten Raum werden diese Wellenlängen gegenüber deren Werten im feldfreien Raum verkürzt. Zugrund liegt dieser Konzeption eine Arbeit von Heisenberg und Euler, bei der aus dem Lagrange-Operator elektromagnetischer Wellen in elektrischen und in magneti- schen Feldern auf den Einfluß der Felder auf die Propagationsgeschwindigkeit der Wellen ge- schlossen wird [Hei 36]. Was dabei herauskommt, ist die Aussage, dass die Lichtgeschwin- digkeit im felderfüllten Raum niedriger ist, als im feldfreien Vakuum. (Letztere ist die Vaku- um-Lichtgeschwindigkeit.) Die alten Heisenberg’schen Arbeiten werden durch neuere Arbeit- en von [Bia 70] und von [Boe 07] untermauert, bei denen sogar die Verlangsamung der Propagation der elektromagnetischen Wellen als Funktion der dafür verantwortlichen Feldstärke quantitativ ausgerechnet wird.

Wenn nun elektromagnetische Wellen im Raum durch elektrische und magnetische (Gleich-) Felder verlangsamt werden, so können wir dieses Verhalten auch auf die elektromagnetischen Nullpunktswellen (des Quantenvakuums) übertragen. Das Verlangsamen der Wellen ist eine Eigenschaft der Felder an sich. Auf dieser Basis läßt sich die Feldenergie als eine in der Verkürzung der Wellenlängen enthaltene Energie berechnen.

Damit verstehen wir das Anlegen eines elektrischen Feldes nach Abb.1. Auf der linken Seite ist eine Ladung „Q“ zu sehen, die ein elektrisches Feld erzeugt. In der Mitte gibt es eine Metallplatte, die das Feld abschirmt. Deshalb sind auf der feldbehafteten Seite der Metallplatte die Wellenlängen der Nullpunktsoszillationen verkürzt, auf der feldfreien Seite hingegen haben die Wellenlängen der Nullpunktsoszillationen ihre Werte des feldfreien Vakuums. Die Feldenergie, die von links her von der Ladung (als Feldquelle) auf die Metallplatte wandert, wird von der Metallplatte aufgenommen und verursacht eine anziehende Kraft. Diese ist im Rahmen der klassischen Elektrodynamik mit die Spiegelladungsmethode berechenbar [Bec 73].

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Abb. 1:

Konzeption der elektrischen Felder als Verkürzung der Wellenlänge der Nullpunktsoszillat- ionen des Quanten- vakuums

Im übrigen sei erwähnt, dass der Einfluß der Felder auf die Propagationsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen (die für Wechselwirkungskraft verantwortlich sind), nicht gerade eben groß ist. Nach [Boe 07] wird die Veränderung der Propagationsgeschwindigkeit elektro- magnetischer Wellen aufgrund eines magnetischen Feldes beschrieben durch

 2412 2 230 2 2 5.3010 T2  sin  füra8,Modus

nmagn1ca45m4c3sin  24 1 2 2 9.2710 sin füra14,Modus

mit in Tesla , 

vv 2412 2 (8)  nCottonMouton 1  1  3.9710 2  sin 

worin die Ausbreitungsrichtung des Photons und die Richtung des magnetischen Feldes im Winkel  zueinander stehen und gemeinsam eine Ebene definieren, die den Bezug für die Zuordnung des Modus (a8) und des Modus (a14) der Polarisation liefert.

Nach [Rik 00] und [Rik 03] beläuft sich die Wirkung elektrischer Felder dem Betrage nach auf

(9)

Betrachtet man in analoger Weise das Wesen von Gravitationsfeldern, dann muss die Aus- breitung von Gravitations-Nullpunktswellen im Quantenvakuum betrachten. Das Gravitat- ionsfeld wäre dann zu verstehen als ein Einfluß auf die Wellenlängen der besagten (postulier- ten) Gravitations-Nullpunktswellen. Dass man im Prinzip allen nicht nur der elektromagne- tischen Wechselwirkung und der Gravitations-Wechselwirkung diese Konzeption zuordnen kann, sondern auch der Schwachen Wechselwirkung, sehen wir im nachfolgenden Abschnitt 5. Nicht direkt übertragbar ist diese Konzeption auf die Starke Wechselwirkung, die aber von der Theorie her im Standardmodell der Teilchenphysik noch nicht vollständig entwickelt und verstanden ist (siehe Abschnitt 5).

Was noch erwähnt werden sollte, ist der Unterschied zwischen den statischen Feldern (elek- trostatisches Feld und statisches Gravitationsfeld) und den dynamischen Feldern (magneti- sches Feld der Elektrodynamik und Gravimagnetisches Feld). Das es ein magnetisches Feld in der Elektrodynamik gibt, ist allgemein bekannt. Daß es ein dazu analoges Feld gibt, geht auf die theoretischen Arbeiten in [Thi 18] zurück, die auf der allgemeinen Relativitätstheorie basieren, die aber inzwischen experimentell bestätigt sind [Gpb 07].

 c  c T

 v  v 41m2 2

nKerr1c 1c4.210  V

2E

 T2

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Die Frage ist nun: Die statischen Felder verkürzen die Wellenlängen der Nullpunktsoszil- lationen, aber die dynamischen (magnetischen) tun es in vergleichbarer Weise. Worin liegt also der Unterschied zwischen den beiden Ausprägungen der Felder ?

Die Antwort ist überraschend einfach: Der Unterschied liegt in einer Koordinatentransfor- mation, namentlich in der Lorentz-Transformation. Ruhe ich relativ zur Feldquelle (also z.B. relativ zur elektrostatischen Ladung), so wirkt nur deren elektrostatisches Feld auf mich. Bewege ich mich hingegen relativ zu dieser Feldquelle, so nehme ich die Feldquelle als Strom wahr und kann das von ihr erzeugte magnetische Feld berechnen. Einerseits läßt sich diese Berechnung nach den klassischen Formeln für Magnetfelder durchführen, andererseits aber auch aus der Berücksichtigung der relativistischen Längenkontraktion der Wellenlängen der Nullpunktswellen (aufgrund der Bewegung) [Dob 03].

Mit Bezug auf unser Bild der durch die Felder verkürzten Wellenlängen der Nullpunktswellen des Quantenvakuums bedeutet dies: Bewege ich mich relativ zur Feldquelle, so wirkt auf mich die Verkürzung der Wellenlängen der Nullpunktswellen mit einer relativistischen Läng- enkontraktion (im Vergleich zur Wahrnehmung eines relativ zur Feldquelle ruhenden Be- obachters) und ich nehme dies als zusätzliche (Längen-)Kontraktion der Wellenlängen wahr. Durch meine Bewegung sind somit die Wellenlängen der Nullpunktswellen noch weiter ver- kürzt, als es alleine die elektrostatische Feldstärke (die von der Feldquelle erzeugt wird) verursachen würde. Und diese zusätzliche Verkürzung macht genau die Wellenlängen- Verkürzung durch das magnetische Feld aus.

Was bei der Ausbreitung der Felder auf keinen Fall vernachlässigt werden darf, ist deren endliche Propagationsgeschwindigkeit. Eine Veranschaulichung findet sich in Abb.2. Wir beginnen mit der obersten Zeile dieser Abbildung. Wir sehen dort in grüner Farbe eine Kugel, die nicht elektrisch geladen ist. Die elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quan- tenvakuums (in roter Farbe) laufen an dieser Kugel ungestört vorbei, sie tun dies mit Vaku- umlichtgeschwindigkeit, weil sie im feldfreien Raum laufen.

In der nächsten (zweiten) Zeile von Abb.2 wird die Kugel mit einer elektrischen Ladung „Q“ aufgeladen, weshalb die jetzt durchlaufenden elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quantenvakuums eine Verkürzung ihrer Wellenlänge erfahren. Auch diese Wellenlängen pro- pagieren von der Feldquelle her kommend in den Raum. Sie laufen somit hinter den früher ausgesandten „roten“ Wellen her. Da die „blauen“ langsamer laufen als die „roten“, entsteht eine kleine Lücke zwischen beiden.

Solange die „grüne“ Kugel auf Potential bleibt (also aufgeladen ist), werden die durchlaufenden elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quantenvakuums mit verkürzter Wellenlänge propagieren. Wir sehen dies in Zeile drei. In Zeile 4 der Abb.2 ist nun die „grüne“ Kugel wieder vom Feld befreit, sodaß jetzt die elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quantenvakuums wieder mit der feldfreien Wellenlänge propagieren. Wir sehen also wieder die Emission der „roten“ Wellen, die mit Vakuumlichtgeschwindigkeit laufen und somit die blauen Wellen etwas überholen. Dieser Geschwindigkeitsunterschied der Propagationsgeschwindigkeiten führt im Laufe der Zeit dazu, dass der Überlapp zwischen der nachlaufenden „roten“ und der voranlaufenden „blauen“ Welle immer größer wird, wie wir in den Zeilen 5 und 6 erkennen können.

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Abb. 2:

V eranschaulichung der Ausbreitung elektrischer Felder durch den Raum als Funktion der Zeit.

Nach rechts ist eine Raumdimen- sion der Ausbreit- ung aufgetragen, nach unten ist die Entwicklung der Situation durch verschiedene Zeit- punkte dargestellt.

Man beachte, dass sowohl der Überlapp, als auch die Lücke, zwischen der schnelleren „roten“ (feldfrei emittierten) und langsameren „blauen“ (im Feld emittierten) Wellen ständig zunimmt, weil sie permanent mit unterschiedlicher Geschwindigkeit weiterlaufen. Mit fort- laufender Zeit erinnert die Situation an einen Überholer im Straßenverkehr.

Die besondere Konsequenz dieser Situation liegt in der Folgerung, dass es Momente und Zeit- abschnitte gibt, in denen die Wirkung der emittierten Leistung auf einen Beobachter („grüner Pfeil“ rechts im Bild) gänzlich fehlt (nämlich während der Lücken zwischen den „roten“ und den „blauen“ Wellenzügen), andererseits aber auch Zeitintervalle, in denen die emittierte Leistung des Feldes doppelt auf einen Beobachter auftrifft (nämlich während des Überlapps der „roten“ und der „blauen“ Wellenzüge).

– In den letztgenannten Zeiträumen (der doppelten Nullpunktswellen) lässt sich vermehrt Energie aus dem Nullpunktsfeld des Quantenvakuums entnehmen.

– In den erstgenannten Zeiträumen (der Lücken zwischen den Nullpunktswellen) kann das Feld keine Kräfte ausüben. In diesen Momenten lassen sich z.B. Magneten kräftefrei gegeneinander bewegen oder elektrische Ladungen kräftefrei gegeneinander verschieben.

Dies sollte eine praktische Nutzung für die Konversion der Raumenergie eröffnen, wenn man in der Lage ist, eine Maschine zu bauen, die immer zu den richtigen Zeitpunkten die richtigen Bewegungen ausführt. Ein Beispiel dafür könnte etwa folgender Mechanismus sein:

■ Während der Überlapp-Phase der Nullpunktswellen (doppelte Wirkung) erlaubt man den Bauteilen des Raumenergie-Konverters, der Coulombkraft zu folgen, also z.B. im Falle einer anziehenden Kraft eine geometrische Annäherung auszuführen. Dabei wird vermehrt Energie frei (mehr als gemäß der simplifizierten Vereinfachung des Coulomb-Gesetzes ohne Berücksichtigung der endlichen Propagationsgeschwindigkeit der Felder zu erwarten wäre).

■ Während der Zwischenraum-Phase der Nullpunktswellen (fehlende Wirkung in der Lücke) führt man die gegenteilige Bewegung der Bauteile des Raumenergie-Konverters aus, also die Bewegungsrichtung, die der Coulombkraft entgegensteht. Im Falle einer anziehenden Kraft wäre dies eine geometrische Entfernung. Dabei werden die sich anziehenden Körper ohne

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Kraftwirkung auseinanderziehen lassen (anders als bei der simplifizierten Vereinfachung des Coulomb-Gesetzes ohne Berücksichtigung der endlichen Propagationsgeschwindigkeit der Felder zu erwarten wäre).

Auf diese Weise lassen sich geschlossene Bahnen konstruieren, auf denen die eine Beweg- ungsrichtung (Hin-Richtung) mehr Energie freisetzt, als die andere Bewegungsrichtung (Rück-Richtung) zum schließen des geschlossenen Bahn-Zyklus verzehrt.

Mit dieser Erklärung ist das grundlegende Prinzip verstanden, nach dem elektrostatische und auch magnetische Raumenergie-Konverter arbeiten.

Bisher haben einzelne Erfinder intuitiv verschiedene Raumenergie-Konverter gebaut, und zwar vermittels „trial and error“. Aber mir ist Keiner bekannt, der das Wirkprinzip dieser Maschinen theoretisch erklären kann. Dass dabei kurzzeitige (hochfrequente) Impulse eine zentrale Rolle spielen, wundert nicht in Anbetracht der kurzen Laufzeitunterschiede der „roten“ (feldfrei erzeugten) Nullpunktswelle relativ zur „blauen“ (feldbehaftet erzeugten) Nullpunktswelle.

Mit der hier dargestellten Überlegung ist das Wirkprinzip der Raumenergie-Konversion fundamental bekannt. Auf diese Basis sollte es jetzt keine all zu großen Probleme mehr bereiten, dies als Konstruktionsgrundlage für optimierte Raumenergie-Konverter einzusetzen. Damit ist es nur noch eine Frage der Umsetzung dieses Wissens, bis zahlreiche Raumenergie- Konverter konstruiert und gebaut sein werden.

5. Praktische Konstruktionsverfahren für Raumenergiekonverter

Um einen vorhandenen Raumenergie-Konverter nachzurechnen oder einen neuen zu kon- struieren, kann man folgende Schritte gehen.

1. Schritt: Vorbereitung durch eine klassische FEM-Berechnung

Geometrische Erfassung der vorhandenen Feldquellen (also der Magnete und der elektrischen Ladungen) und Darstellen dieser Geometrie auf dem Computer. Hierfür eignet sich z.B. gut die Methode der Finiten Elemente. Ein klassisches FEM-Programm könnte nun an dieser Stelle ansetzen und die Kräfte zwischen den verschiedenen Elementen (und somit zwischen den Bauteilen der Maschine) berechnen [Ans 08].

Dies wäre im Sinne der klassischen Elektrizitätslehre eine statische Berechnung, weil dabei die Zeitabhängigkeit der Ausbreitung der Felder im Raum vernachlässigt würde. Für typische im Labor oder in der Werkstatt von Menschenhand gebaute Maschinen ist diese vereinfachte statische Theorie (des Standardmodells der Elektrizitätslehre, auch wenn es oft irrtümlich mit den Namen „Elektrodynamik“ bezeichnet wird) hinreichend, denn die Abstände zwischen den Bauteilen der Maschinen sind so gering, dass man die endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der Felder schlichtweg vernachlässigen kann. Ist ein Elektromotor z.B. kleiner als ein Meter, so wäre die Ausbreitungsdauer der Magnetfelder mit Lichtgeschwindigkeit kleiner als

  1 3. 3 Nano Sekunden , um von einem Ende des Motors zu dessen anderem Ende zu 3108ms

propagieren. Für den praktischen Bau klassischer Maschinen spielen derartige kurze

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Zeiträume keine Rolle. Deshalb reicht für dafür die statische klassische Elektrizitätslehre völlig aus.

2. Schritt: Ergänzung der FEM-Berechnung durch eine echte Dynamik der Feld-Ausbreitung

(2.a.) Praktischer Fertigungsaspekt: Will man einen Raumenergie-Konverter konstruieren, so muß man die in Abschnitt 4 dargestellten Prinzipien nutzen, die auf der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Felder beruhen. Experimentell und in der praktischen Fertigung muß man dabei die Zeiträume für die Ausbreitungsdauer der Felder mit Lichtgeschwindigkeit (mühsam und trickreich) heraus- präparieren, d.h. man muß Maschinen bauen, bei denen entsprechend kurze und schnelle Bewegungen der Maschinen-Bauteile oder der Felder dafür sorgen, dass Bewegungen stattfinden, bei denen eine Abschnitt ernsthaften Ausmaßes in den kurzen Zeitabschnitten der Lücken und der Uberlappe zwischen den „blauen“ und den „roten“ Wellen aus Abb.2 stattfinden. Hohe Drehzahlen, hochfrequente Signale oder kurze Pulse können typische Wege zu diesem Ziel sein.

