Prof. Dr. Konstantin Meyl
Prof. Dr. Konstantin Meyl
Erdwachstum durch Neutrino-Power
Abnahme der Erdrotation
Die Drehimpulserhaltung verlangt, dass eine wachsende Erde immer langsamer rotiert. Jede Eistänzerin führt uns den Effekt vor. Bei einer Pirouette erhöht sie ihre Rotation, indem sie die Arme anlegt. Indem sie umgekehrt ihre Arme ausbreitet, bremst sie die Drehung. Der Drallsatz, dem auch die Erdrotation unterworfen ist, hat zur Folge, dass eine Abnahme der Erdrotation Beweiskraft besitzt hinsichtlich einer Zunahme des Erddurchmessers und des Erdumfangs.
Tragen wir einige Artikel zu diesem Thema zusammen: Bild der Wissenschaft titelt (10) „Ein Tag auf der Urerde dauerte 5 Stunden“. Das war vielleicht vor 4,5 Milliarden Jahren. Nach einem Bericht in Science hatte vor 900 Millionen Jahren ein Tag gerade mal 18 Stunden (11). Mit den Atomuhren verfügen wir heute über hoch genaue Messgeräte, mit denen sich die Verlangsamung der Erdrotation direkt messen lässt. Diese unterliegt offenbar Schwankungen, so dass in unregelmäßigen Abständen jeweils zu Neujahr alle Uhren um eine Schaltsekunde zurückgestellt werden, die wegen der physikalischen Unmöglichkeit im Volksmund auch „Schummelsekunde“ genannt wird.
Einer Kurzmeldung zufolge verlängert sich ein Tag um 1/500 Sekunden, was 0,73 s/Jahr entspricht (12). Eine zuverlässige Angabe liefert die Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig auf ihrer Homepage (13): „Seit dem 1.1.1958 ist bis heute eine Zeitdifferenz von 32 Sekunden aufgelaufen. Die Uhr der Bezeichnung TAI (Temps Atomique International = intern. Atomuhr) geht im Vergleich zu der Uhr UTC (Universal Time Coordinated) um 32 Sekunden vor“. Letztere Uhr richtet sich nach der tatsächlichen Erdrotation. Gemittelt über 45 Jahre haben wir es mit 0,71 s/Jahr zu tun.
Bereits im Altertum wurde scheinbar sehr präzise gemessen. Vom griechischen Astronom Aristarchos von Samos ist überliefert, dass er in Alexandria vor 2300 Jahren die Jahreslänge zu 365,25062 Tagen bestimmte. Die Darstellung des Restwertes als Bruch führt zu einer Fehlerannahme von (62 ± 1)/105, was einer Unsicherheit in der 5. Stelle nach dem Komma entspricht. Verglichen mit dem heutigen Wert von 365,25637 Tagen würde die Verlängerung 497 Sekunden in 2300 Jahren bzw. 0,22 s/a betragen. Der Vergleich mit dem aktuellen Wert von 0,71 s/a lässt den Schluss zu, dass die Erde derzeit schneller wächst als im zeitlichen Mittel der letzten 2300 Jahre. Schwankungen in der Neutrinostrahlung könnten ggf. als Ursache in Betracht kommen.
Der falsche Ansatz: Die Erdmasse ist konstant.
Bleiben wir bei der aktuell gemessenen Veränderung von 0,71 s/a. Zur Drehimpulserhaltung muss J·ω = (2/5)·MR²·(2π/t) = konstant sein.
Aus der konstanten Relation Rn/t = (R+ΔR)n/(t+Δt) folgt ΔR = R[(1+Δt/t)1/n-1]
Auf diesem Weg lässt sich die Verlangsamung der Erdrotation Δt in ein Radiuswachstum ΔR bzw. in eine Zunahme des Umfangs im Bereich des Äquators ΔR·2π umrechnen und mit Beobachtungen vergleichen.
Einige Forscher gehen davon aus, dass die Erdmasse M konstant bleibt und die Erdexpansion allein auf Kosten der Dichte erfolgt. In diesem Fall (für n = 2) würden Dichte und Erdanziehung ständig abnehmen. Diese Annahme fand sich bisher keine Bestätigung:
• Einerseits kann die Erdanziehung vor langer Zeit nicht größer gewesen sein. Sie muss ganz im Gegenteil sehr viel kleiner gewesen sein als heute. So hätte beispielsweise ein vor 160-60 Millionen Jahren lebender Dinosaurier mit einem Eigengewicht von über 60 (bis 100) Tonnen dieses gar nicht tragen können. Seine Knochen wären dafür zu schwach.
• Andererseits liefert die Berechnung der Drehimpulserhaltung bei unveränderter Erdmasse (für M = konst. und n = 2) eine jährliche Zunahme des Äquatorumfangs von 45 cm. Das ist eindeutig zu viel. Nach dem heutigen Kenntnisstand driften die Kontinentalplatten mit relativen Geschwindigkeiten von zwischen 1 und 12 cm pro Jahr14. Über den Atlantik hinweg werden zwischen 5 und 10 cm/a ermittelt. Dies dürfte näherungsweise dem Wachstum des Erddurchmessers entsprechen. I. Perrin bestätigt das mit seiner Auswertung von NASA-Daten über globale Hemispheric rings (5): er kommt auf ein Durchmesserwachstum von 2ΔR = 7,79 bzw. 7,94 cm/a. Auf den Äquator bezogen entsprechen die aktuellen Messungen einem Umfangs-wachstum von ΔR·2π = 24,5 bzw. 24,9 cm/a.
