Ist die Standardphysik einfacher als gedacht?

[Struktron]

Hallo an alle, welche trotz der Feiertage hier her schauen!

Mein angekündigtes Feinstrukturkonstante.pdf steht mit den Verbesserungen an der alten Stelle. Erst ab der siebten Nachkommastelle gibt es nach Hundert Millionen Stößen noch Schwankungen beim Durchschnittswert, der sich demnach immer besser an die Feinstrukturkonstante anpasst. Ein kleiner, sich selbst anpassender, Korrekturfaktor steckt jetzt nur noch im Mittelwert für die Maxwell-Boltzmannsche Geschwindigkeitsverteilung einer Hälfte der Stoßpartner (u), welche (noch spekulativ) ein Spin 1/2 Teilchen beschreiben könnten.

Mich beschäftigen derzeit ein paar Fragen dazu:
- Gibt es offensichtliche Fehler (Formulierung oder Rechnung) in der Arbeit?
- Ist es erforderlich, dass die Rechnungen an einem Großrechner überprüft werden und dann vielleicht mehr Nachkommastellen genau heraus kommen?
- Ist eine Veröffentlichung in einer renommierten Fachzeitschrift (z.B. Annalen der Physik) empfehlenswert und welche Voraussetzungen müssten dafür noch erfüllt werden?

Frohe Ostern
Lothar W.

[Struktron]

Hallo,

vielleicht gibt es hier noch jemanden, den die Eigenschaften eines Substrats im Vakuum interessieren und der im Sinn der Untersuchung einen Nutzen sieht. Im Forum ist ansonsten ja nicht viel los.

Bei meiner neuesten Überarbeitung des Arbeitsblattes zur Berechnung der Feinstrukturkonstante habe ich einige Punkte herausgestellt:

- Obwohl für eine Berührung diskreter Objekte deren Ausdehnung erforderlich ist, verwende ich im betrachteten Gas keine Ausdehnung, so dass alle Überlegungen vermutlich auf die des Standardmodells der Elementarteilchen führen.
- Der wichtigen betrachteten Geschwindigkeitsbetragsänderung kann die Elementarladung zugeordnet werden.
- In einer neuen Skizze wird versucht, die Entstehung der Elementarladung bzw. der Feinstrukturkonstante als lokale Eigenschaft eines diskreten Substrats und dessen elementarer Wechselwirkung (beschrieben mit acht Parametern) zu veranschaulichen.
- Ein Einfluss elementarer Wechselwirkungen aus der Umgebung (halber Kugelinhalt), geht jetzt in die Geschwindigkeitsverteilung für den Zufallsgenerator der nächsten Ereignisse ein.
- Die Annäherung an den Zahlenwert der Feinstrukturkonstante ist nach 150 000 000 Ereignissen auf noch eine Dezimalstelle genauer als bisher.

Meine Rechnungen sehe ich übrigens als konsequente Möglichkeit, die Newtonsche und Leibnizsche Infinitesimalrechnung mit elementaren Ereignissen zu verknüpfen. Diese könnten so interpretiert werden, dass sie über Ereignisse im Substrat des Vakuums die Beschreibungen der Standardphysik erzeugen (generieren). Den weiteren Möglichkeiten der höheren Mathematik zur Beschreibung von Phänomenen könnten im Umkehrschluss (zumindest gedanklich) kleinste diskrete Objekte zugeordnet werden. Der Grenzfall verschwindender Objektdurchmesser (meine Rechnungen zur Feinstrukturkonstante) müsste das Standardmodell der Elementarteilchen enthalten.

MfG
Lothar W.

[soon]

Hallo Struktron,
ich glaube, du wirst der Sache niemals auf den Grund gehen können, wenn du dir nicht die Arbeit machtst, jeden einzelnen Rechenschritt selber zu programmieren.

Dabei könntest du vielleicht erkennen, dass das Wesentliche in deinem Vorgehen nicht die Alltagsvorstellung von Stössen und Kugeln ist, sondern das Iterationsverfahren, - welches in dem pdf überhaupt nicht angemessen erwähnt wird.

LG soon

[Struktron]

Hallo Soon,

hast du das Mathcad-Arbeitsblatt herunter geladen und dir die Plattform dazu besorgt?

Zitat von soon

Hallo Struktron,
ich glaube, du wirst der Sache niemals auf den Grund gehen können, wenn du dir nicht die Arbeit machtst, jeden einzelnen Rechenschritt selber zu programmieren.