(2.b.) Rechenverfahren:

Rechnerisch muß man zur Simulation derartiger Maschinen dem Finite-Elemente-Programm

eine Zeitabhängigkeit der Ausbreitung der Felder hinzufügen. Es genügt also nicht nur wie

bei Punkt (2.a.) die statische Positionserfassung der Komponenten der Maschine, sondern es

müssen diese Komponenten in ihrer Bewegung durch Raum und Zeit vollständig erfasst

werden. Zu den drei räumlichen Dimensionen der statischen Elektrizitätslehre kommt nun

also zusätzlich die zeitliche Dimension hinzu – und zwar für alle bewegten Komponenten der

Maschine, aber nicht nur für diese. Das Entscheidende ist nämlich eine weitere Ergänzung,

sprich die Berücksichtigung der raum-zeitlichen Ausbreitung der Wechselwirkungsfelder,

also der elektrischen und der magnetischen Felder, die für die Aktion der Maschine sorgen.

Jede aktive Komponenten einer Maschine sendet zum Zeitpunkt t1 , zu dem sie sich am Ort 

   befindet, ein Feld aus, welches selbst wieder als Funktion der Zeit durch den 1 111

Raum läuft und zu einem späteren Zeitpunkt t2 auf eine andere Komponente der Maschine 

am Ort r2   x2 , y2 , z2  ankommt und dort auf eine Wirkung auf diese ausübt. Für den Lauf einer Maschine muß dabei der Lauf ihrer aktiven Komponenten als Funktion der fortlaufenden

Zeiten t1 und t2 berücksichtigt werden, nämlich in Form der funktionalen Abhängigkeiten 

von der Zeit, also rtxt,yt,zt und rtxt,yt,zt, ggf ..1111 2222 r  x, y, z bei Maschinen, die aus Komponenten bestehen. Dazu kommen in der

Computersimulation des weiteren noch die Wechselwirkungsfelder, die jede dieser

Komponenten als Funktion der fortlaufenden Zeiten und der sich ändernden Orte erzeugt, also

E x,y,z,t, E x,y,z,t, …, E x,y,z,t für die dynamische Ausbreitung der elektrischen Felder 12k

und x,y,z,t, x,y,z,t, …, x,y,z,t für die dynamische Ausbreitung der magnetischen 12k

Felder. Nur wenn man das räumlich-zeitliche-Verhalten aller Bauteile der Maschinen und das räumlich-zeitliche-Verhalten aller Felder vollständig erfasst und simuliert, wird die Berechnung eines Raumenergie-Konverters möglich. Diese Bedingung ist unverzichtbar, weil nur so die für die Konversion von Raumenergie entscheidende Nutzung der unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten der Nullpunktswellen in Abhängigkeit von der mit endlicher Geschwindigkeit propagierenden Felder erfassbar ist.

Am einfachsten zu berechnen sind natürlich die sog. „motionless-converter“, bei denen sich keine Bauteile bewegen, sondern nur Felder (siehe z.B. [Bea 02], Coler [Hur 40], [Nie 83], [Mie 84], und [Mar 88-98]…, nur um einige Beispiele zu nennen). Daß diese Geräte

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Raumenergie wandeln können, wurde empirisch beobachtet, aber bisher noch nicht theo- retisch verstanden. Dieses Verständnis ist jetzt vorhanden auf der Basis der unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten der (elektromagnetischen) Nullpunktswellen des Quanten- vakuums, wie in Abschnitt 4 der vorliegenden Arbeit beschrieben und kann nach den voran- gegangenen Ausführungen von Abschnitt 5 dazu benutzt werden, diese Maschinen quantitativ auf dem Computer zu simulieren – und zwar vollständig auf der Basis der Elektrodynamik unter Berücksichtigung der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektrischen und magnetischen Felder.

Wir fassen mit wenigen Worten zusammen: Alle Komponenten einer Maschine zur Konvers- ion (und Nutzung) von Raumenergie, die sich bewegen, müssen in ihrer Bewegung durch Raum und Zeit erfasst werden, und alle Felder, die jede Komponente der Maschine an jedem Ort zu jeder Zeit aussendet, müssen in deren Propagation durch Raum und Zeit erfasst werden. Treffen diese Felder auf Komponenten der Maschine, so müssen an den entsprechenden Orten und Zeitpunkten die zugehörigen Wechselwirkungskräfte berechnet werden.

Bisher bekannte FEM-Programme können dies nicht leisten, ebenso wenig wie bisher be- kannte Rechenverfahren zur Berechnung von Maschinen, denn es ist in all diesen Rechen- methoden nicht vorgesehen. Auch wenn der Aufwand zur Erstellung eines um die zeitliche Betrachtung erweiterten FEM-Programms immens ist, so ist er doch unverzichtbar, weil er den aus logischer Sicht einzigen Weg darstellt, um eine systematische Berechenbarkeit der Konversion von Raumenergie erlangen und damit die systematische Konstruktion von Raumenergie-Konvertern zu ermöglichen.

Frage: Was muß passen, damit ein Raumenergie-Konverter funktionieren kann? Antwort: Funktionieren wird ein Raumenergie-Konverter immer dann, wenn bei den gege- benen Abständen der miteinander in Wechselwirkung stehenden Bauteile der Maschine die Laufzeiten der Felder und die Frequenzen der Bewegung genau derart aufeinander abge- stimmt sind, dass der Energie-benötigende (endotherme) Teil der Bewegung auf den Bereich der Lücke zwischen der „blauen“ und der „roten“ Welle fällt, wohingegen der Energie-frei- setzende (exotherme) Teil der Bewegung auf den Bereich des Überlapps zwischen der „blauen“ und der „roten“ Welle trifft. Hat das Feld z.B. einen attraktiven (anziehenden) Charakter (wie z.B. zwischen zwei Ladungen mit unterschiedlichem Vorzeichen), dann ist ein in sich geschlossener Bewegungszyklus (z.B. eine Kreisbahn) so zu gestalten, dass die Annäherung der in Wechselwirkung stehenden Körper auf den Zeitraum des Überlapps der „blauen“ und der „roten“ Welle trifft, die Vergrößerung der Abstände der in Wechselwirkung stehenden Körper hingegen auf den Zeitraum Lücke zwischen der „blauen“ und der „roten“ Welle. Auf diese Weise werden die anziehenden beschleunigenden Kräfte verstärkt, wodurch die Maschine während des beschleunigenden Teils der Bewegung viel „Schwung“ aufnimmt, aber die abstoßenden bremsenden Kräfte werden abgeschwächt, was dazu führt, dass die Maschine währendes des bremsenden Teils der Bewegung wenig „Schwung“ verliert. Bei einer repulsiven (abstoßenden) Bewegung ist das Prinzip in analoger Weise umgekehrt anzuwenden, d.h. der Energie-liefernde (abstoßende) Teil der Bewegung muß muss auf die Phase des Überlapps (zur Verstärkung der Kräfte) gelegt werden, wohingegen der Energie- verzehrende (anziehende) Teil der Bewegung auf die Phase der Lücke (zur Abschwächung der Kräfte) gelegt werden muss.

An dieser Stelle stellt sich natürlich sofort die Frage, ob es möglich sein wird, real existierende Maschinen, in allen ihrer Komplexität, mit einem derart komplizierten Finite- Elemente-Algorithmus, wie dem hier vorgeschlagenen, zu erfassen. An jedem einzelnen Ort

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der Maschine ergibt sich zu jedem einzelnen Zeitpunkt der Bewegung ein eigenes Spektrum der Felder (und damit der Frequenzen der Nullpunktswellen), welches aus sehr vielen Frequenzanteilen besteht, weil die Felder und die Nullpunktswellen aus allen möglichen Richtungen zu diesem Ort laufen. Bei klassischen Maschinen ohne Raumenergie-Wandlung, wie sie millionenfach von Menschenhand produziert und verwendet werden, ergibt die Überlagerung all dieser Nullpunktswellen ein Spektrum, das nicht zur resonanten Anregung entsprechend Abschnitt 4 führt – anders als bei Maschinen mit Raumenergie-Wandlung, die nach dem oben erklärten Prinzip der resonanten Anregung durch geeignete zeitliche Abstimmung der Lücken und der Überlappe funktionieren.

Für einfache Systems aus wenigen sich bewegenden Ladungen oder aus wenigen sich bewegenden Magneten wird es nicht all zu mühsam sein, das Verfahren des Dynamischen Finite-Elemente-Algorithmus (DFEM) zu entwickeln. Aber für ausgefeilte selbstlaufende Magnetmotoren, die von Raumenergie angetrieben werden, wird eine systematisch Konstruktion und Optimierung mit dem hier vorgeschlagenen DFEM-Verfahren relativ rasch zu einem großen Rechenaufwand führen.

6. Die Reichweite der Wechselwirkungen

Die Gravitation und die elektromagnetische Wechselwirkung haben unendliche Reichweite, die starke und die schwache Wechselwirkung hingegen endliche Reichweite. Auch diese Eigenschaft muss sich mit dem Energiekreislauf der Raumenergie vertragen.

Alle vier fundamentalen Wechselwirkungen der Natur finden als Fernwechselwirkung zwischen den miteinander in Beziehung stehenden Teilchen statt (auch wenn die Abstände der Wechselwirkungspartner mikroskopisch gering sein können). Dies erfordert zweifelsfrei, dass die Wechselwirkungspartner Felder erzeugen, über die sie miteinander in Wechsel- wirkung treten – ansonsten käme keine Fernwechselwirkung zustande. Mit der Erzeugung der Felder ist auch klar, dass die in Wechselwirkungen stehenden Teilchen als Feldquellen Feldenergie abstrahlen.

Und damit kommen wir unweigerlich wieder auf oben dargestellte Energieerhaltung zurück, die die Existenz der Raumenergie fordert: Wenn die Wechselwirkungspartner nur mit dem bloßen Raum in Verbindung stehen, dann müssen sie die Versorgung zur Erzeugung der Feldenergie aus dem Raum bekommen. Und bei der Ausbreitung der Felder wird wieder Feldenergie an den Raum zurückgegeben.

Bei der Gravitation und bei der elektromagnetischen Wechselwirkung werden die Wechsel- wirkungsfelder während der Propagation der Feldstärke durch den Raum nur teilweise, aber niemals vollständig vom Raum absorbiert, sodaß die Wechselwirkung niemals vollständig verschwindet und demnach eine unendlich lange Reichweite hat. Die teilweise kontinuierliche Absorption der Feldenergie im Raum führt als lediglich zu einer kontinuierlichen Abschwäch- ung der Feldstärke. Bei der starken und bei der schwachen Wechselwirkung hingegen ist die Reichweite endlich und kurz, d.h. die Wechselwirkungsfelder müssen auf endlich kurzem Abstand völlig vom Raum absorbiert werden.

Konzeptionell kann man dazu die Modellannahme aufstellen, dass jeder der vier fundamenta- len Wechselwirkungen der Natur eine eigene Art von Nullpunktswellen im Quantenvakuum zukommt:

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Fundamentale Wechselwirkung

Nullpunktswellen im Quantenvakuum

(im Wellenbild)

Austauschteilchen (im Teilchenbild)

Reichweite

Gravitation

Gravitationswellen

Gravition

unendlich

Elektromagnetische Wechselwirkung

Elektromagnetische Wellen

Photon

unendlich

Starke Wechselwirkung

„starke Wellen“ (hypothetisch ?)

Gluon

endlich

Schwache Wechselwirkung

„schwache Wellen“ (hypothetisch ?)

W,W,Z0  Bosonen

endlich

Dass jede der vier fundamentalen Wechselwirkungen eine eigene Art von Nullpunktswellen im Quantenvakuum benötigt, ist offensichtlich, denn es ist z.B. unmöglich, mit elektromagne- tischen Wellen Gravitation zu erklären oder mit Gravitationswellen die Starke Wechsel- wirkung zu erklären, u.s.w.

Zur Erklärung der Reichweite der Wechselwirkungen kann die in der Literatur üblicherweise zitierte Konzeption zur Betrachtung der Reichweite der Schwachen Wechselwirkung verwandt werden. Diese paßt auf alle vier fundamentalen Wechselwirkungen bis auf die Starke Wechselwirkung, die noch nicht verstanden ist.

Die Starke Wechselwirkung, die für die Erklärung der Kernkräfte zuständig ist, welche auf den Austausch von Gluonen zurückgeführt werden, gilt derzeit als nicht vollständig (und nicht quantitativ) erklärbar. Dabei koppeln Farbladung tragende Teilchen (wie Quarks) unterein- ander, aber farbneutrale Quark-Kombinationen (wie Protonen und Neutronen) stellen Farb- ladungen der Wechselwirkungspartner nur dann fest, wenn sie einander „sehr nahe“ kommen, weil auf größere Entfernungen nur die in Summe feststellbare Farbneutralität (durch Kompen- sation der Farbladungen) wahrgenommen wird, und erst bei sehr kleinen Entfernungen (im Bereich von 10-15 Metern) die unterschiedlichen Farbladungen der Quarks erkannt (also aufgelöst) werden können. [Stu 06].

Lassen wir die Verständnis-Probleme der Starken Wechselwirkung im Standardmodell der Teilchenphysik außen vor, so bleibt uns die Erklärung der Reichweite

– der Gravitation, – der Elektromagnetischen Wechselwirkung und der – Schwachen Wechselwirkung

als Aufgabe.

Die endliche Reichweite der Schwachen Wechselwirkung führt man üblicherweise auf die

Ruhemasse der Austauschteilchen (W,W,Z0  Bosonen) zurück: Diese Austauschteilchen

werden aus dem Quantenvakuum „zur Verfügung gestellt“ (im Standardmodell der Teilchen- physik ebenso wie in dem in der vorliegenden Arbeit oben erläuterten Energiekreislauf) und müssen aufgrund der Energieerhaltung innerhalb des von der Heisenberg’schen Unschärfe- relation zur Verfügung gestellten Rahmens wieder vom Quantenvakuum absorbiert werden.

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Es wird also eine Erschaffung der Wechselwirkungsteilchen aus dem Quantenvakuum ange- nommen, aber aus Gründen der Energieerhaltung können diese Teilchen nicht länger ex- istieren, als es die Zeitspanne der Energie-Zeit-Variante der Heisenberg’schen Unschärfe- relation erlaubt. Quantitativ sieht das so aus:

Ruhemasse  91.1876 MeV  1.460986 108  1.6256 1025 kg c2 m2

299792458  Unschärferelation􏰀Et Zerfallsdauert 6.62606931034Js4.5353410-26sec.

Schneller als Lichtgeschwindigkeit können sich diese Teilchen auf keinen Fall bewegen,

deshalb ist ihre Reichweite aufgrund der begrenzten Lebensdauer nach oben hin begrenzt

gemäß xtc4.5353410-26sec.299792458m 1.3610^-17Meter1.3610^-15cm s

Will man diese Konzeption in logischer Konsequenz auf die ruhemasselosen Photonen und auf die ebenso ruhemasselosen Gravitonen übertragen, so ergibt sich für die Gravitation und für die elektromagnetische Wechselwirkung folgende Situation, wenn wir aus dem Teilchen- bild ins Wellenbild wechseln:

Elektromagnetische Wellen haben eine Wellenlänge von  und damit verbunden eine Energie von   .

 Dieser ordnen wir eine bewegte Masse des Photons zu von  h  mc2   h

Da das Quantenvakuum aus einem kontinuierlichen Spektrum elektromagnetischer Wellen besteht, ist die bewegte Masse der in Wechselwirkung stehenden Photonen kontinuierlich verteilt, und wir setzen in die Heisenberg’sche Unschärferelation ein:

    􏰀  2    􏰀  2    􏰀    1􏰀     􏰀 c 

Wird ein Photon (als Austauschteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung) von einer Ladung (als Quelle des elektromagnetischen Feldes) aus dem Quantenvakuum „geschöpft“, dann muss es in den Grenzen der Heisenberg’schen Unschärferelation wieder an das Quanten- vakuum zurückgegeben werden, und zwar aufgrund der Propagation mit Lichtgeschwindig- keitnachderStrecke sct.

