Das neue Weltbild des Physikers Burkhard Heim. Illobrand von Ludwiger
gravitative Beschleunigungsfelder und umgekehrt möglich sein. (Gl. A-9)
Diese Aussichten faszinierten Heim, der immer ein Raumfahrt-Enthusiast gewesen war. Im Jahre 1955 erteilte er seinen Familienmitgliedern Anweisungen, wie sie ein bestimmtes Gerät konstruieren sollten, in dem dieser kontrabarische Effekt nachgewiesen werden könnte.
Die kontrabarische Gleichung drückt aus, dass die doppelte Rotation des elektro-magnetischen Strahlungsvektors und ein Quellenterm die zeitliche Änderung einer gravitativen Kraftdichte bewirken. Darüber hat Heim 1957 in Frankfurt und 1959 in der Zeitschrift Flugkörper Andeutungen gemacht.1)
Wegen der möglichen technologischen Konsequenzen hat er seine Gravitationstheorie und die kontrabarische Gleichung jedoch nie vollständig veröffentlicht und immer gehofft, dass er diesen Effekt irgendwann selbst in seinem Labor nachweisen könnte.
Seine einheitliche Feldtheorie macht auch Aussagen über Wechselwirkungen zwischen Magnetfeldern und Gravitationsfeldern. Beispielsweise sollten ladungsfreie rotierende Massen ein schwaches Magnetfeld erzeugen. Tatsächlich ist Astrophysikern diese Tatsache seit langem unter dem Begriff „Blackett-Effekt“ bekannt.2) Es wird beobachtet, dass Sterne, die schwer sind und rasch rotieren, auch ein entsprechend hohes Magnetfeld besitzen. Blackett hat nur eine heuristische Formel angegeben. (Gl. A-10, A-11) Doch Heim kann diese nun auch theoretisch herleiten. Umgekehrt müssten zeitlich variable Magnetfelder auch Gravitationsfelder generieren.
Bereits 1960 hat Heim in seinen „Institutsnachrichten“ darauf hin gewiesen, dass das Umklappen des Erdmagnetfeldes alle paar 1000 Jahre durch die Wechselwirkung zweier Magnetfelder [27]erklärt werden könnte, nämlich durch ein Magnetfeld, das durch Magmaströme im Erdinnern erzeugt wird, und ein durch Rotation der Erde verursachtes Magnetfeld. Die theoretischen Werte stimmen gut mit den empirischen überein.
Erst im Jahre 1985 hat die Raumfahrtfirma MBB Heims Idee aufgegriffen, und wollte den experimentellen Nachweis dafür erbringen, dass rotierende Massen Magnetfelder erzeugen können. In einem Labor-Experiment sollte das von einer rotierenden Kristallkugel erzeugte schwache Magnetfeld nachgewiesen werden, u.z. mit einem Squid-Magnetometer – also mit einem hochempfindlichen Nachweisgerät.3) (Gl. A-12) Die dafür erforderlichen Gelder konnten jedoch nicht aufgebracht werden.
Die Berücksichtigung der gravitativen Feldmasse als einer zusätzlichen Gravitationsquelle führt nach Heim zu einer geringen Änderung des Newtonschen Gravitationsgesetzes.
1.3Die Grenzen des attraktiven Gravitationsfeldes
In seinem Vortrag vor MBB-Mitarbeitern 1976 führte Heim weiter aus:
„Nun war die Frage, wie das Newtonsche Gravitationsgesetz tatsächlich aussieht? Inwieweit ist das zu ändern?
Wenn man annimmt, unser zu betrachtendes Gravitationsfeld sei völlig ungestört, dann ist die Feldfunktion, die jetzt in diesem phänomenologischen Bild wiederum als Skalarfunktion φ nur vom räumlichem Abstand r von der Feldquelle abhängig. In dieser Version der Abbildung erscheint natürlich die Abhängigkeit der jeweiligen Masse [28]vom Ort im Raum auch im Gravitationsfeld. Hier muss die Verzerrung des Verlaufs eines Gravitationsfeldes durch die Feldmasse des Feldes selbst mit erscheinen. Das Ganze wird dann durch eine nichtlineare Differentialgleichung beschrieben.
Und diese nichtlineare Differentialgleichung für die Funktion φ kann elementar gelöst werden. (Gl. A-14, A-15)
Es gibt einen Abstand ρ im Endlichen, der merkwürdigerweise durch die mittleren Massen m der Atome bestimmt wird, welche die Feldquelle M aufbauen, und bei diesem Abstand ρ ist φ = 0 ist. (Gl. A-17) ρ kann explizit errechnet werden.