Dabei könntest du vielleicht erkennen, dass das Wesentliche in deinem Vorgehen nicht die Alltagsvorstellung von Stössen und Kugeln ist, sondern das Iterationsverfahren, - welches in dem pdf überhaupt nicht angemessen erwähnt wird.

Jeder einzelne Schritt der Rechnung ist von mir selbst programmiert. Ein einzelner Geschwindigkeitsbetrag wird durch die MB-Geschwindigkeitsverteilung zufällig erzeugt. Die Berechtigung dazu ergibt sich aus meinem vorherigen Beweis, dass diese aus beliebigen Anfangsgeschwindigkeiten durch Stöße erzeugt wird. Zusätzlich zu den Geschwindigkeitsbeträgen werden Flugwinkel isotropisch erzeugt und Stoßachsenwinkel unter der Annahme, dass parallele Flugbahnen gleich wahrscheinlich sind. Die zufällige Erzeugung habe ich selbst programmiert und auch selbst ausgedacht, ohne zu wissen, dass es so etwas unter dem Namen Inversionsmethode gibt.

Mit einem solchen Gebilde (Vektor) aus acht Parametern gehe ich in meine davor definierten Stoßtransformationen ein. In Mathcad reicht deren Aufruf so, als wäre es eine externe Funktion, weil sie in meinem Arbeitsblatt vorn steht. Weil nun für viele betrachtete Ereignisse (bei mir auf einmal 100.000) Speicherplatz benötigt wird, steure ich jeden solchen Durchlauf durch das Arbeitsblatt mit der Laufvariablen i. Das ergebnis speichere ich und stelle es im Diagramm durch einen roten Punkt dar.

Damit ich nun viele Male das Arbeitsblatt durch laufen lassen kann, verwende ich die Steuerung durch ein einfaches externes Hotkeys Script. Im .pdf war das bereits 1.500 mal durchgelaufen. Mittlerweile (läuft im Hintergrund) bin ich bei 1.544 und die zehn letzten Ergebnisse sind:
0.00729735639652
0.00729734282536
0.00729735957357
0.00729737494115
0.00729735782623
0.00729735031219
0.00729734601295
0.00729733822642
0.0072973684004
0.00729738670243
0.0072973551835
Das von dir gesuchte Iterationsverfahren steckt erst mal in der Durchschnittsbildung aus 100.000 Stößen, welche durch einen roten Punkt in Bild 4 dargestellt sind. Sehr schön sieht man da, dass selbst Hunderttausend Stöße wegen der vielen vorkommenden Winkel- und Geschwindigkeitsbetragskombinationen noch stark um die blaue Linie (FSK) streuen. Deshalb wird der Durchschnitt über die Durchläufe betrachtet, welcher deine gesuchte Iteration liefert.

MfG
Lothar W.

[soon]

Hallo Struktron,

Zitat von Struktron

hast du das Mathcad-Arbeitsblatt herunter geladen und dir die Plattform dazu besorgt?

Nein. Schon allein deshalb nicht, weil ich dadurch deine Berechnungen weder nachvollziehen noch bestätigen könnte.

Um die schrittweise Berechnung nachvollziehen zu können, bräuchte ich einen sauberen Ablaufplan oder Algorithmus, - am besten mit x-mind oder einer anderen mindmap-Software erstellt, und vor allem ohne 60 Seiten Interpretation und Phantasiebegriffe.

Zur Bestätigeung müsste man die Berechnungen in einer anderen Umgebung mit einer anderen Software durchführen. Deshalb schrieb ich 'selber programmieren'. Mit 'selber programmieren' meine ich 'ein Programm schreiben' in einer höheren Programmiersprache (C++, C#, Delphi, Basic, oder Ähnliches).

LG soon

[Struktron]

Hallo Soon,

Zitat von soon

Nein. Schon allein deshalb nicht, weil ich dadurch deine Berechnungen weder nachvollziehen noch bestätigen könnte.

Um die schrittweise Berechnung nachvollziehen zu können, bräuchte ich einen sauberen Ablaufplan oder Algorithmus, - am besten mit x-mind oder einer anderen mindmap-Software erstellt, und vor allem ohne 60 Seiten Interpretation und Phantasiebegriffe.