Die Reichweite der elektromagnetischen Wechselwirkung entspricht als der Wellenlänge der Photonen als Austauschteilchen, dies sind die Nullpunktswellen des Quantenvakuums. Da das Quantenvakuum aber ein kontinuierliches Spektrum hat, und die Länge der Wellenlängen bis unendlich geht, ist deren Reichweite ebenso lang. (Anmerkung: Hinsichtlich der Wellenlänge der Nullpunktswellen des Quantenvakuums ist ein Abschneideradius bei kurzen Wellenlängen im Bereich Planck-Länge in der Diskussion, um Divergenzprobleme bei der Berechnung der Nullpunktsenergie des Quantenvakuums zu eliminieren. Ein Abschneiden der Wellenlängen im Bereich langer Wellenlängen ist nicht erforderlich und ist nicht Gegenstand einer Diskussion. [Whe 68].)

Im übrigen lässt sich die dargestellte Konzeption in logisch analoger Weise auf die Wechselwirkung der Gravitation übertragen.

1.460986 108 J

 c

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7. Lösung der Diskrepanz der Masse von Feldquellen

Im Laufe der Jahrhunderte breiten sich die Felder permanent im Raum aus. Während die Feld- energie der Starken und der Schwachen Wechselwirkung aufgrund derer endlichen Reich- weite bereits nach kurzer Ausbreitungsstrecke wieder vollständig vom Raum aufgenommen und in Raumenergie zurückgewandelt wird, breiten sich die anderen beiden Wechselwirkung- en (Gravitation und Elektromagnetische Wechselwirkung) über unendliche Distanzen in den Raum aus. Deren Energie kann somit nur teilweise, aber niemals vollständig vom Raum zurückgenommen werden. Die Folge ist, dass die im Universum enthaltene Feldenergie (elektrischer, magnetischer und ebenso gravitativer Felder) im Laufe der Zeit permanent zunimmt. Aus Gründen der Energieerhaltung muß dann deren Gegenüber, die Raumenergie permanent abnehmen. Würde man die Menge und die Verteilung der Ladungen und der Massen im Universum kennen, so könnte man das Ausmaß dieses Raumenergie-Verlustes bestimmen. (Damit wird die Aussage, dass unser Universum zu ca. zwei Dritteln aus Raumenergie besteht, zur Momentaufnahme – betrachtet in kosmologischen Zeitspannen.)

Könnte man der Ausbreitung der Felder unendlich lange harren, so käme man zu der aus der Literatur bekannten Überlegung der Feldenergie der felderzeugenden Teilchen. Ein Beispiel hierfür findet man bereits in einem der weit verbreiteten Anfänger-Lehrbücher des Richard Feynman, in dem er die Bestimmung der Feldenergie des Elektrons vorrechnet:

Aus dem elektrischen Feld und der Energiedichte des Elektrons gemäß den Gleichungen (1) und (2) berechnet Feynman die Feldenergie im Außenraum des Elektrons unter Verwendung des klassischen Elektronenradius R 2.8181015(nach [COD 00]):

0 2 0  1 Q2 Qu224πr232π2r4

00   2π π  Q2

 EFeld  urdV    32π20r4 r2 sindr d d R0 0 RE

Q2 1 π 2π Q2 4π Q2 32π2  rdr sind d 32π2 R 8π R = 8.187110-14Joule

0R00 0E0E 

 

1  1 2  RE RE

EFeld  9.109 10-31 kg c2

Da aber aus Streuexperimenten bekannt ist, dass das Elektron in Wirklichkeit als punkt- förmiges Teilchen zu behandeln ist (bei einem Radius, der mit Sicherheit um einige Zehner- potenzen kleiner ist als der klassische Elektronenradius, nämlich rstreu  1018 , siehe z.B. [Loh 05], [Sim 80]), ist klar dass die Feldenergie des Elektrons wesentlich höher ist, als die oben angegebene. Die Feldenergie des Elektrons ist also viel größer als die Masse des Elektrons es erlauben würde.

Diese Tatsache hat immer wieder zu Diskussionen unter den Physikern geführt, weil hier eine vermeintliche Diskrepanz um einige Zehnerpotenzen nicht gelöst werden kann. Das Problem ist nämlich folgendes: Wenn man das Elektron im Raum bewegt, dann bewegt man das Feld dieses Teilchen mit – sofern man von einer instantanen Ausbreitung der Felder (mit unend- licher Ausbreitungsgeschwindigkeit) ausgeht. Und um dieses Feld zu bewegen, müsste man die Massenträgheit der mit seiner Energie verbundenen Masse überwinden. Das Feld wäre dann als dessen starrer Bestandteil an das Elektron gebunden.

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Die Lösung der Diskrepanz liegt in der Auflösung des Missverständnisses, welches der Diskrepanz zugrunde liegt. Die Sichtweise des starr an das Elektron gekoppelten Feldes ist nämlich ein Irrtum, demzufolge jede Bewegung des Elektrons auch immer eine Bewegung des gesamten Feldes zur Folge haben müsste. Das ist aber in Wirklichkeit gar nicht der Fall. In Wirklichkeit emittiert das Elektron sein elektrisches Feld, und dieses löst sich im Moment der Emission von seinem Emitter los und läuft als eigenständiges Objekt durch den Raum – mit endlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit (der Lichtgeschwindigkeit). Da das Feld nun (entkoppelt von seiner Ursache) für sich selbst durch den Raum läuft, findet keine Wechselwirkung mehr zwischen dem bereits emittierten Feld und dem Elektron statt, sodaß das freilaufende Feld nicht mehr auf die Massenträgheit des Elektrons zurückwirken kann. Damit wird die Diskrepanz zwischen dem klassischen Elektronenradius und dem Elektronen- radius aus Streuexperimenten existenzlos. Das Elektron hat seine Masse – und die hat es unabhängig vom der Energie seiner Felder.

Auch an diesem Beispiel mag man erkennen, wie einfach die Berücksichtigung der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Felder hilft, altbekannte Unklarheiten in der Physik zu lösen. Das Problem geriet nach Jahrzehnten in Ermangelung einer Erklärung allmählich in Vergessenheit – hier ist die Lösung.

8. Mikroskopische Raumenergie-Konversion

Der Sinn dieses Abschnitts ist es, zu zeigen dass die Konversion von Raumenergie nichts exotisches ist, was man nur mit harten Anstrengungen und nach Überwindung großer Schwierigkeiten erreichen kann, sondern dass man diese Konversion überall um sich hat, und sie ständig im Alltag beobachtet. In Abschnitt 3 wurde ausgeführt, dass bereits das Atom (ebenso wie das Elektron) ein Raumenergie-Konverter ist – und wie wir alle wissen, kennen wir Atome sehr gut aus unserem Alltag. Wir wollen dieses Wissen über die Raumenergie- Konversion einzelner Atome nun durch eine kleine Berechnung untermauern, die die Verbindung zwischen der Raumenergie und den Elektronen der Atomhülle herausstreicht.

Ohne die Konversion der Raumenergie wären Atome prinzipiell nicht existenzfähig. Nun sehen wir aus der Theorie der Stochastischen Elektrodynamik, dass Atome besonders wirksam Raumenergie wandeln. Und auch Elektronen wandeln äußerst wirksam Raumener- gie, wie wir in Abschnitt 2 sehen konnten. Ohne die Versorgung mit Raumenergie wären Elektronen nur für winzige Bruchteile einer Sekunde existenzfähig.

Das ruft natürlich die Frage wach, warum diese mikroskopischen Objekte so besonders effizient die Raumenergie wandeln können. Ein gemeinsames Kriterium all dieser mikroskopischen Objekten ist ihre Bewegung mit einer sehr hohen Frequenz. So führt z.B. die Geschwindigkeit, mit der die Elektronen in der Atomhülle um den Kern umlaufen, zu Frequenzen im Bereich einiger 1015 Hz, wie man z.B. am Elektron des Wasserstoffatoms abschätzen kann:

Nach dem Bohr’schen Atommodell kreist das Elektron um den Atomkern, wobei die anziehende Coulombkraft die Zentripetalkraft für die Kreisbewegung zur Verfügung stellt.

FEl  F e2  mv2 40rr

Mit den Bohr’schen Postulaten, aus denen die bekannten diskreten Bahnen folgen, wird daraus die Geschwindigkeit der Elektronen und deren Bahnradius berechnet:

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v n und rn2402 mr me2

Von dort ist der Weg nicht weit, bis zur Umlauf-Frequenz des Elektrons auf der ersten Bahn (Quantenzahl n=1):

n   me mee4 6579683942351511sec-16579684GHz

24 2 2n2 02

32323n3 0

m e

Daß bei einer derartig hohen Frequenz die zugehörige elektromagnetische Nullpunktswelle genug Energie hat, um das kreisende Elektron so zu versorgen, dass sich eine stabile Bahn ausbildet, ist gut vorstellbar, wenn man folgende Überlegung betrachtet. Die Energie einer elektromagnetischen Nullpunktswelle bei dieser Frequenz ist

 h  6.626069310-34Js  6579683942351511 s-1  4.359710-18 27.2114 eV = 213.6eV Das entspricht genau der potentiellen Energie des Elektrons im Feld des Atomkerns.

Im Bohr’schen Atommodell wird nämlich die potentielle, die kinetische und die Gesamt- energie des Elektrons im Feld des Atomkerns angegeben mit

 me4  EPot 2 2 2 4

40 4 nKinPot2Pot82n2h2Pot(10)

1mv2 me1 0 Kin 2 8 2  n2  h2 2 Pot 

0 und im Grundzustand (n=1) ist En = 13.6 eV . Und die potentielle Energie ist genau doppelt so viel.

Das Elektron hat also bei seinem Lauf um den Atomkern genau die selbe Frequenz wie diejenige elektromagnetische Nullpunktswelle, deren Energie die potentielle Energie des Elektrons versorgt, damit das Elektron nicht in den Kern fällt. Dies ist ein sehr klarer Beweis für die Verbindung zwischen dem Elektron in der Atomhülle und den elektromagnetischen Nullpunktsoszillationen, die dieses Elektron mit Energie versorgen.

Allem Anschein nach ist also die Wandlung von Raumenergie für genau diejenigen elektro- magnetischen Nullpunktswellen besonders effizient, deren Frequenz mit der Frequenz der bewegten Felder des Raumenergie-Konverters übereinstimmt. Das ist insofern plausibel, als dass für diese Frequenz die Schwingung der Energie-spendenden Nullpunktsoszillation der Raumenergie in einer konstanten Phasenbeziehung zu der Schwingung des Energie-aufneh- menden Feldes im Raumenergie-Konverter schwingen kann. Diese konstante Phasenbezieh- ung hat zur Folge, dass die in Abschnitt 4 und Abbild 2 geforderte Abstimmung mit der Be- wegung der Lücken und der Überlapp-Bereichen der „blauen“ und „roten“ Wellen gegeben ist – und zwar für alle einzelnen Perioden der Schwingung. Eine Kreisbewegung, wie beim Elektron des Wasserstoffs, erzeugt einmal pro Periode eine Feld-Lücke und einen Feld- Überlapp und wird daher von derjenigen Nullpunktsoszillation angeregt, deren Frequenz sich an die Abfolge der Lücken und Überlappe hält. Dies führt zu einer resonanten Anregung der Bewegung des Raumenergie-Konverters (also des kreisenden Elektrons) durch die frequenzgleiche Nullpunktsoszillation der Raumenergie.

Die Berechnung der Energieniveaus der Atomphysik aus der Versorgung der kreisenden Elektronen mit Raumenergie ist der zentrale Inhalt der Stochastischen Elektrodynamik. Dort führten derartige Überlegungen zu zahlreichen Publikationen in Physical Review. Hier ist die

1 me2E

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Überlegung am Beispiel des Elektrons des Wasserstoffatoms exemplarisch vorgeführt in weniger als fünf Formelzeilen – auf einer eigenständigen Erklärung basierend und unabhängig vom Formalismus der Stochastischen Elektrodynamik (oder gar der Quantenmechanik).

Ein weiteres Beispiel ist Versorgung des Elektrons als Quelle eines elektrischen und eines magnetischen Feldes mit Raumenergie. Klar verständlich ist die Versorgung des Magnetfelds. Das Elektron erzeugt dieses Magnetfeld aufgrund seiner Rotation um die eigene Achse, also aufgrund einer periodischen Bewegung (die man wieder als Überlagerung von Schwingungen darstellen kann). Das magnetische Moment des Elektrons ist (bis auf höhere Korrekturen der

Quantenelektrodynamik, [Köp 97]) bekannt als     . 2me

Andererseits berechnet man magnetische Momente im Allgemeinen mit    , wo  Querschnittsfläche der stromdurchflossenen Leiterschleife und  Strom ist. Bringt man

diese beiden Formel zusammen, so kann man die Strom ausrechnen mit     . 2mr2

ee

Setzt man dort die Ladung des Elektrons und den klassischen Elektronenradius ein, so erhält man wegen  die Umlaufdauer und daraus unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die

T

Ladung auf der gesamten Oberfläche des Elektrons als homogen verteilt angenommen wird und nicht alleine an dessen Äquator kreist (was zu dem Faktor 38 führt) die Frequenz

  3 15405884737 sec-1 15.4 GHz . 8mre

Zwar steckt hierin mit Whf6.626069310-34Js15405884737s-11.6246610-24J1.01410-5eV 2

deutlich weniger Energie als in der Bahnbewegung eines Elektrons um Wasserstoffkern, aber auch dieser Energiebetrag muß von der Natur mit Raumenergie versorgt werden und kann daher zur Nutzung der Energie der entsprechenden elektromagnetischen Nullpunktswelle des Vakuums verwendet werden.

Die Versorgung des elektrostatischen Felds des Elektrons wirft derzeit noch die Frage nach der zugrunde liegenden Schwingung oder Bewegung auf, die eine Kompression der Wellenzüge der Nullpunktswellen gemäß Abb.2 verursacht. Auf jeden Fall muss es eine solche Nullpunkts-Schwingung geben, weil das Elektron als Teilchen auch den Gesetzen der Quantentheorie bzw. der Stochastischen Elektrodynamik unterliegt, die allen Objekten Nullpunkts-Schwingungen aufzwingen. Hier besteht noch etwas Forschungsbedarf. Daß diese Versorgung mit Sicherheit stattfindet beweist nicht zuletzt das erfolgreiche Experiment aus [Tur 09].

Auf jeden Fall wird sofort klar, dass Raumenergie-Konverter um so effizienter und leistungsfähiger arbeiten, desto höher die Resonanzfrequenz ihrer schwingenden Felder sind. Das gilt für Magnetmotoren (die z.B. als Selbstläufer kreisen) in gleicher Weise wie für bewegungslose Konverter. Das Entscheidende ist immer die Frequenz mit der sich die Felder bewegen, die für die Konversion der Raumenergie verwendet werden. Ziel einer optimierten Raumenergie-Maschine ist also:

1. 2. 3.

Hohe Feldfrequenz Hohe Anzahl der Teilchen, die Raumenergie aufnehmen Möglichst große Intervalle des Überlapps und der Lücken zwischen den feldbehafteten Nullpunkts-Wellen und den feldfreien Nullpunkts-Wellen.

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9. Wasserstoff-Konverter

Immer wieder findet man Wasserstoff-Raumenergie-Konverter, bei denen Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff elektrolysiert werden, und zwar mit erheblicher over-unity, also mit Wirkungsgraden von weit über 100% (siehe z.B. [Alm 09], [Bro 10]). Das heißt, dass der für Elektrolyse aufzuwendende elektrische Energiebetrag um ein Vielfaches geringer ist, als der in der chemischen Energie der isolierten Gase Wasserstoff und Sauerstoff enthaltene Energiebetrag. Im Klartext bedeutet das: Für jedes Watt elektrische Energie, das man zum Betreiben der Elektrolyse aufwenden muß, bekommt man viele Watt chemische Energie zurück, die man z.B. durch Verbrennen des Wasserstoffs mit dem Sauerstoff in thermische oder in mechanische Energie wandeln könnte oder mit Hilfe einer Brennstoffzelle wieder in elektrische Energie. Auf diese Weise lassen sich z.B. Selbstläufer der Wasser-Elektrolyse gemäß Abb.3 bauen.