Wenn wir jetzt näherungsweise - exakt ist das natürlich nicht, aber das spielt ja auch keine große Rolle – die mittlere Masse dieser Atome, welche die Feldquelle aufbauen, ungefähr als das mittlere Atomgewicht At, multipliziert mit der Nukleonenmasse mN ansetzen, dann erhalten wir eine sehr bequeme Faustformel zum Abschätzen dieser Grenze ρ. (Gl. A-18) Der Kubus des mittleren Atomgewichts multipliziert mit ρ ist dann ein Verhältnis zweier Naturkonstanten: ρ = h²/γM³N. Und das sind, wenn es ausgerechnet wird, in etwa 50 Mpc.
Wenn man die Russel-Zusammensetzung einer Galaxis nimmt (rd. 70% Wasserstoff, rd. 29% Helium und etwa 1% schwere Elemente), bildet daraus ein mittleres Atomgewicht, und rechnen nun ρ aus, dann heißt das, die Grenze ρ der Galaxien liegt so in etwa zwischen 10 und 20 Millionen Lichtjahren.“
Nach Heim muss das Newtonsche Gravitationsgesetz um einen Faktor (1 – r/ρ)² für sehr große Distanzen abgeändert werden. (Gl. A-17) Damit kann Heim die Existenz von Galaxien-Haufen erklären. Er sagt dazu:
[29]„In diesem Bereich wirkt das Gravitationsfeld attraktiv. Es begrenzt das Maximalvolumen oder die Massendichte durch diesen Radius r0, der praktisch die Realitätsschranke darstellt und dem Schwarzschildradius der ART entspricht. (Gl. A-19) Dann bei r = ρ wird die Fallbeschleunigung des Feldes gleich Null.
Dann gibt es eine zweite Schranke, eine weitere Realitätsschranke R0. Zwischen ρ und diesem R0 ist die Fallbeschleunigung positiv, d.h. hier kehrt sich das Vorzeichen der gravitativen Wirkung um. Es entsteht ein ganz schwaches Abstoßungsfeld, das aber steil gegen Null abfällt.
R0 ist die zweite Realitätsschranke, die sich aus der Realitätsforderung ergibt. Wenn man die errechnet, dann stellt man fest, dass man R0 mit dem Hubble-Radius vergleichen kann (Gl. A-20), der nun allerdings nicht als Durchmesser des Universums oder Radius des Universums zu betrachten ist.“
Unabhängig von den neuen Erkenntnissen über die physikalischen Eigenschaften der Gravitation verfolgte Heim aufmerksam Versuche zur Erweiterung der Einsteinschen Gravitationstheorie durch Jordan,4) Dirac5) und Brans & Dicke,6) die eine variable Gravitationskonstante postulierten, sowie die astronomischen Bestätigungen kosmologischer Modelle.
Gemeinsam mit Pascual Jordan entwickelte er ein Gravimeter, um den Effekt nachzuweisen. Einem Kollegen erzählte er 1981 darüber:
„Ich arbeitete an der Feldphysik und kam dann zur Kosmologie. Mir hat Kosmologie immer viel Freude gemacht.
Ich habe auch damals an die Theorien von Jordan und Dirac geglaubt. Deswegen habe ich auch ein Gravimeter konstruiert, um diese Gedanken einer variablen Gravitationskonstante experimentell zu bestätigen.
[30]Ich hatte bereits damals in Northeim ein Gelände ausgewählt, wo ich das Gerät hinstellen wollte. Der Schäferhund-Verein hat ja bloß Glück gehabt, dass die Amerikaner diese Laser-Reflektoren aufgestellt hatten. Mein Vorschlag war doch schon beim Bundeswissenschafts-Ministerium eingereicht worden. Der Minister Lenz hatte mir bereits geschrieben, dass er geneigt ist, die Sache als besonders förderungswürdig anzusehen, und er möchte die Sache eigentlich – wenn wir, Jordan und ich, grünes Licht geben – in die Förderung aufnehmen.
Aber dann kam ein Amerikaner und erkannte, dass man auch die gesamte Mondbahn quasi als Gravimeter benutzen könnte. Das ist ja auch gemacht worden.
Aber eine Variabilität der Gravitationskonstante konnte nicht nachgewiesen werden.
Aber damals hatte ich daran geglaubt.
1.4Die Rotverschiebung im quasi-statischen Universum
Ich war der Ansicht, dass man die Rotverschiebung noch gründlicher studieren sollte. Das war 1960/61. Da hatte ich über die Integrale, diese Rotverschiebungs-Formel hergeleitet, und es zeigte sich dann:
Ich brauche überhaupt keine Fluchtbewegung, um die Rotverschiebung zu verstehen. Das geht ja auch anders!
Man kann aus diesem Effekt der positiven Gravitationsbeschleunigung eine Studie über die dispersionsfreie Rotverschiebung der Spiralnebelspektren anstellen und die Hubble-Konstante auf diese Weise verstehen.
R0 ist dann praktisch der optische Radius des wahrnehmbaren Universums, und zwar so, dass optische