Zur Bestätigeung müsste man die Berechnungen in einer anderen Umgebung mit einer anderen Software durchführen. Deshalb schrieb ich 'selber programmieren'. Mit 'selber programmieren' meine ich 'ein Programm schreiben' in einer höheren Programmiersprache (C++, C#, Delphi, Basic, oder Ähnliches).

Das würde sich lohnen, wenn beispielsweise ein bezahlter Auftrag an die Physikalisch Technische Bundesanstalt erteilt würde, um dadurch Geld zu sparen.

Mein .pdf enspricht genau dem Mathcad-Arbeitsblatt und ist (zumindest nach der Reklame des Herstellers) führende Plattform für wissenschaftliche Veröffentlichungen, welche direkt nachgerechnet werden können. In ein anderes CAS lassen sich die Formeln durch Abtippen oder sogar automatisch (angeblich für MAPLE) umwandeln. Die Laufgeschwindigkeit soll übrigens nicht viel schlechter sein, als mit den erwähnten Programmiersprachen. Ob Windows auf Großrechnern verfügbar ist, weiß ich allerdings nicht.

MfG
Lothar W.

[Struktron]

Hallo,

durch einen Trick habe ich erreicht, das mein PC jetzt in einem Durchlauf hintereinander 250.000 Stöße berechnen kann. Dabei kommen natürlich nur kleinere Abweichungen von der Feinstrukturkonstante heraus und auch kumulativ erfolgt eine bessere Annäherung. Die Originalergebnisse sind über meine Homepage abrufbar. Die letzten zehn sind:

0.00729732963346
0.007297331635
0.00729733955948
0.00729735142468
0.00729734732962
0.00729734704804
0.00729735352843
0.00729735339173
0.00729735206135
0.00729735609158

Weil hier aber wenig los ist, habe ich mittlerweile folgende Überlegungen in Manus Zeitforum gepostet:

Hallo alle miteinander,
obwohl ich wenig Zeit habe, habe ich mal das Wichtigste hier gelesen und festgestellt, dass die dunkle Energie etwas in Vergessenheit geraten ist.
Einen eigene Theorie dazu kann ich momentan nicht ausarbeiten, weil die "Erzeugung der Feinstrukturkonstante durch Stöße" für mich Priorität besitzt (siehe meine Signatur). Weil deshalb die Existenz eines einfachen Substrats nahe liegt, welches im Vakuum vorhanden ist und Materie wie auch Strahlung bildet, ergeben sich folgende Schlussfolgerungen:

- In diskreten Medien thermalisieren alle Geschwindigkeitsverteilungen zur Maxwell-Boltzmannschen (auf meiner Homepage steht der Beweis).
- Im betrachteten Substrat (durch Axiom definiert) entstehen durch elementare Wechselwirkungen (Stöße) Naturkonstanten. Bisher von niemandem falsifiziert werden konnte, dass die Feinstrukturkonstante bei sehr vielen Stößen erzeugt wird. Die Erzeugung des Planckschen Wirkungsquantums, einer konstanten Lichtgeschwindigkeit und der Feinstrukturkonstante kann vorerst nur für lokale Umgebungen gezeigt werden.
- Die Beschreibungen der QED folgen aus den Beschreibungsmöglichkeiten im betrachteten Substrat. Die Feinstrukturkonstante erzeugt die Elementarladung.
- Die starke Wechselwirkung kann vermutlich auf den Erzeugungsprozess der freien Weglängen im betrachteten Substrat zurück geführt werden.
- Die Gravitationskonstante, deren Mechanismus etwas komplizierter sein könnte, kann durch den Anteil thermischer Objekte, die einen sehr geringen Anteil in der MB-Verteilung der Umgebung haben dürften, größenmäßig abgeschätzt werden (siehe Zahlenspielereien).
- Bei der Gravitation handelt es sich um Ansammlung von Materie. Dabei verringern sich die Durchschnittsgeschwindigkeiten im Substrat gegenüber der Umgebung. In der Umgebung werden daher die Durchschnittsgeschwindigkeiten größer (dadurch auch c). Diese Zunahme kann als dunkle Energie interpretiert werden.
- Verwirbelungen im Zusammenhang mit Elementarteilchenentstehung (Spin 1/2) und Materieansammlungen bis zu Galaxien,... könnten mit dunkler Materie assoziiert werden.
- Beobachtete Phänomene im Zusammenhang mit der Rotverschiebung entfernter Objekte könnten auch durch näheres Substrat erzeugt werden, weil das Spektrum der CMB-Strahlung einer Thermalisierungskurve der Maxwell-Boltzmannschen Geschwindigkeitsverteilung entspricht und vordergründige Objekte (Galaxien, Quasare, Staubwolken,...) sowieso per Computer herausgerechnet werden. Umgekehrt lassen sich die Formeln der aktuellen FLRW-Kosmologie auch mit veränderlicher Lichtgeschwindigkeit (Erhöhung der Durchschnittsgeschwindigkeit bei der Materiesammlung durch Gravitation und dabei Abgabe der höheren Geschwindigkeiten in die Umgebung) erklären lässt.