Abb. 3:

Energiefluß im selbstlaufenden Wasserstoff- Elektrolyseur als Raumenergie- Konverter

Der Mechanismus dieser over-unity Wasser-Elektrolyse ist noch in der Diskussion [Nag 10]. Klar ist aber bereits: Die Elektronen in den Atomhüllen der Wassserstoff- und der Sauerstoff- Atome spiele die entscheidende Rolle, denn bei der Elektrolyse muß die kovalente Bindung dieser Atome miteinander aufgebrochen werden. Wir erinnern uns also in diesem Zusammen- hang an die Abschnitte 3 und 8 des vorliegenden Artikels. Und darauf basiert die zu prüfende Hypothese: Wenn nun die Elektronen, die aufgrund der naturgegebenen Versorgung mit Raumenergie auf ihren Bahnen bleiben können, mit Raumenergie überversorgt werden, dann kann man möglicherweise die Elektronen aus ihren Energieniveaus, in denen sie eine ko- valente Bindung eingehen und aufrecht erhalten, auf andere (höhere) Energieniveaus bringen, sodaß die kovalente Bindung aufbricht, damit diese nicht länger die Atome zu Wasser- molekülen zusammenhalten kann. Da wir aus Abschnitt 8 wissen, dass eine hochfrequente Anregung besonders viel Raumenergie aufnimmt (weil die damit in Verbindung stehende Nullpunktsoszillation in ihrer Energie mit der Frequenz zunimmt gemäß   ), regt man sinnvollerweise die Elektrolyse mit einer hohen Frequenz an. Aber es genügt nicht einfach eine Erhöhung der Anregungsfrequenz, denn die anregenden Frequenzen werden wohl genau darauf abzustimmen sein, dass die für die kovalente Bindung verantwortlichen Elektronen, resonant aus den zur kovalenten Bindung benötigten Energieniveaus herausgehoben werden. Vielleicht kann es einen Versuch wert sein, die Anregungsfrequenz auf den 2s-Zustand des Wasserstoff-Atoms einzustellen, um das Elektron vom 1s-Zustand in den 2s-Zustand anzuheben. Die Frequenz dazu kann man dann wie oben beschrieben berechnen gemäß:

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EPot2En mee4 213.6eV6.8eV1.089510-1842 n2 h2 22

0   EPot  1.089510-181644232788811913Hz 1644.23THz

6.6260710-34J s Das ist nicht gerade eben eine niedrige Frequenz, aber möglicherweise kann man sie erzeugen durch extreme kurz Pulse, die Komponenten in diesem Bereich des Fourier-Spektrums enthalten. Vielleicht könnte es auch eine Alternative sein, elektromagnetische Wellen in diesem Frequenzbereich auf optische Weise zu erzeugen (nämlich als UV-Licht mit einer

Wellenlänge von    182 nm ). Wahrscheinlich ist es auch sinnvoll, wenn man nicht nur f

diese eine Frequenz probiert, sondern den Frequenz-Bereich in der genannten Größenordnung durchscannt, weil die kovalente Bindung des Wasserstoffs an das Sauerstoff-Atom auch einen Einfluß auf die Energieniveaus der Elektronen ausübt.

10. Ein möglichst einfacher und anschaulicher Aufbau

Dies ist das erste Mal, dass überhaupt ein DFEM-Algorithmus zur Berechnung von Raumen- ergie-Konvertern konkret entwickelt wurde. Deshalb wählt man einen möglichst einfachen und unkomplizierten Aufbau, um das Prinzip so übersichtlich wie irgend möglich zu veran- schaulichen. Da die Konversion von Raumenergie nichts Exotisches ist, ist es nicht schwierig einen simplen Aufbau zu finden, der diesen Ansprüchen gerecht wird: Wir wählen ein eindimensionales Pendel, bei dem zwei Massen durch eine Feder miteinander verbunden sind – das ist alles – mehr benötigt man nicht. Diese Anordnung, wie sie in Abb.4 dargestellt ist, könnte in jedem Anfänger-Lehrbuch zu finden sein.

Abb. 4:

Zwei Massen, die durch eine Feder verbunden sind, vollführen eine har- monische Schwingung.

Will man diese Anordnung nach Abb.4 direkt auf ein einfaches Anfänger-Beispiel zurückführen, so fixiert man eine träge Masse mit einer Feder an einer Wand und beobachtet harmonische Schwingungen gemäß der Differentialgleichung (11) ohne Reibung und ohne Anregung. Die Lösung nach (12) ist ebenfalls allgemein bekannt.

Differentialgleichung mx D0 (bzw. mx D0) (11) 11 22

Lösung xt Acos0 , (12) mit den in der Literatur üblichen Bezeichnungen.

Selbstverständlich ist dabei die Amplitude konstant und es wird keine Raumenergie gewandelt.

Setzt man jedoch für die beiden Körper m1 und m2 zwei elektrisch geladene Kugeln oder zwei

Magnete ein, so kommt eine zusätzliche Anziehungskraft zwischen den beiden hinzu, die von deren Abstand abhängig ist, und zwar umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes.

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Im Falle elektrischer Ladungen gilt dabei das (erste) Coulomb-Gesetz für elektrische

Ladungen nach (13), im Falle zweier Dauermagnete gilt das sog. zweite Coulomb-Gesetz für

Dipol-Dipol-Kräfte gemäß (14). Die beiden Gesetze unterscheiden sich nur durch den

Proportionalitätsfaktor und durch die Tatsache, dass im einen Fall Ladungen , im 12

anderen Falle die magnetischen Polstärken p1, p2 einzusetzen sind. In beiden Fällen klingt

aber die Kraft proportional 1/r2 ab [Ber 71]. Aus diesem Grunde erkennen wir, dass die Berechnung elektrostatischer Raumenergie-Maschinen völlig analog zur Berechnung magnetischer Raumenergie-Maschinen vorzunehmen ist, da nur konstante Faktoren auszu- tauschen sind. Andere Kraft-Weg-Gesetze wären übrigens auch kein Problem, denn sie erfordern lediglich eine Änderung zweier Zeilen im Algorithmus aus Abschnitt 12, nämlich von FEL1:=+Q1*Q2/4/pi/epo/r/Abs(r); {Elektrostatische Kraft zw. Q1 & Q2}

FEL2:=-Q1*Q2/4/pi/epo/r/Abs(r); {Elektrostatische Kraft zw. Q1 & Q2}

QQ FLadungen  4π  1 2 2 (13)

0r

pp FMagnetef 122 (14)

Setzt man L0 als Länge der ungespannten Feder ein, so müssen wir anstelle der Differential-

gleichung (11) zur Beschreibung des Pendels jetzt die Differentialgleichung zur (15) verwenden:

(15)

wobei CEM die obengenannten Proportionalitätsfaktoren und die elektrischen Ladungen bzw.

die magnetischen Polstärken enthält. Je nach Polarität der magnetischen Dipole kann CEM

positiv oder negativ sein. Hier sind außer den Trägheitskräften und den Federkräfte auch Magnetkräfte bzw. Coulomb-Kräfte zu berücksichtigen.

Die Lösung dieser Differentialgleichung (15) ist dann natürlich nicht mehr simpel in analyti- scher Form durch einen Sinus-Ausdruck wie in (12) anzugeben. Durch eine Computer- Iteration erhält man die Lösung, wie dargestellt in Abb.5.

Abb. 5:

Darstellung der beiden Bahnkurven der Körper 1 und 2 nach Abb.4, wobei die beiden Körper elekt- risch geladen sein kön- nen, oder aus Dauermag- neten bestehen können. Die Schwingung ist of- fenkundig anharmonisch. Die Feder ist senkrecht zwischen der blauen und der violetten Kurve ge- spannt.

Man erkennt die Umwandlung potentieller Energie (im elektrischen Feld oder im Magnetfeld) in Federenergie und kinetische Energie. Selbstverständlich ist auch hier noch keine Raumen-

 x    E M  0 ( b z w .  x    E M  0 ) ,

1 1 L0x2 1 2 2 2

2 2 L0x2

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ergie im Spiel. Die Amplituden sind konstant, und wir erkennen die Energieerhaltung. Die Computersimulation der Bewegung ist in dem in Abschnitt 12 wiedergegebenen Source-Code unter „Teil 2“ zu finden. Da noch kein Zugriff auf die Raumenergie getätigt wird, handelt es sich um einen klassischen statischen FEM-Algorithmus (mit nur zwei Elementen).

11. Einbringen der Dynamik: Vom FEM zum DFEM

Wir wollen nun den Aufbau von Abb.4 mit der Ausbreitung der elektrischen bzw. der magnetischen Felder mit endlicher Propagationsgeschwindigkeit betrachten. In der statischen Elektrizitätslehre wird die Ausbreitungsdauer dieser Felder vernachlässigt und somit deren Propagationsgeschwindigkeit in Näherung als Unendlich angesetzt. Dies widerspricht natür- lich der Relativitätstheorie, nach der die Lichtgeschwindigkeit eine prinzipielle obere Grenze aller Geschwindigkeiten überhaupt ist. Auch wenn diese Näherung in vielen Fällen gut ist, so steht sie einem Verständnis der Raumenergie-Maschinen und der Raumenergie-Konversion diametral entgegen (siehe oben). Deshalb wollen wir nun auf diese Näherung verzichten, um die Wandlung von Raumenergie verstehen zu können.

Übrigens beläuft sich die Propagationsgeschwindigkeit im Vakuum auf Lichtgeschwindigkeit, in Materie liegt sie niedriger.

Wir müssen also nun Gleichung (15) und Abb.5, denen die Näherung unendlichen Propa- gationsgeschwindigkeit der Felder zugrunde liegt, durch eine präzise Betrachtung ersetzen. Das tun wir jetzt: Zur Lösung von Gleichung (15) waren die Kräfte in Teil 2 des Algorithmus (siehe Abschnitt 12) nur nach dem statischen Coulomb-Gesetz berechnet worden, für die dynamische Betrachtung müssen wir jetzt jedoch die Felder als eigenständige Objekte ansehen und deren Laufzeit berücksichtigen, so wie dies in Abb.6 veranschaulicht ist. Dabei sieht man zwei Körper, die sich nach links und rechts bewegen, wobei die zeitliche Entwick- lung der Situation in der Zeitschritten wiedergegeben ist, nämlich in drei übereinander stehenden Zeilen.

Zum Zeitpunkt tbefindet sich Wechselwirkungspartner (Magnet oder Ladung) Nr.1 am Ort und Wechselwirkungspartner Nr.2 am Ort . In diesem Moment emittiert Nr.1 ein

1,2,a a Feld, das unter anderem auch in Richtung auf Nr.2 hin läuft (roter Pfeil). Dieser Teil des Feldes ist verantwortlich, für die Wechselwirkungskraft, die Nr.1 auf Nr.2 ausübt. Nun läuft dieses Feld(-Paket) auf Nr.2 zu (roter Pfeil), aber währenddessen bewegt sich Nr.1 auch nach rechts, läuft also hinter dem Feld her. Nr.2 hingegen bewegt sich nach links, läuft also dem Feld entgegen. Wir sehen diese Entwicklung, wenn wir von Zeitpunkt tzum Zeitpunkt tb

weitergehen. Schließlich läuft die Zeit weiter bis t. Dies ist der Zeitpunkt, zu dem das Feld den Partner Nr.2 erreicht.

Für das Einsetzen in der Coulomb-Gesetz stellen wir nun die Frage: Welche Feldstärke sieht in diesem Moment der Partner Nr.2 ?

Die Antwort ist ganz einfach: Wir benutzen das Coulomb-Gesetz nach Gleichung (13) bzw. (14) und setzen den Abstand ein, den das Feld tatsächlich durchlaufen hat. Dies ist der mit dem blauen Pfeil gekennzeichnete Abstand in Abb.6. Partner Nr.2 sieht also zum Zeitpunkt tc

ein schwächeres Feld, als man es nach dem statischen Coulomb-Gesetz (mit dem Abstand des grünen Pfeils) erhalten würde. Würden die beiden Partner nicht einander entgegen laufen, sondern sich voneinander entfernen, so wäre die Situation genau umgekehrt, und Partner Nr.2 würde ein stärkeres Feld sehen, als man es nach dem statischen Coulomb-Gesetz ausrechnen würde. Diese Verhältnisse sind in Abb.7 veranschaulicht.

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Abb. 6:

V eranschaulichung des Einflusses der Bewegung von Magneten oder elek- trischen Ladungen auf die emittierte Feldstärke.

Grundlage des Verständ- nisses ist die endliche Ausbreitungsgeschwin- digkeit der Felder.

Hier dargestellt ist die Situation zweier sich voneinander entfernender Körper.

Abb. 7:

V eranschaulichung des Einflusses der Bewegung von Magneten oder elek- trischen Ladungen auf die emittierte Feldstärke.

Grundlage des Verständ- nisses ist die endliche Ausbreitungsgeschwin- digkeit der Felder.

Hier dargestellt ist die Situation zweier aufein- ander zulaufender Kör- per.

Stellt man es nun geschickt an, so kann man die beiden Ladungen aus Abb.4 (die mit einer Feder aneinander fixiert sind), so zueinander schwingen lassen, dass sie immer genau in den Zeitintervallen, in denen sie sich voneinander entfernen (also in denen beide nach außen schwingen), eine verminderte Coulomb-Anziehungskraft spüren, hingegen aber in den Zeitintervallen, in denen sie aufeinander zukommen (also in denen beide nach innen schwingen), eine erhöhte Coulomb-Anziehungskraft spüren. Im Falle einer anziehenden Coulomb-Kraft führt das dazu, dass sich die Schwingung allmählich selbsttätig aufschaukelt und die Feder immer stärker auseinander gezogen bzw. zusammengedrückt wird, ohne mit klassischer Energie angeregt zu werden. Eine Veranschaulichung sehen wir in Abb.8. Die Feldstärke ist in Fehlfarbendarstellung aufgetragen. In der ersten Zeile sehen wir eine ruhende Feldquelle (Ladung oder Magnet), die ein statisches Feld erzeugt. Solange die Ladung ruht, ist die Feldstärke konstant, und daher ist auch keine dynamische Betrachtung nötig. Bewegt

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sich nun aber die Feldquelle nach rechts (zweite Zeile in Abb.8), so wird das Feld nach rechts verringert, wie wir es zum Zeitpunkt tin Abb.6 sehen. Der umgekehrte Fall einer Bewegung

der Feldquelle nach links (dritte Zeile in Abb.8) entspricht dem Zeitpunkt tin Abb.7 und

somit einer Erhöhung der Feldstärke. Zwei Feldquellen, die relativ zueinander oszillieren (dies ist unser Aufbau seit Abb.4), erzeugen somit am Ort der jeweils anderen Feldquelle eine oszillierende Feldstärke (siehe Abb.8), und dadurch eben kommt jene Modulation der Feld- stärke zustande, die für das oben beschriebene Aufschaukeln der Schwingung verantwortlich zeichnet. Das geht natürlich nur, wenn die Zufuhr von Raumenergie in die Schwingung über viele Perioden hinweg synchron verläuft. In diesem Fall tritt eine Resonanz der Anregung auf, und wir haben wirkungsvollen Raumenergie-Motor. Hierbei wird Raumenergie in klassische Schwingungs-Energie umgewandelt – wie in oben erklärt.

Dies ist natürlich nur möglich, wenn die Oszillationen der Felder mit den Oszillationen der schwingenden Massen gut synchronisiert sind, und zwar über viele Perioden der Schwingung. Unter dieser Einstellung ist die Anregung der Schwingung aus der Energie der Nullpunkts- wellen resonant, und wir haben eine Maschine, die die Energie der Nullpunktswellen in klassische Schwingungs-Energie wandelt.

Umgekehrt ist es natürlich auch möglich die Schwingungen der beiden Wechselwirkungs- partner gegenphasig genau derart einzustellen, dass eine erhöhte anziehende Feldstärke immer dann auftritt, wenn sich die zwei sich anziehenden Partner voneinander entfernen wollen, aber eine verringerte anziehende Feldstärke immer in den Zeiträumen vorliegt, zu denen sich die beiden (sich anziehenden) Partner einander annähern wollen. In diesem Falle bremst die Dynamik des Coulomb-Gesetzes die Schwingung, d.h. es wird klassische Schwingungs- Energie in Raumenergie umgewandelt.

Abb. 8:

Illustration der oszillier- enden Felder, wie sie von oszillierenden Ladungen oder Magneten emittiert werden.

Die Situation ist nicht überraschend, weil be- kanntlich der Hertz’sche Dipolstrahler nach genau dem hier dargestellten Mechanismus arbeitet.

Das Prinzip der Raumenergie-Wandlung kann also, wenn man es verstanden hat, in beide Richtungen angewandt werden: Einerseits zur Konversion von Raumenergie in eine klassische Energieform, aber andererseits auch zur Konversion klassischer Energie in Raumenergie. Welche der beiden Richtungen in der Maschine realisiert wird, ist nur eine Frage der Einstellung der Systemparameter: Dabei sind prinzipiell immer aufeinander abzustimmen:

– Die Propagationsgeschwindigkeit der Felder und – Die Bewegungsgeschwindigkeit der bewegten Feldquellen (Massen).

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In unserem Beispiel-Algorithmus bedeutet dies eine Abstimmung der Auslenkungen und Amplituden der schwingenden Körper, deren Massen, der Hooke’schen Federkonstanten und schließlich auch Ladungen, mit deren Hilfe die nötigen Coulomb-Kräfte erzeugt werden. Anstelle der Ladungen könnte man auch Dauermagnete einsetzen und deren Dipolstärken als anzupassende Systemparameter angeben.

Um das Gesagte zu beweisen, wurde in der vorliegenden Arbeit ein übersichtlicher „Dynamischer Finite-Elemente“ (DFEM) – Algorithmus entwickelt, der die Schwingung zweier elektrisch geladener Kugeln mit Feder aus Abb.4 realisiert und dabei die endliche Propagationsgeschwindigkeit der Felder berücksichtigt. Wir haben also im Prinzip die selbe Anordnung die bei statischer Betrachtung zu den Auslenkungen in Abb.5 führt. Wir führen jetzt aber eine dynamische Betrachtung durch und kommen zu den Auslenkungen in Abb.9, Abb.10 und Abb.11. Die Einstellung der Systemparameter (in unserem Algorithmus) wird dabei wie folgt angegeben:

Zu Abb.9:

– – – –

Propagationsgeschwindigkeit der Felder  1.4 m s Ladungen Q1 und Q2 je 3105Hooke’schen Federkonstante  2.7 N m Ruhelänge der unbelasteten Feder RLL  8.0 Startpositionen der beiden Kugel bei x1  3.0 und 2  3.0 .

man erkennt, nimmt die Amplitude zu Beginn der Schwingung rasch zu. Offenkundig die Bewegung der Massen auf die Laufzeiten der Coulomb-Felder derart abgestimmt, sich die Bewegung aufschaukelt. Erreichen die Auslekungen nun aber bestimmte Werte,

Wie sind dass so werden die Geschwindigkeiten der Kugeln so groß, dass ihr Vergleich mit der Propa- gationsgeschwindigkeit der Felder kein weiteres Aufschaukeln der Bewegung ermöglicht. Es stellt sich dann eine konstante Amplitude ein. Würde man nun dieser Schwingung mechanisch Energie entziehen, so würde sich Amplitude zwar verkleinern wollen, aber dem steht das Aufschaukeln der Schwingung aufgrund der Laufzeiten der Coulomb-Felder entgegen. Die so entnehmbare mechanische Leistung wäre dann die Nutzleistung des Raumenergie-Motors in diesem Betriebszustand, die wir in Abschnitt 14 analysieren.

Abb. 9:

Beispiel für einen Be- triebszustand des harmo- nischen Oszillators nach Abb.4 als Raumenergie- Konverter. Dargestellt ist die Vergrößerung der Amplitude der Schwing- ung aufgrund der zuge- führten Raumenergie.

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Zu Abb.10:

Verändert man die Systemparameter nur geringfügig, so verhält sich das System komplett anders. Eine kleine Veränderung der Propagationsgeschwindigkeit der Felder und der Feder (Abmessung der Feder und Startposition der Körper) im Vergleich zu Abb.9 sorgt dafür, dass das System sich nicht mehr aufschaukeln kann, weil die Geschwindigkeiten der Felder und Massen nicht mehr dementsprechend aneinander angepaßt sind:

– Propagationsgeschwindigkeit der Felder  1.4 m s – Ladungen Q1 und Q2 je 3105– Hooke’schen Federkonstante  2.7 N m – Ruhelänge der unbelasteten Feder RLL  12.0 m

– Startpositionen der beiden Kugel bei x1  5.0 und 2  5.0 . In diesem Betriebszustand ist die Maschine kein Raumenergie-Motor mehr.

Zu Abb.11:

Eine winzige weitere Veränderung der Systemparameter führt uns in die entgegengesetzte Richtung, bei der das System klassische mechanische Energie vernichtet und diese in Raumenergie konvertiert.

Im Vergleich zu Abb.9 wurde nur die Hooke’schen Federkonstante verändert, sonst nichts. Damit aber wurde die Schwingungsfähigkeit des Systems dahingehend verändert, dass die Laufzeiten der Felder dem Lauf der Kugeln entgegenstehen und die Bewegung abgebremst wird.

– Propagationsgeschwindigkeit der Felder  1.4 m s – Ladungen Q1 und Q2 je 3105– Hooke’schen Federkonstante  3.5 N m – Ruhelänge der unbelasteten Feder RLL  8.0 m

– Startpositionen der beiden Kugel bei x1  3.0 und 2  3.0 .

In diesem Betriebszustand ist die Maschine ein umgekehrter Raumenergie-Konverter, der Raumenergie erzeugt anstatt sie zu nutzen. Damit haben wir nun das Wissen, auf Raumenergie nach Bedarf zugreifen zu können. Ähnlich wie ein Sterling-Motor Wärme- energie in mechanische Energie umwandeln kann oder ebensogut vice versa mechanische

Abb. 10:

In diesem Betriebs- zustand wird der harmo- nische Oszillator nach Abb.4 ohne Konversion von Raumenergie betrie- ben.

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Energie in Wärmeenergie (je nachdem ob man den Thermodynamischen Kreisprozess rechtsherum oder linksherum laufen lässt), können wir nun Raumenergie-Konverter nach Belieben einstellen und abgleichen.

Bemerkung zu den Absolutwerten der Parameter:

Die Zahlenwerte wurden alle so gewählt, dass durchweg handliche Zahlen und Größen entstehen. Dies dient der Optimierung der Anschaulichkeit für die Leser. Natürlich ist die Propagationsgeschwindigkeit der Felder in Wirklichkeit wesentlich größer als in unserem kleinen Zahlbeispiel. Aber das ist gewollt, denn es fördert die Anschaulichkeit.

Die Wiedergabe des Algorithmus in der Publikation hat den Sinn, dass alle Leser nun ein konkretes Beispiel für das Rechenverfahren von Raumenergie-Motoren sehen. Auf dieser Basis sollten Ingenieure und Naturwissenschaftler nun in der Lage sein, nach eigenem Belieben Raumenergie-Maschinen zu konstruieren. Die in oben dargestellt Erläuterung war für diesen etwas abstrakt, aber das nun vorgestellte Rechenbeispiel ist konkret und greifbar genug, die Sache allen interessierten Fachleuten zugänglich und greifbar zu machen.

Besonders klar beantwortet sich die Frage nach der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse: Wer daran zweifelt ist herzlich eingeladen, sich den untenstehenden Algorithmus per „copy-and- paste“ auf den eigenen Computer zu laden und ihn dort laufen zu lassen. Alles was man dafür benötigt, ist die Programmiersprache „PASCAL“ [Bor 99]. Wer darüber hinaus noch eine systematische Variation der Systemparameter durchprobiert, kann Erfahrungen im Umgang mit Raumenergie-Maschinen sammeln.

Reale Raumenergie-Maschinen für die technische Produktion und Anwendung sind freilich komplizierter als die hier dargestellte. Sie bestehen selten aus nur zwei Magneten und einer Feder. Aber es sollte für Fachleute kein Problem sein, den Algorithmus auf zusätzliche Wechselwirkungspartner zu erweitern, die für zusätzliche Komponenten einer Raumenergie- Maschine stehen. Dass hier exemplarisch ein DFEM-Programm mit nur zwei finiten Elementen vorgeführt wurde, hat den Zweck der Maximierung der Übersichtlichkeit für die Leser. Aus ebendiesem Grunde wurde auch der Quell-code vollständig veröffentlicht.

Abb. 11:

In diesem Betriebszu- stand konvertiert der har- monische Oszillator nach Abb.4 sogar mechanische Energie in Raumenergie.

Die Konsequenz ist eine Erhöhung der Feldstärke, die von dem Apparat in den Raum abfließt.

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12. Quell-codes der Computeralgorithmen

Program Oszillator_im_DFEM_mit_OVER_UNITY; {$APPTYPE CONSOLE} uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs;

Var epo,muo : Double; {Naturkonstanten} c : Double; {Propagationsgeschwindigkeit der Wellen und Felder} D : Double; {Federkonstante} m1,m2 : Double; {Massen der beiden Körper} Q1,Q2 : Double; {Ladungen der beiden Körper} RLL,FL : Double; {Ruhelage-Länge und gespannte Länge der Feder} r : Double; {Abstand für die verzögerte Propagation der Felder} diff,ds,ds1 : Double; {Hilfsvariablen} FK1,FK2 : Double; {Federkräfte auf die beiden Körper Nr.1 und Nr.2} FEL1,FEL2 : Double; {Elektrische Kräfte auf die Körper Nr.1 und Nr.2} delt : Double; {Zeitschritte für die Bewegungen der Ladungen und Felder} x1,x2,v1,v2 : Array [0..200000] of Real48; {Zeit,Orte,Gescheindigkeiten der Ladungen}

t a1,a2 i tj,ts,tr ianf,iend : Integer; {Anfang und Ende des Plot-Bereichs} Abstd : Integer; {Jeder wievielte Datenpunkt soll geplottet werden ?} Ukp,UkpAlt : Double; {Zum Ermitteln der Umkehrpunkte in Teil 3} unten,neu : Boolean; {Charakterisierung des letzten Umkehrpunktes} AmplAnf,AmplEnd : Double; {Zwecks Bestimmung der Zunahme der Amplitude}

Reib P Pn

: Double; {Fuer Reibungskraft} : Double; {Leistung}

: Double; {Zahl der Werte zur Leistungsermittlung}

: Double; {Hilfsvariable für die Laufzeit der Felder vorab} : Double; {Beschleunigungen der beiden Körper}

: Integer; {Laufvariable, Zählung der Ladungsorte} : Extended;{Variablen zur Bestimmung der Feld-lauf-dauer in Teil 3}

Procedure Wait; Var Ki : Char; begin

Write(‚<W>‘); Read(Ki); Write(Ki);

If Ki=’e‘ then Halt; end;

Procedure Excel_Datenausgabe(Name:String); Var fout : Text; {Daten-File zum Aufschreiben der Ergebnisse}

Zahl : String;

i,j : Integer; {Laufvariablen} begin {Daten für Excel aufbereiten und ausgeben:} Assign(fout,Name); Rewrite(fout); {File öffnen} For i:=ianf to iend do {von „plotanf“ bis „plotend“} begin

If (i mod Abstd)=0 then

begin { Zuerst die Zeit als Argument:}

Str(i*delT:10:5,Zahl); For j:=1 to Length(Zahl) do begin {Keine Dezimalpunkte verwenden, sondern Kommata}

If Zahl[j]<>‘.‘ then write(fout,Zahl[j]);

Wandlung von Raumenergie, von Claus W. Turtur

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If Zahl[j]=‘.‘ then write(fout,‘,‘); end;

Write(fout,chr(9)); {Daten-Trennung} { Dann als erste Funktion die Position des Teilchens 1:}

Str(x1[i]:10:5,Zahl); For j:=1 to Length(Zahl) do begin {Keine Dezimalpunkte verwenden, sondern Kommata}

If Zahl[j]<>‘.‘ then write(fout,Zahl[j]);

If Zahl[j]=‘.‘ then write(fout,‘,‘); end;

Write(fout,chr(9)); {Daten-Trennung} { Dann als zweite Funktion die Position des Teilchens 2:}

Str(x2[i]:10:5,Zahl); For j:=1 to Length(Zahl) do begin {Keine Dezimalpunkte verwenden, sondern Kommata}

If Zahl[j]<>‘.‘ then write(fout,Zahl[j]);

If Zahl[j]=‘.‘ then write(fout,‘,‘); end;

Write(fout,chr(9)); {Daten-Trennung} { Dann als dritte Funktion die Geschwindigkeit des Teilchens 1:}

Str(v1[i]:10:5,Zahl); For j:=1 to Length(Zahl) do begin {Keine Dezimalpunkte verwenden, sondern Kommata}

If Zahl[j]<>‘.‘ then write(fout,Zahl[j]);

If Zahl[j]=‘.‘ then write(fout,‘,‘); end;

Write(fout,chr(9)); {Daten-Trennung} { Dann als vierte Funktion die Geschwindigkeit des Teilchens 2:}

Str(v2[i]:10:5,Zahl); For j:=1 to Length(Zahl) do begin {Keine Dezimalpunkte verwenden, sondern Kommata}

If Zahl[j]<>‘.‘ then write(fout,Zahl[j]);

If Zahl[j]=‘.‘ then write(fout,‘,‘); end;

Writeln(fout,“); {Zeilen-Trennung} end;

end;

Close(fout); end;

Begin {Hauptprogramm} { Initialisierung – Vorgabe der Werte: }

D:=0; r:=0; {Zur Vermeidung von Delphi-Meldungen} epo:=8.854187817E-12;{As/Vm} {Magnetische Feldkonstante, fuer spaeter} muo:=4*pi*1E-7;{Vs/Am} {Elektrische Feldkonstante, fuer spaeter} c:=Sqrt(1/muo/epo);{m/s} {Lichtgeschwindigkeit einsetzen, fuer spaeter} m1:=1;{kg} {Masse des Körpers Nr.1} m2:=1;{kg} {Masse des Körpers Nr.2} delt:=1E-3;{sec.} {Äquidistante Zeitschritte für Bewegungen} ianf:=0; iend:=100000; {Nummer des ersten und letzten Zeitschritts} Abstd:=2; {Jeder wievielte Datenpunkt soll geplottet werden ?}

Writeln(‚Oszillator im DFEM mit OVER-UNITY:‘); Writeln(‚epo=‘,epo:20,‘; muo=‘,muo:20,‘; c=‘,c:20); Writeln(‚m1,m2=‘,m1:15,‘, ‚,m2:15,‘; D=‘,D:15); Writeln;

Wandlung von Raumenergie, von Claus W. Turtur Seite 35 von 53 xxx

{ Beginn des Rechenprogramms.} { Teil 1 waren Vorbereitungen bei der Programm-Erstellung ohne bleibenden geistigen Nährwert}

{ Teil 2: Test -> anharmonische Schwingung, mit elektr. Ladung, oder Magnet: STATISCH !} For i:=ianf to iend do begin

x1[i]:=0; x2[i]:=0; {Orte zu Null setzen}

v1[i]:=0; v2[i]:=0; {Geschwindigkeiten zu Null setzen} end;

i:=0; {t:=i*delT;} {Zeitschritte in Abständen von delt.} Q1:=2.01E-5{C}; Q2:=2.01E-5{C}; {Ladungen der beiden Körper} D:=0.20;{N/m} {Federkonstante} RLL:=6.0;{m} {Ruhelage-Länge der Feder} {Ruhelage-Positionen bei +/-RLL/2} x1[0]:=-3.8; x2[0]:=+3.8; {Startpositionen der Massen mit Vorspannung} v1[0]:=00.00; v2[0]:=00.00; {Startgeschwindigk. der schwingenden Massen}