Vielleicht gibt es Diskussionen dazu, wo ich mich allerdings aus Zeitmangel kaum einschalten kann.

MfG
Lothar W.

http://struktron.de
Stöße erzeugen die Feinstrukturkonstante:
http://struktron.de/atom/Diskussionen/Feinstrukturk...
http://struktron.de/atom/Diskussionen/Feinstrukturk...

[Struktron]

Hallo mal wieder,
weil ich in news:de.sci physik aufgefordert wurde, meinen Ansatz zur Simulation von Stößen besser darzustellen, das was ich dorthin poste, auch hier:

Aktueller Stand:

Nach weniger genauen Rechnungen im Jahr 2005 ergaben Verbesserungen Anfang 2013 eine so starke Annäherung an den Zahlenwert der Feinstrukturkonstante, dass mit Vorsicht angenommen werden kann, dass im Vakuum Objekte vorhanden sind, welche durch folgendes *Axiom* definiert werden:
Es existiert einzig und allein eine Menge unendlich vieler, sich im dreidimensionalen Raum bewegender diskreter Objekte, die hier als gleich große harte Kugeln angenommen werden. Diese durchdringen den leeren Raum gleichförmig geradlinig. Eine Annäherung an eine andere Kugel erfolgt bis zum Zusammenstoß (Berührung), bei dem nur die Geschwindigkeits*komponenten in Richtung der Stoßachse (Berührungsnormale) ausgetauscht werden.

Damit ergibt sich als einfacher Ansatz für Rechnungen ohne Berücksichtigung der Raumzeit folgende lokale skalierbare Situation:
Es wird eine Menge V unendlich vieler Geschwindigkeitsvektoren im R³ mit isotroper Orientierung untersucht. Deren Maxwell-Boltzmannsche-Geschwindigkeitsverteilung(en) mit dem Parameter a wird durch die zu definierende elementare Wechselwirkung aus beliebigen Anfangsgeschwindigkeiten erzeugt.
Die laut Axiom vorhandene Ausdehnung führt unter der Vorstellung gleich wahrscheinlicher paralleler Flugbahnen zum Auftreten von Berührpunkten, welche mit den zwei Winkeln \phi und \theta beschrieben werden. Damit folgen aus dem Axiom folgende Transformationen einer elementaren Wechselwirkung (als Stoß vorstellbar):
u_stoß(\vec u, \vec v, \phi, \theta) := v_parallel(...) + u_orthogonal (...)
v_stoß(\vec u, \vec v, \phi, \theta) := u_parallel(...) + v_orthogonal (...)
wobei (...) die acht reellen Parameter der Geschwindigkeitsvektoren vor dem Stoß und die Stoßachsenwinkel beschreiben.
Die Auswahl von N zu simulierenden Stoßpartnern erfolgt durch Bestimmung von zufälligen Geschwindigkeitsbeträgen nach der Inversionsmethode aus den vorliegenden (auch etwas unterschiedlichen) MB-Verteilungen. Trotz Isotropie werden zu einem bereits ausgewählten u, dessen Bewegung in z-Richtung gelegt werden kann, relativ zu diesem Bahnenwinkel (Vektorwinkel) so ausgewählt, dass deren Häufigkeit von der richtungsabhängigen Stoßfrequenz, auf dieses bewegte Objekt zu, bestimmt werden. Häufiger sind Stöße aus den Richtungen, wo die Relativgeschwindigkeit groß ist.
Nach N Stößen konvergiert der Durchschnitt der Betragsänderungen
\Delta X = (u + v - u_stoß - v_stoß)/4 \pi für N->oo gegen \alpha ~ 1/137.036.