{ Jetzt beginnt die schrittweise Ermittlung der Bewegung:} Repeat

i:=i+1; FL:=x2[i-1]-x1[i-1]; {Federlänge} FK1:=(FL-RLL)*D; {pos. Kraft zieht nach rechts, neg. Kraft nach links} FK2:=(RLL-FL)*D; {pos. Kraft zieht nach rechts, neg. Kraft nach links} FEL1:=0; FEL2:=0; If FL<=1E-20 then begin

Writeln; Writeln(‚Exception: Federlaenge bei Teil 2 zu kurz in Schritt ‚,i); Excel_Datenausgabe(‚XLS-Nr-02.DAT‘); Writeln(‚Daten wurden gespeichert in „XLS-Nr-02.DAT“, dann Abbruch der Berechnung.‘); Wait; Halt;

end; If FL>1E-20 then begin

FEL1:=+Q1*Q2/4/pi/epo/FL/Abs(FL); {Elektrostatische Kraft zw. Q1 & Q2}

FEL2:=-Q1*Q2/4/pi/epo/FL/Abs(FL); {Elektrostatische Kraft zw. Q1 & Q2} end;

{Kontrolle:} If i=1 then Writeln(‚El.-kraefte: ‚,FEL1,‘ und ‚,FEL2,‘ Newton‘); {Kontrolle:} If i=1 then Writeln(‚Federkraefte: ‚,FK1, ‚ und ‚,FK2,‘ Newton‘);

a1:=(FK1+FEL1)/m1; a2:=(FK2+FEL2)/m2; {Beschleunigungen der beiden Körper} v1[i]:=v1[i-1]+a1*delt; {So verändert die Beschl. die Geschw. des Körpers 1} v2[i]:=v2[i-1]+a2*delt; {So verändert die Beschl. die Geschw. des Körpers 2} x1[i]:=x1[i-1]+v1[i-1]*delt; {So verändert die Geschw. die Pos. des Körpers 1} x2[i]:=x2[i-1]+v2[i-1]*delt; {So verändert die Geschw. die Pos. des Körpers 2}

Until i=iend; Excel_Datenausgabe(‚XLS-Nr-02.DAT‘); {Orte und Geschw. als Fkt der Zeit} Writeln(‚Teil 2 ist fertig.‘);

{ Teil 3: Test -> Mit endlicher Propagationsgeschwindigkeit der Felder} P:=0; Pn:=0; {Leistung zu Null setzen} For i:=ianf to iend do begin

x1[i]:=0; x2[i]:=0; {Orte zu Null setzen}

v1[i]:=0; v2[i]:=0; {Geschwindigkeiten zu Null setzen} end;

i:=0; {Laufvariable: Beginn der Zählung der Orte und der Geschwindigkeiten} c:=1.4; {Sqrt(1/muo/epo);{m/s} {Hier Propagationsgeschwindigkeit einsetzen}

Wandlung von Raumenergie, von Claus W. Turtur

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Q1:=3E-5{C}; Q2:=3E-5{C}; {Ladungen der beiden Körper} D:=2.7;{N/m} {Federkonstante} RLL:=8.0;{m} {Ruhelage-Länge der Feder} {Ruhelage-Positionen bei +/-RLL/2} x1[0]:=-3.0; x2[0]:=+3.0; {Startpositionen der Massen mit Vorspannung} v1[0]:=00.00; v2[0]:=00.00; {Startgeschwindigk. der schwingenden Massen} Ukp:=x2[0]; UkpAlt:=Ukp; unten:=true; neu:=true; {Vorgabe des ersten unteren Umkehrpunktes} Writeln(‚Umkehrpunkt: ‚,Ukp:12:6,‘ m ‚); { Jetzt beginnt die schrittweise Ermittlung der Bewegung:} Repeat

i:=i+1; FL:=x2[i-1]-x1[i-1]; {Federlänge} FK1:=(FL-RLL)*D; {Federkraft: pos. Kraft zieht nach rechts, neg. Kraft nach links} FK2:=(RLL-FL)*D; {Federkraft: pos. Kraft zieht nach rechts, neg. Kraft nach links}

{ Berechnung der Feld-lauf-dauer, Feld-lauf-strecke und daraus Feld-stärke} FEL1:=0; FEL2:=0; tj:=i; ts:=i; {ich nehme i als Maß für die Zeit}

{Zuerst eine natürlichzahlige Iteration:} { Writeln(‚tj=‘,tj*delt:9:5,‘ ts=‘,ts*delt:9:5,’=>‘,x2[Round(tj)]-x1[Round(ts)]-c*(tj-ts)*delt:9:5); }

Repeat ts:=ts-1; diff:=x2[Round(tj)]-x1[Round(ts)]-c*(tj-ts)*delt;

{ Writeln(‚tj=‘,tj*delt:9:5,‘ ts=‘,ts*delt:9:5,’=>‘,diff:9:5); } Until ((diff<0)or(ts<=0)); If diff>=0 then {Vor Beginn beim Zeitpunkt Null waren die Körper am Ausgangspunkt ruhend} begin

r:=x2[Round(tj)]-x1[0]; { Writeln(‚diff>=0; r=‘,r); }

end; If diff<0 then {Jetzt noch eine Nachkomma-Positions-Bestimmung als lineare Iteration} begin

{ Writeln(‚diff<0 ==> tj=‘,tj,‘ ts=‘,ts); Write(‚x2[‚,Round(tj),‘]=‘,x2[Round(tj)]:13:9); Write(‚ und x1[‚,Round(ts),‘]=‘,x1[Round(ts)]:13:9); Write(‚ und x1[‚,Round(ts+1),‘]=‘,x1[Round(ts+1)]:13:9); Writeln; } ds:=x2[Round(tj)]-x1[Round(ts)]-c*(tj-ts)*delt; ds1:=x2[Round(tj)]-x1[Round(ts+1)]-c*(tj-(ts+1))*delt;

{ Writeln(‚ds1=‘,ds1:13:9,‘ und ds=‘,ds:13:9); } tr:=ts*delt+delt*(-ds)/(ds1-ds); {für die lineare Interpolation} tj:=tj*delt;

{ Write(‚tj=‘,tj:13:9,‘ und tr_vor=‘,tr:13:9); } tr:=(tj-tr); {interpolierter Feldemissionszeitpunkt} r:=c*tr; {interpolierter echter Abstand}

{ Writeln(‚ und tr=‘,tr:13:9,‘ und r=‘,r:13:9); } end;

If r<=1E-10 then begin

Writeln; Writeln(‚Exception: Federlaenge bei Teil 3 zu kurz in Schritt ‚,i); Excel_Datenausgabe(‚XV-03.DAT‘); Writeln(‚Daten wurden gespeichert in „XV-03.DAT“, dann Abbruch der Berechnung.‘); Wait; Halt;

end; If r>1E-10 then {Jetzt in das Coulomb-Gesetz einsetzen:} begin

FEL1:=+Q1*Q2/4/pi/epo/r/Abs(r); {Elektrostatische Kraft zw. Q1 & Q2} FEL2:=-Q1*Q2/4/pi/epo/r/Abs(r); {Elektrostatische Kraft zw. Q1 & Q2}

Wandlung von Raumenergie, von Claus W. Turtur

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end; Reib:=0.0; {Reibung: Berechnung beginnt hier.} If i>=10000 then begin

If FEL1>0 then FEL1:=FEL1-Reib; If FEL1<0 then FEL1:=FEL1+Reib; If FEL2>0 then FEL2:=FEL2-Reib; If FEL2<0 then FEL2:=FEL2+Reib; P:=P+Reib*Abs(x1[i]-x1[i-1])/delt; Pn:=Pn+1;

end; {Reibung: Berechnung endet hier.} {Kontrolle:} If i=1 then Writeln(‚El.-kraefte: ‚,FEL1,‘ und ‚,FEL2,‘ Newton‘); {Kontrolle:} If i=1 then Writeln(‚Federkraefte: ‚,FK1, ‚ und ‚,FK2,‘ Newton‘); a1:=(FK1+FEL1)/m1; a2:=(FK2+FEL2)/m2; {Beschleunigungen der beiden Körper} v1[i]:=v1[i-1]+a1*delt; {So verändert die Beschl. die Geschw. des Körpers 1} v2[i]:=v2[i-1]+a2*delt; {So verändert die Beschl. die Geschw. des Körpers 2} x1[i]:=x1[i-1]+v1[i-1]*delt; {So verändert die Geschw. die Pos. des Körpers 1} x2[i]:=x2[i-1]+v2[i-1]*delt; {So verändert die Geschw. die Pos. des Körpers 2}

{ If (i mod 1000)=0 then Writeln (‚Feldstaerke= ‚,Q1/4/pi/epo/r/Abs(r),‘ N/C‘); } { Bestimmung der Umkehrpunkte, damit ich die Amplituden nicht extra im Excel auswerten muß:}

If unten then begin

If x2[i]>Ukp then begin Ukp:=x2[i]; end; If x2[i]<Ukp then begin

Writeln(‚Umkehrpunkt: ‚,Ukp:12:6,‘ m , Amplitude=‘,Abs(UkpAlt-Ukp)); If Not(neu) then AmplEnd:=Abs(UkpAlt-Ukp); If neu then begin AmplAnf:=Abs(UkpAlt-Ukp); neu:=false; end; unten:=Not(unten); UkpAlt:=Ukp;

end; end;

If Not(unten) then begin

If x2[i]<Ukp then begin Ukp:=x2[i]; end; If x2[i]>Ukp then begin

Writeln(‚Umkehrpunkt: ‚,Ukp:12:6,‘ m , Amplitude=‘,Abs(UkpAlt-Ukp)); If Not(neu) then AmplEnd:=Abs(UkpAlt-Ukp); If neu then begin AmplAnf:=Abs(UkpAlt-Ukp); neu:=false; end; unten:=Not(unten); UkpAlt:=Ukp;

end; end;

Until i=iend; Writeln(‚Zunahme der Amplitude: ‚,AmplEnd-AmplAnf:12:6,‘ Meter. ‚); Writeln(‚Die Leistung lautet‘,P/Pn,‘ Watt.‘); Excel_Datenausgabe(‚XV-03.DAT‘); {Orte und Geschw. als Fkt der Zeit}

Wait; Wait; End.

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13. Hintergrund-Erläuterung

Die Konzeption, die zur Entwicklung der hier vorgestellten dynamischen Ausbreitung der Wechselwirkungsfelder geführt hat, wurde eingangs eingehend diskutiert: Danach ist eine mögliche Vorstellung der physikalischen Entitäten, die mit elektrischen und magnetischen Feldern verbunden sind, die Verkürzung der Wellenlängen der Nullpunktswellen der des Quantenvakuums. Diese verkürzten Wellenlängen gehen einher mit den nach [Hei 36] reduzierten Propagationsgeschwindigkeiten dieser Wellen im Bereich der Felder. Werden die Felder instantan ein- und aus- geschaltet, so entstehen dadurch Lücken zwischen den Wellenzügen, die von den unterschiedlichen Feldstärken beeinflusst werden. Weniger scharf als ein plötzliches ein- und aus- Schalten sind kontinuierliche Bewegung der Feldquellen, die dann zu den in Abb.6, Abb.7 und Abb.8 erläuterten Konsequenzen führen. Aufgrund der Kontinuität der Bewegung der Feldquellen tritt hier eine kontinuierliche Modulation der Feldstärken auf, die von unterschiedlichen Bewegungszuständen der Feldquelle entspringt.

Um die Ausführungen aus Abschnitt 11 zu ergänzen, betrachten wir den Fall einer statisch ruhenden Feldquelle, wie sie in der obersten Zeile von Abb.8 zu sehen ist. Aufgrund ihres Feldes verkürzt sie die Wellenlängen und verlangsamt die Propagation der Nullpunktswellen des Quantenvakuums in ihrer unmittelbaren Nähe sehr stark, weil dort die Feldstärke am größten ist. Entfernen sich aber diese Nullpunktswellen aufgrund ihres Laufs durch den Raum von der Feldquelle, so laufen sie selbsttätig in Zonen geringerer Feldstärke und daher müssen sie ihre Verkürzung und Verlangsamung selbsttätig reduzieren. Dies muss natürlich genau in solcher Weise geschehen, dass keine Löcher zwischen den Nullpunkts-Wellenpaketen bei der Ausbreitung in statischen Feldern entsteht (denn statische Felder ruhender Ladungen enthalten ja gerade keine Dynamik). In der Reduktion der Verkürzung der Wellenlängen und der gleichzeitigen Reduktion der Verringerung der Propagationsgeschwindigkeit der Wellen in Feldern liegt die Dissipation der Energie in Raumenergie, die wir von der Ausbreitung der Felder in Raum kennen. Betrachten wir dazu noch die folgende Überlegung:

Wie wir aus [Boe 07] für magnetische Felder und aus [Rik 00], [Rik 03] für elektrische Felder wissen, ist die Verringerung der Propagationsgeschwindigkeiten der Nullpunkts-Wellen, eine Funktion der Feldstärke, und zwar in der Form.

v2 1   E

für elektrische Felder für magnetische Felder ,

mit Pund Pals Proportionalitätsfaktoren.

und

(16) (17)

c

v2 1   B

c

Durch einfache Termumformungen erhalten wir sofort die Veränderung der Länge eines Nullpunkts-Wellenpakets und die Veränderung seiner Geschwindigkeit beim Durchlauf durch eine sich ändernde Feldstärke, wie sie in Abb.12 veranschaulicht ist:

 2  2 (6)  vc1Pund  c1PfürelektrischeFelder

1e 2e (18)  

 2  2 (7)  c 1und  c 1fürmagnetischeFelder.

(19)

Setzt man die Geschwindigkeiten für eine gegebene Dauer der Propagation in Relation, so erhält man

1b 2b  

vstsconst.s1s2 v1s1L1 LL 2 ,

tvvvvsL212 (20)

12222 1Pe1

2 1 E

Wandlung von Raumenergie, von Claus W. Turtur

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Übergang von einer Feldstärke in eine andere.

2 1 B

b2 21 2

bzw. für Magnetfelder   Der Faktor zwischen 1 und 2 beschreibt die Änderung der Länge des Wellenpacketes beim

1 b1

(21)

Diese Überlegung entspricht die Tatsache, dass die Nullpunkts-Wellenpakete mit ihrem Verhalten hinsichtlich einer Kompression oder Verlängerung der Wellenlängen und hinsichtlich ihrer Propagationsgeschwindigkeiten und Längenänderungen den Feldstärke- Bedingungen der von ihnen durchlaufenen Felder gemäß Abb.6 und Abb.7 folgen.

14. Gewandelte Leistung

Natürlich stellt sich die Frage, wie viel Raumenergie gewandelt wird, sinnvollerweise pro Zeiteinheit. Wir fragen also nach der gewandelten Leistung. Dies bezieht sich selbstverständ- lich auf die Systemeinstellungen zu Abb.9, denn dabei ist die Maschine ein Raumenergie- Konverter.

Da Leistung nur gegen einen Widerstand entnommen werden kann, und nicht solange die Maschine kraftlos dreht, führen wir Reibung in den Algorithmus ein. (Wir könnten auch irgend eine andere Kraft einsetzen, aber Reibung ist sehr bequem.) Um das Rechenbeispiel so überschaubar wir möglich zu halten, verwenden wir eine geschwindigkeitsunabhängige Fest- körperreibung, die auch als Coulomb’sche Reibung bekannt ist. Diese lässt sich als konstante Kraft Feinleiten, die im Algorithmus aus Abschnitt 12 mittels der Variable „Reib“ definiert

wurde. Sie wird mit Beginn der Sekunde 10 eingeschaltet und bleibt dann bis zum Ende der Betrachtung bei Sekunde 100 erhalten (auch wenn die graphische Darstellung nur geringfügig mehr als 65 Sekunden umspannt). Über den Zeitraum von 90 Sekunden (10 bis 100) verläuft auch die Mittelwertbildung bei der Leistungserfassung, die als Betragmittelwert ausgeführt wird.

Zu Kontrollzwecken setzen wir die Reibungskraft zuerst mit F 0 ein und erhalten das

Verhalten, das wir aus Abb.9 bereits kennen mit einem Amplitudenzuwachs von 3.20 Metern während der Beobachtungsdauer von 60 Sekunden. Vergleichen Sie das Ergebnis bitte mit Abb.13.

Dann erhöhen wir schrittweise die Reibungskraft und stellen überraschenderweise fest, dass sich dadurch der Amplitudenzuwachs nicht verringert, sondern erhöht. Reibung bremst nicht, sondern sie treibt zusätzlich an !

Die Feststellung ist also die: Wenn wir dem schwingenden System Energie entnehmen, dann schaukelt es sich noch (etwas) stärker auf, als ein kraftlos laufendes System (siehe blaue Kurve in Abb.13). Dies kann nur dadurch verstanden werden, dass mit zunehmender Energie- Entnahme (aus der Maschine) auch zunehmend mehr und mehr Raumenergie gewandelt wird.

Abb. 12:

V eranschaulichung der Propagation von Wellenpaketen der Nullpunktswellen durch variierende Feldstärken.

Wandlung von Raumenergie, von Claus W. Turtur Seite 40 von 53 xxx

Daß dies tatsächlich der Fall ist, sehen wir an dem mit der Reibungskraft linearen Ansteigen der violetten Leistungs-Kurve in Abb.13. Allem Anschein nach verändert die Reibungskraft die Bewegung der beiden schwingen Körper in solcher Weise, dass die oben erläuterte Auf- nahme von Raumenergie verbessert wird.

Dies steht auch in Übereinstimmung mit Bebachtungen verschiedener Raumenergie-Experi- mentatoren. Auch wenn diese ihre Maschinen mehr aus Intuition aufgebaut haben, als auf der Basis einer vorhandenen Theorie, passiert es im erfolgreichen Falle der Wandlung von Raum- energie immer wieder, dass die Maschinen plötzlich zu schnell werden und auch mit mech- anischen Bremsen nicht mehr beherrschbar sind. Raumenergie-Maschinen können dann so schnell werden, dass sie aufgrund von Energie-Überlastung bersten oder zerbrechen, obwohl die Bremse immer stärker angezogen wird [Har 10]. Betrachtet man Abb.13, so ist dies verständlich, weil das Bremsen die Parameter der Raumenergie-Konversion eher dahingehend verändert, dass die Maschine noch mehr Fahrt aufnimmt, als im ungebremsten Zustand.

Jeder Praktiker wird einwenden: Massiv Bremsen geht immer. Sicherlich ist dies der Fall. Wie wir in Abb.13 sehen, gibt es einen kritischen Reibungswert, bei dem die Leistungsauf- nahme ziemlich schlagartig abfällt und damit aufgrund der großen Reibung die Amplitude schlagartig zusammenbricht. Offensichtlich ist hier die Wirkung der Bremse so stark, dass die Bewegung der felderzeugenden Teile plötzlich nicht mehr den oszillierenden Feldern mit ihren endlichen Propagationsgeschwindigkeiten folgen können. Dass dieses „aus dem Takt kommen“ der auf die Frequenz abgestimmten Maschine kein ganz scharfer Übergang, sondern auch eine endliche Breite hat, sehen wir den entsprechenden Ausschnitt von

F 0.334 … 0.344 aus Abb.10 heraus vergrößern. Diese Vergrößerung ist in Abb.14 wiedergegeben.

Abb. 13:

Darstellung des Amplitu- denzuwachses (Skalierung auf der rechtsseitigen Or- dinate) und der aufgenom- menen Leistung (Skalier- ung auf der linksseitigen Ordinate) einer Raumen- ergie-Maschine bei zuneh- mender aus dem Quanten- vakuum konvertierter Leistung (hier dargestellt als Reibung).

Die Vergrößerung in Abb.11 lässt erkennen, dass die Leistung nicht völlig schlagartig einbricht, sondern dass ein Maximum mit einer gewissen Breite vorhanden ist. Eine optimale Nutzung der Raumenergie ist also genau dann gegeben, wenn die Reibung gerade eben noch nicht stark genug ist, die Maschine zum Stillstand zu bringen.

Wandlung von Raumenergie, von Claus W. Turtur

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Abb. 14:

Vergrößerte Darstellung zu Abb.10 im Bereich des Leistungs-Maximums der Raumenergie-Maschine.

Ein negativer Amplituden-Zuwachs (blaue Kurve unter Null) ist übrigens durchaus ver- ständlich. In diesem Bereich ist die Reibung derart stark, dass die Schwingung in etwa auf der Anfangsamplitude bleibt und dann sogar noch geringfügig absinkt. Im praktischen Betrieb dürfte es allerdings nicht ganz einfach sein, einen Raumenergie-Konverter so zu steuern und zu regeln, dass man genau beim Maximum der Leistungsaufnahme bleibt. Sicherer wird der Betrieb vermutlich dann, wenn man die Reibung etwas geringer einstellt.

15. Weitere Komponenten der Raumenergie

Wenn wir darüber nachdenken, wie Materie überhaupt nur deshalb existieren kann, weil sie permanent mit Raumenergie versorgt wird (siehe oben), dann stellt sich natürlich die Frage nach dem Urgrund der Dinge in neuem Licht:

Welches ist die fundamentale Wesenheit der Natur ? Sind es Masseteilchen oder Wellen oder beide ? Was ist die Substanz, die der Raum enthält, und aus der alle Objekte dieser Welt bestehen ?

Nun, für das Photon fällt uns diese Antwort leicht. Sie wird in den Lehrbüchern der Physik beantwortet. Es gibt im Raum sog. elektromagnetische Nullpunktswellen, die immer und in riesiger Anzahl vorhanden sind, und wenn man eine davon in geeigneter Weise auf einen höheren Energiezustand anregt, dann wird sie zu einem Photonen. Ein mögliches Beispiel für solche Photonen ist das Licht. Damit ist die Wesenheit der Lichtteilchen mühelos erklärt.

In den Lehrbüchern liest sich das wie folgt: Danach gibt es elektromagnetische Wellen im Raum, die die Quantentheorie durch eine mathematische Funktion beschreibt. Dabei ist  die Wellenfunktion und die Anzahl

der Photonen. Der Zustand völlig ohne Photon ist dann der Zustand n0 (in Kurzschreibweise auch als 0 bezeichnet), der das bloß Vakuum beschreibt. Der Zustand mit

Wandlung von Raumenergie, von Claus W. Turtur Seite 42 von 53 xxx

Photonen ist dann der Zustand mit n0 (in Kurzschreibweise ). Jeder dieser Zustände enthält Energie, nämlich

 n1 .  2 (22)

Für das Vakuum ohne Photon ist das die Energie  01 1.

0  2 2 (23) Mit anderen Worten: Die Lehrbücher fordern, dass das teilchenfreie Vakuum nicht leer ist,

sondern Energie enthält, die in der vorliegenden Arbeit als Raumenergie bezeichnet wird.

Aber was schwingt da eigentlich ? Wellen sind gekoppelte Schwingungen, die sich in einem schwingungsfähigen Medium ausbreiten, welches aus einer Vielzahl von Oszillatoren besteht. Die Welle bringt dabei die Vielzahl der Oszillatoren zum Schwingen. Im Falle der elektromagnetischen Wellen ( 0

ebenso wie ) macht man elektrische und magnetische Felder als Ausbreitungsmedium für

die Propagation dieser Wellen verantwortlich. So steht es in den Lehrbüchern. ( [Man 93], [Köp 97], [Mes 76/79]). In diesem Sinne lässt sich die Wesenheit der Photonen als angeregte Nullpunktsoszillationen der Quantentheorie bezeichnen.

Was aber ist die Wesenheit aller anderen Teilchen, die wir kennen – der Neutronen, der Protonen, der Elektronen ebenso wie all der anderen Elementarteilchen, mit denen sich die Physik befaßt ? Oder was ist die Wesenheit der Quarks ? All die zahlreichen Elementarteilchen unterscheiden sich von den Photonen dadurch, dass ihnen eine Ruhemasse zukommt, wohingegen die Photonen niemals zur Ruhe kommen können. (An dieser Stelle wollen wir die Diskussion über die Ruhemasse der Neutrinos außen vor lassen [Sch 97].)

Da die elektromagnetischen Wellen niemals ruhen können, können auch die Photonen niemals ruhen. Andere Elementarteilchen müssen also eine andere Wesenheit aufweisen, als elektromagnetische Wellen. Trotzdem lassen sie sich als Wellen beschreiben, wie z.B. in der Quantenmechanik der Atomhülle, die das Elektron als Welle im Feld des Atomkerns beschreibt.

Aber was schwingt dort eigentlich ?

Wenn wir ein Elektron als Welle beschreiben, oder neuerdings auch Neutronen, Protonen oder gar ganze Atome (Atomstrahlinterferenz [Lüh 09]) – dann müßte es doch auch etwas geben, was da schwingt und die Ausbreitung der Welle zuläßt. Es stellt sich also die Frage nach der Wesenheit der Oszillatoren, also des Ausbreitungsmediums, auf dem die Wellen laufen, welche wir nach dem Welle-Teilchen-Dualismus benutzen, um Elementarteilchen zu beschreiben. Die Lehrbücher bezeichnen solche Wellen von Elementarteilchen mit Ruhemasse als Materiewellen, aber ich fand nie ein Lehrbuch mit Hinweisen zur Wesenheit des Ausbreitungsmediums dieser Materiewellen.

Alles, was ich fand, war eine Formel zur Berechnung der Wellenlänge dieser Materiewellen. Sie geht auf Graf Louis de Broglie (siehe z.B. [Str 97], [Mes 76/79]) zurück und lautet

hp

(24)

worin h6.6261034Js das Planck’sche Wirkungsquantum ist, der Impuls der bewegten Teilchen und  die Wellenlänge der Materiewellen.

Wandlung von Raumenergie, von Claus W. Turtur Seite 43 von 53 xxx

Aber das Fehlen des Schwingungsmediums ist nicht das einzige Problem dieser Sichtweise. Ein weiteres Problem liegt im Verschwinden der Welle, sobald das Teilchen zur Ruhe kommt. Wenn das Teilchen zur Ruhe kommt, wird sein Impuls  0 und damit geht die Wellenlänge

im Grenzwert    . Diese Konzeption ist völlig widersinnig, denn sie würde dazu führen, dass jeder Fahrradfahrer und jeder Autofahrer beim Bremsen, kurz bevor er stehen bleibt, dem Phänomen der Beugung und Interferenz unterworfen wäre.

Wir verstehen dies wie folgt: Weit verbreitet ist der Studenten-Witz, bei dem die de Broglie – Wellenlänge eines Fahrradfahrers berechnet wird. Nehmen wir einen Fahrradfahrers mit einem Gewicht von

100kg und einer Geschwindigkeit von 18km h  5m s , so berechnet der Witze-Erzähler dessen de Broglie – Wellenlänge gemäß

 h6.6261034Js1.3251036m1 0 0 k g  5 ms ( 2 5 )

Der Witz basiert nun auf der Frage: Wissen Sie, warum der Fahrradfahrer gemäß seiner Wellennatur nicht an der Ampel gebeugt wird, und warum da keine Interferenz auftritt ? Das liegt an seiner de Broglie – Wellenlänge, die in der Größenordnung von 1036viel kleiner ist als die Ampel. Beugung und Interferenz finden nämlich nur dann statt, wenn die Größe Wellenlänge etwa gleich groß wie das beugende Hindernis oder größer ist.

So grotesk das Witz auch klingt, so deutlich macht er die Probleme bei der Benutzung der de Broglie – Formel zur Berechnung der Wellenlänge von Materiewellen. Wenn der Fahrrad- fahrer nämlich bremst, dann sinkt sein Impuls ab bis zu  0 . Kurz bevor er stehen bleibt,

durchläuft er Impuls-Werte wie z.B. Wellenlänge führt von

 h 6.6261034Js 25cm2.651033kg  m

 2.651033kg  s

was zu

einer de

Broglie – (26)

s

Ja, in Wirklichkeit steigt beim Bremsen die de Broglie – Wellenlänge kontinuierlich an, und erreicht sicherlich den Wert, der genau zur Beugung und Interferenz am Mast der Ampel genügt. Zumindest im Falle der Kollision wäre auch das räumliche Zusammentreffen von Fahrradfahrer und Ampel vorhanden, und der Fahrradfahrer dürfte nicht umfallen, sondern er würde gebeugt werden.

Dass diese Sichtweise völlig grotesk ist, liegt auf der Hand. Selbstverständlich werden viele Leser dieser Zeilen nur den Kopf schütteln. Das bedeutet aber, dass die Konzeption der Materie-Wellen ein prinzipielles groteskes Problem hat.

Was also ist die Wesenheit von Materiewellen ? Wie beschreiben wir deren Schwingungsmedium ?

Dazu kommt noch folgende logische Schwierigkeit: Wenn Materiewellen wirklich existieren können – dann muss es gemäß Quantentheorie auch Nullpunkts-Schwingungen und Nullpunkts-Wellen der harmonischen Oszillation dieser Wellen geben. Die Quantentheorie verbietet grundsätzlich ein Verschwinden dieser Wellen

und fordert immer eine Energie im Grundzustand  0 von mindestens  0  1   1  . 0  2 2

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Demnach müßte es auch unterhalb der Materiewellen noch Materie-Nullpunktswellen im Quantenvakuum geben, so wie es unterhalb der Photonen noch elektromagnetische Null- punktswellen im Quantenvakuum gibt.

Die Lösung für dieses Problem erhält man aus dem Konzept, das Elementarteilchen Materiewellen im Zustand sind, mit  1 , denn die Energie

 n1   2 (27)

enthalten, entsprechend ihrem Quanten-Zustand n1, der oberhalb des Grundzustandes bei  0 liegt, welchem die Energie der Nullpunktsoszillationen zukommt, nämlich

 01 . 0  2 (28)

Unterschiedliche Elementarteilchen haben dann unterschiedliche Quantenzahlen n, und wir uns daran erinnern, dass es nur sehr wenige wirklich fundamentale Elementarteilchen gibt, nämlich Leptonen und Quarks und deren Antiteilchen, dann sehen wir sofort ein, dass man nur sehr wenige verschiedene Quanten-Zustände benötigt, um das komplette Gebilde der Elementarteilchenphysik aufzuspannen.

In früheren Jahrhunderten haben sich Wissenschaftler in der Regel darum bemüht, Diskrepanzen wie die hier aufgezeigte aufzulösen. In diesen Zeiten hätten Wissenschaftler vermutlich innere logische Widersprüche, wie die hier berichteten, nicht akzeptiert. In unserem jetzigen Jahrhundert haben sich die Wissenschaftler daran gewöhnt, solche Widersprüche und Diskrepanzen zu akzeptieren und zu ignorieren, so dass vermutlich niemand versuchen wird, die genannten Probleme zu lösen. Wir wollen trotzdem einen ersten Schritt wagen, uns dieser Lösung anzunähern.

Ein Lösungsvorschlag zum Auflösen dieser Schwierigkeit ergibt sich aus dem Konzept, den Zustand eines Teilchens als den Zustand zu betrachten. Wenden wir dies für den ersten

angeregten Zustand 1 an, so erhalten wir dessen Energie gemäß  11 

1  2 (29) dann um ein Quanten-Niveau höher liegt, als der Grundzustand des teilchenfreien Raums bei

 0 , nämlich  01 .

0  2 (30) Das Teilchen im ruhenden Zustand (mit der Geschwindigkeit  0 ) hätte dann die Energie

 11  01 . 1 0  2  2 (31)

Seine Frequenz können wir dann bestimmen gemäß

mc2E  mc2. (32)

10

Für die Beispiele des Elektrons, des Neutrons und des Protons erhielten wir dann die folgenden Frequenzen1:

1 Diese Frequenzen sind bitte nicht mit den Frequenzen aus Abschnitt 8 zu vermischen. Dort wurde die Frequenz der elektromagnetischen Nullpunktsoszillation berechnet, die dafür benötigt wird, das magnetische Feld des Elektrons zu versorgen. Dies hat nichts mit der Ruhemasse des Elektrons zu tun, welche nach den Ausführungen von Abschnitt 7 eindeutig ohne Zusammenhang mit dem elektrischen oder dem magnetischen Feld des Elektrons zu betrachten ist.