Definitionen finden sich auch in http://struktron.de/HKM.pdf. Die Simulationen können vom Mathcad-Arbeitsblatt wegen der Darstellung, welche (laut Eigenwerbung des Herstellers von Mathcad) dem Industriestandard entspricht, auch leicht in andere Computer Algebra Systeme oder Programmiersprachen übertragen werden (Basis dafür => Signatur). Hier werden die großen Stoßzahlen durch erneute Durchläufe des Arbeitsblattes unter Verwendung der vorher gespeicherten Werte erreicht. Beim ersten Durchlauf werden die Standard MB-Verteilungen verwendet und erst ab dem zweiten Durchlauf wird a mit dem errechneten Geschwindigkeitsbetrags-Durchschnittswert korrigiert.
Die letzten zehn kumulativen Ergebnisse lauten nach 2200 Durchläufen mit am Ende jeweils 250.000 Stößen:
0.00729736696848
0.00729736323487
0.00729736586305
0.00729736502569
0.00729735343032
0.00729734916095
0.00729735003305
0.00729735355336
0.00729736131455
0.00729735845597
Der CODATA-Wert beträgt derzeit 0.0072973525698 (24). Weil der halbe Inhalt eines kugelförmigen Bereichs als durchschnittlicher Einfluss vergangener Stöße (entspricht halber freier Weglänge eines punktförmig beschriebenen Elementarteilchens, welches eine Elementarladung erzeugt, hier aber nicht vorkommt) in die MB-Verteilung von v eingeht, treten anfangs (kleinen Durchlaufzahlen) größere Schwankungen in vorderen Kommastellen auf.

MfG
Lothar W.

--
http://struktron.de
Stöße erzeugen die Feinstrukturkonstante (Erklärungen und download):
http://struktron.de/FSK/Feinstruktur...erechnung.html

[Struktron]

Hallo alle miteinander,

zuerst mal frohe Festtage.

Jetzt habe ich endlich eine laufende Version für Mathcad Prime 2.0 zum download:
http://struktron.de/FSK/Feinstrukturkonstante.mcdx

Gern hätte ich für den ersten Teil, also die Stoßtransformationen bis (13), welche auch als SMath Datei herunter ladbar sind (http://struktron.de/FSK/Test-FSK.sm), einen klassischen Algorithmus. Bei diesen dreidimensionalen Stoßtransformationen sollten die verwendeten Massen zu eins gesetzt werden können. Außerdem sollte das verwendete Potential der Wechselwirkung beim Stoß für unendlich harte Kugeln verwendbar sein (z.B. Lennard-Jones-Potential). Durch die Anwendungsmöglichleit meiner Stoßtransformationen wäre vielleicht auch eine Vereinfachung der Standardphysik denkbar (vgl. auch http://struktron.de/index.html).

Bei meiner Recherche fand ich nur Anwendungen für Computerspiele oder 3-d-Grafik, bei denen die Idee des einfachen Geschwindigkeitsübertrags in Richtung der Berührpunktnormale verwendet wird. Transformationsformeln mit acht Parametern (je drei für die Geschwindigkeitsvektoren und zwei für die Stoßachsenrichtung) fand ich nicht. Kennt dazu jemand einen Link?

Mit freundlichen Grüßen,
Lothar W.

[soon]

Hallo Struktron,

da, wo die Naturkonstanten entstehen, gibt es die diskreten Objekte unserer Alltagsvorstellung noch nicht, - sag ich mal so.
Selbst die Glücklichen, für die die aktuelle Physik beinahe Alltagsvorstellung ist, haben von diesem Bereich der Natur bestenfalls den Hauch einer vagen Vorahnung.

Von daher verursacht es vermutlich bei einigen hier einen gewissen Widerwillen, dass du zuhauf technische und wissenschaftliche Begriffe benutzt, die deplatziert und nicht angemessen erscheinen, - selbst dann, wenn man es für möglich hält, dass an deinem Kram irgendetwas dran sein könnte.

Bist du inzwischen dazu bereit, dir Ratschläge anzuhören, und auch darauf einzugehen?, - selbst auf die Gefahr hin, dass von deiner Physik nichts übrig bleibt?

Und ist dein Interesse an der Sache wirklich groß genug, so dass du auch den einen oder anderen kleinen Affront wegstecken kannst,: oder bist du immer noch dabei, nach einem preisgünsten Frack für die Nobelpreisverleihung Ausschau zu halten?

LG soon