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Elektron:

Neutron:

Proton:

 m c2  7.7634 1020 Hz 

 mc2 1.42751024 Hz 

 mc2 1.42551024 Hz 

Dies sind die Frequenzen für die Anregung der Zustände gegenüber dem Grundzustand. Der Grundzustand selbst, also das teilchenfreie Vakuum, hat dann pro Nullpunkts-Welle genau die Hälfte dieser Energie. Und er entählt sehr viele dieser Nullpunkts-Wellen.

Was der gezeigten fundamentalen elementaren Logik nicht zugänglich ist, ist die Erkenntnis über die Beschaffenheit des Ausbreitungsmediums der Materiewellen. Vielleicht lassen die genannten Teilchen als unterschiedliche Schwingungs-Zustände ein- und des selben Materie- wellen-Mediums darstellen, z.B. nach geeigneter Fourier-Analyse von Wellenpaketen, die die Teilchen nun mal darstellen aufgrund ihrer endlichen Ausdehnung.

Auf jeden Fall liefert diese Konzeption die Auflösung der Diskrepanz aus den unterschied- lichen Energiedichten des Quantenvakuums verschiedener Konzeptionen in der Physik, die bisher alle nebeneinander stehen, ohne dass die Diskrepanzen bisher geklärt wären.

So wurde einerseits nach [Boe 02] in [Tur 09] eine Energiedichte der elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quantenvakuums hergeleitet mit

(33)

45m4c 6.0071029 .

el.mag 223 m3 Andererseits geben Einstein’s Gedanken zur Geometrodynamik nach [Whe 68] eine gesamte

Energiedichte des Quantenvakuums an, gemäß

12π4 2cπ2 113 2   3.3210 .

(34) Schließlich gibt es auch noch astrophysikalische Messungen (siehe z.B. [e1], [GIU 00], [TEG

02], [EFS 02], [TON 03], [RIE 98]), die sich mit der Materiedichte des Universums und

deren gravitativer Wirkung befassen und in Folge dessen eine Angabe der Energiedichte dieser Materie (nach der Masse-Energie-Äquivalenz) erlauben, und die aufgrund der Expansion des Universums im Mittel zu Werten gelangen in Höhe von

 (1.00.3)1026 kg   c2  9.00.27 1010 M mgravMm3 (35)

Erklären kann man diesen Diskrepanzen wie folgt: Der Wert von (33) gibt die Energiedichte der elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quantenvakuums wieder, wie er sich aus dem Verhalten elektromagnetischer Wellen in elektrostatischen und magnetostatischen Feldern ergibt. Der Wert von (34) hat im Prinzip das selbe Ziel, beruht aber auf rein theoretischen Überlegungen, ohne das Verhalten elektromagnetischer Wellen konkret zu betrachten. Der (34) zugrundeliegende Ansatz krankt an der unklaren Lösung des Konvergenzproblems eines uneigentlichen Integrals, nämlich des Integrals zur Summation über alle Nullpunktswellen des Quantenvakuums, mit einem unendlich großen Wellenlängen-Bereich, wie in [Whe 68] und in [Tur 09] ausgeführt wurde. Der Ansatz nach (35) hingegen betrachtet nur die Wirkung der Schwerkraft innerhalb der der Raumenergie des Universums zukommenden Masse (nach der Masse-Energie-Äquivalenz) und muss insofern einen wesentlich niedrigeren Wert liefern,

4π2 4LP LmGD P

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weil die Energiedichte des Gravitationsfeldes naturgemäß wesentlich geringer ist, als die Energiedichte der gesamten Nullpunktswellen oder Materie-Nullpunktswellen.

Klar ist, und dies wurde auch in [Tur 09] betont, dass der Wert nach (33) sich nur auf die elektromagnetischen Nullpunktswellen des Quantenvakuums bezieht, und es außer diesen auch noch eine ganze Reihe weiterer Objekte im Quantenvakuum geben muss, die dort nicht berücksichtigt wurden. Einige dieser zusätzlichen weiteren Objekte sind sicherlich auch die Materie-Nullpunktswellen des Quantenvakuums. Welche Energiedichte sich für das Quantenvakuum, wenn man deren Energie mit berücksichtigt, muss noch herausgefunden werden.

Was also ist der Urgrund alles Seins und aller Wesenheiten ? Ist es die Materie, oder sind es die Nullpunktsoszillationen und die Nullpunktswellen ?

Aus den vorangehenden Abschnitten haben wir gelernt, dass elektrische Ladung (wie z.B. das Elektron) ebenso wie alle massebehafteten Objekte – und das sind alle Objekte mit Ruhemasse überhaupt, denn sie nehmen an der Schwerkraft teil – nur existieren können, weil sie aus den Nullpunktswellen des Quantenvakuums versorgt werden. Wenn aber solcher- maßen die Nullpunktswellen des Quantenvakuums die Existenz aller Objekte dieser Welt erst ermöglichen – sind dann nicht diese Nullpunktswellen, also schlichtweg die Raumenergie, als Lebenselixier dieser Welt zu betrachten ? Oder erfordert es die Logik gar, dass man noch weiter geht und die Objekte dieser Welt als Ausprägung der Raumenergie bzw. der Null- punktswellen betrachtet ?

Damit erkennen wir die Nullpunktswellen als den tatsächlichen Urgrund alles Seins und aller Wesenheiten. Nicht die Materie, sondern die Nullpunktswellen definieren die Objekte unserer Welt. Sie existieren überall in unserem Universum, und zwar in immenser Menge. Überall dort, wo man sie zusätzlich anregt, um einen Quantenzustand erhöht, manifestieren sie sich als materielle Objekte:

– Elektromagnetische Nullpunktswellen 0 EM werden dann um ein Quanten-Niveau erhöht zu Lichtteilchen, d.h. zu Photonen 1 EM .

– Nullpunkts-Materiewellen 0 werden analog dazu durch Erhöhung um ein Quanten- Niveau zu materiellen Teilchen, also zu Elementarteilchen 1 .

Damit gibt sich Materie ebenso wie Licht in ihrer Beschaffenheit zu erkennen, als nichts weiter, als angeregte Nullpunktswellen (elektromagnetische Nullpunktswellen bzw. materielle Nullpunktswellen).

Damit stellt sich die Masse-Energie-Äquivalenz  mc2 als Anregung bzw. Abregung der

Energieniveaus der jeweiligen Nullpunktswellen dar: – Wird ein Photon, Wärmestrahlung oder eine elektromagnetische Welle absorbiert, so

geht sie aus dem Zustand 1 EM in den Zustand 0 EM über und gibt dabei die Energie

E1 ab. – Wird ein Photon, Wärmestrahlung oder eine elektromagnetische Welle erzeugt, so

muss die Energie  1  aufgewandt werden, um die Nullpunktswelle aus dem Zustand 0 EM in den angeregten Zustand 1 EM zu überführen.

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– Wird Materie in Energie umgewandelt, wie es z.B. bei der klassischen Energie- erzeugung (z.B. durch Verbrennung) üblich ist, so wird z.B. Materie vernichtet und die betroffenen Teilchen, die verloren gehen, repräsentieren Nullpunkts-Materiewel- len, die vom Zustand 1 in den Zustand 0 abgeregt werden. Auch ein Umlagern

chemischer Bindungen, wie es bei chemischen Reaktionen zur Energieerzeugung üblich ist, macht im Prinzip nichts anderes, nur daß die Energie aus der Änderung der chemischen Bindungen entnommen wird. Dies greift auf die für die Bindungen verantwortlichen elektrischen (und magnetischen) Felder innerhalb der Moleküle zurück (Quantenchemiker berechnen die Bindungen und die Bindungsenergien anhand der Coulomb-Kräfte zwischen den Bindungspartnern) und beeinflußt damit in letzter Konsequenz die Wellenlängen der elektromagnetischen Nullpunktswellen im räumlichen Bereich der chemischen Verbindungen – was zur Folge hat, dass beim Bilden einer chemischen Verbindung die Energie der elektromagnetischen Nullpunktswellen im räumlichen Bereich der Verbindung frei wird.

– Wird Energie in Materie umgewandelt (wie z.B. im einem Teilchenbeschleuniger), so regt man Nullpunkts-Materiewellen an, z.B. von einem Zustand 0 in einen Zustand

. Die dafür nötige Energie entnimmt man z.B. der kinetischen Energie der

Elementarteilchen, die diese Reaktion auslösen. Diese nötige Energie wurde den Teilchen vom Teilchenbeschleuniger zur Verfügung gestellt. Sie kann aber z.B. auch in Form einer elektromagnetischen Welle zur Verfügung gestellt werden, wie etwa bei der Paarbildung, bei der ein Photon in Elektron-Positron-Paar zerfällt. Hierbei wird die elektromagnetische Nullpunktswelle des Photons von 1 EM nach 0 EM übergehen

und mit ihrer Energie eine Nullpunkts-Materiewelle von 0 EM nach 1 EM anregen.

All dies sind Beispiele für Energie-Umschichtung bzw. Energie-Transfer nach dem klassischen Prinzip der Erhaltung der Energie der angeregten Zustände. Energie mit den Grundzuständen der Nullpunktswellen wird dabei nicht ausgetauscht.

Etwas grundsätzlich anderes passiert, wenn man die Energie der Nullpunktswellen (elektro- magnetische ebenso materielle) in die Energieerhaltung mit einbezieht, wie dies z.B. bei Raumenergie-Motoren der Fall ist. Hier wird den Nullpunktswellen des Quantenvakuums direkt Energie entnommen oder zugeführt, wie man in den vorangehenden Abschnitten des vorliegenden Artikels erkennen kann. Die Energieerhaltung ist dann auf die Gesamtenergie anzuwenden, also auf die Summe der klassische Energieformen und der Energie der Nullpunktswellen.

Wie man auf diese Energie (des Quantenvakuums) im Falle der elektromagnetischen Nullpunktswellen zugreifen kann, wurde auf den vorangehenden Seiten ausführlich erläutert. Dafür gibt es auch schon vereinzelt Maschinen, die dies zu leisten im Stande sind [Jeb 06]. Im Prinzip könnte es vielleicht eines Tages auch möglich werden, dem Quantenvakuums nicht nur die Energie elektromagnetischen Nullpunktswellen zu entnehmen, sondern sogar die Energie materieller Nullpunktswellen. Allerdings besteht hier ein prinzipieller Unterschied zwischen Materie-Nullpunktswellen und elektromagnetischen Nullpunktswellen: Elektromagnetische Wellen 1 EM kann man bequem erzeugen, ohne das der Grundzustand

EM ein Loch im Quantenvakuum hinterläßt. Materiewellen 1 hingegen hinterlassen im Grundzustand 0 ein Loch, welches wir als Antimaterie zu bezeichnen gewohnt sind.

Deshalb ist der Energiekreislauf der Felder, den wir aus der Propagation elektrischer und magnetischer Felder kennen, nicht eine zu eins auf einen analogen Energiekreislauf der

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Materiewellen übertragbar. Vielmehr wissen wir von den unter dem Namen „Vakuum- polarisation“ zusammengefaßten Effekten in der Quantenelektrodynamik, dass Materiewellen 1 mit dem Grundzustand 0 wieder zusammenfallen und dabei einen Energiekreislauf

bilden, der anders aufgebaut ist, als der Energiekreislauf der elektrischen und magnetischen Felder. Wenn es also denn je möglich werden sollte, ein Verfahren zu entwickeln, um Materiewellen aus dem Grundzustand des Quantenvakuums herauszuheben, was dann als Entstehung neuer Materie aus dem Quantenvakuum wahrgenommen werden würde, dann müßte es ein ganz anderes Verfahren sein, als das was wir von der Entnahme elektromagnetischer Nullpunkts- wellen aus dem Quantenvakuum her kennen. Den Weg dorthin, bei dem der entsprechende Energiekreislauf der materiellen Nullpunktswellen angezapft werden würde, muss man erst noch finden. Aber in dem Moment, in dem man begreift, dass nicht die Materie, sondern die Nullpunktswellen mit ihrer Energie die Grundlage allen physikalischen Seins darstellen, könnte sich vielleicht sogar dieser heute noch sehr hypothetische und phantastisch anmutende Weg für die Menschheit öffnen lassen.

16. Resumée

Mit der vorliegenden Arbeit ist der Mechanismus der Wandlung von Raumenergie gefunden und erklärt. Fundamental verstehen kann man diesen Mechanismus, wenn man die Raum- energie mit ihren der Nullpunktsoszillationen und Nullpunktswellen des Quantenvakuums als die grundlegende Wesenheit des Universums betrachtet und alle sichtbaren Objekte, wie etwa Photonen, Teilchen oder massebehaftete Körper als angeregte Nullpunktswellen auffasst.

Die sich daraus ergebende Berechnungsmethode für Raumenergie-Konverter ist konzeptionell relativ simpel, führt aber zu einem erheblichen Rechenaufwand in der praktischen Durchführung:

Die Berechnungsmethode, die unter dem Namen der „Dynamischen Finite-Elemente- Methode“ (DFEM) eingeführt wurde, unterscheidet sich von der klassischen „Finite- Elemente-Methode“ (FEM) lediglich dadurch, dass die in Wechselwirkung miteinander stehenden Körper nicht instantan Kräfte aufeinander ausüben können, sondern dass diese Kräfte aufgrund der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wechselwirkungsfelder Zeit zum Lauf von einem Körper zum anderen Körper benötigen. Dies hat seinen Grund in der Tatsache, dass die Näherung der unendlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wechsel- wirkungsfelder in klassischen Maschinen eine gute Näherung ist, nicht aber bei der Berech- nung von Raumenergie-Motoren.

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verschiedene Versionen von 17. April 2002 bis 1. Feb. 2008 [Bor 99] Borland Pascal (Delphi 5 aus 1999 oder neuere Version)

[Boy 66..08]

Timothy H. Boyer hat eine riesige Publikationsliste (Am. J. Phys., Il Nuovo Cimento, Ann. Phys., Phys. Rev., J. Math. Phys., Found. Phys. und viele andere mehr), die 1966 beginnt und bis 2008 führt, sie ist zu finden unter http://www.sci.ccny.cuny.edu/physics/faculty/boyer.htm

Für viele aus der Quantentheorie bekannte Phänomene findet man dort alternative Herleitungen im Rahmen der Stochastischen Elektrodynamik, ohne Quantentheorie.

[Boy 80] A Brief Survey of Stochastic Electrodynamics, by Timothy Boyer Foundation of Radiation Theory and Quantum Electrodynamics Editor: A. O. Barut, Plenum, New York 1980.

[Boy 85] The Classical Vacuum by Timothy Boyer Scientific American 253, No.2, August 1985, p.70 -78

[Bro 10] Brown’s Gas, George Wiseman nachzulesen http://www.eagle-research.com oder http://www.browns-gas.de/

[Cal 84..09] Calphysics Institute (Director Bernard Haisch) hier existiert eine umfangreiche Publikationsliste (Ann. Phys., Phys. Rev., Found. Phys. und viele andere mehr), die 1984 beginnt und bis heute weitergeführt wird. Sie ist zu finden unter: http://www.calphysics.org/index.html

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[Wik 10] Higgs-Mechanismus, Wikipedia http://de.wikipedia.org/wiki/Higgs-Mechanismus

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[Whe 68] Einsteins Vision Wie steht es heute mit Einsteins Vision, alles als Geometrie aufzufassen ? John Archibald Wheeler. 1968. Springer Verlag

 

 


1 Kommentar

  1. Petra von Haldem sagt:

    Danke, thomram,für den Beitrag.
    Wir sind da auch dran…………………..
    kann nicht mehr lange dauern………………….
    was sind 10 Jahre im Angesicht der Ewigkeit……………

    Gefällt mir

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