Der rechnerisch ermittelte Wert von 45 cm übertrifft aber den maximal anzunehmenden Wert von 25 cm um fast das Doppelte. Damit erweist sich die Vorstellung einer wachsenden Erde, deren Dichte stetig abnimmt und deren Masse unverändert bleibt, als falsch.
Als nächstes geht es um die Suche nach einem geeigneten Expansionsmodell zur physikalischen Erklärung und Deutung der Vorgänge im Erdinnern. An den Anfang wird wieder eine physikalische Betrachtung gestellt.
Durch Messungen bestätigter Ansatz: Die Dichte ist konstant
Als nächstes berechnen wir uns die naheliegende Alternative, dass die Dichte ρ der Erde sich nicht ändert. In diesem Fall wachsen mit dem Radius R das Volumen der Erde V = (4/3)πR3 und mit dem Volumen wiederum die Masse M = ρ·V .
Die Berechnung zur Drehimpulserhaltung (mit n = 5) ergibt eine jährliche Zunahme im Erdumfang von 18 bis 19 cm am Äquator (bei 0,71 bis 0,73 s/a). Dieses Ergebnis trifft eher zu und bestätigt damit die Richtigkeit dieses Ansatzes.
Für eine Erdexpansion von 18 cm muss die Erde allerdings pro Jahr Materie im Umfang von 8x1016 kg bzw. 72x1032 Nm Energie einsammeln. Kosmischer Staub oder Gezeitenreibung durch den Mond scheiden da als Erklärungsmodelle für die Kontinentaldrift und für die Schummelsekunde völlig aus, wie die Rechnung belegt. Hier werden ganz andere Größenordnungen eingesammelt. Die Neutrinostrahlung, die auf Grund der gemessenen Tag-Nacht-Schwankung im Erdkern zurückbleibt, ist ein möglicher Kandidat. Dabei stellt sich jetzt die Frage nach dem Mechanismus einer Wechselwirkung und Absorption von Neutrinostrahlung im Erdkern.
Der innere Aufbau der Erde
Wie ist das Innere der Erde aufgebaut? Was wiegt beispielsweise eine Probemasse im Zentrum der Erde? Die letzte Frage ist durch einfache Überlegung schnell beantwortet: Nichts! Im Zentrum der Erde herrscht Schwerelosigkeit, genau wie im Weltraum. Im Zentrum werden wir aus allen Richtungen mit der identischen Kraft angezogen, wobei sich alle Kräfte zu Null addieren. Wirkt keine Kraft mehr auf einen Körper ein, befindet er sich im Zustand der Schwerelosigkeit.
Und wie sortiert sich eine Mischung unterschiedlichster Stoffe in allen vier Aggregatzuständen? In der Schule wird der Nachweis im Reagenzglas vorgeführt. Wir können genauso gut die Schichtung auf unserem Planeten beobachten. Oberhalb der aus fester Materie bestehenden Erdkruste sammeln sich die Flüssigkeiten, also das Wasser in den Ozeanbecken. Darüber ordnet sich in der Atmosphäre das Gas an. In der Ionosphäre liegen die meisten Stoffe in ionisierter Form vor und bilden eine Art Plasma. Noch weiter außen gelangen wir in den Weltraum, wo die bekannte Schwerelosigkeit vorherrscht, genau wie im Zentrum der Erde. Nur ist die Reihenfolge in Richtung Erdmittelpunkt umgekehrt.
Wir sind berechtigt, die Erde als eine Art Kugelwirbel aufzufassen, der von außen durch einen kontrahierenden Potentialwirbel zusammengehalten wird und dem von innen ein expandierender Gegenwirbel entgegenwirkt. Welche Modellvorstellung auch immer Verwendung finden soll, wir müssen im Innern der Erde zwingend von einer entsprechenden Schichtung ausgehen.
Innerhalb der recht dünnen Erdkruste liegt der Erdmantel, und der ist vergleichsweise heiß und flüssig, wie uns das von Vulkanen ausgeworfene Magma deutlich zeigt. Noch tiefer vermag niemand mit Messgeräten vorzustoßen. Es ist aber zu erwarten, dass analog der bekannten Stoffzustände Lithosphäre-Hydrosphäre-Atmosphäre der äußere Erdkern ebenfalls aus Gas und der innere aus Plasma besteht (15), denn nur so ist die Schwerelosigkeit im Zentrum plausibel.
Antworten auf offene Fragen
Die Frage nach dem Eisenkern findet eine plausible Antwort: Die Mischung aus Neutronenstern extremer Dichte und Gas minimaler Dichte nimmt derzeit im Erdkern einen Gleichgewichtszustand ein, der vom spezifischen Gewicht her dem von Eisen entspricht. Die Schwingung zwischen den Zuständen wird statisch, wenn keine Neutrinostrahlung vorhanden ist. Da aus dem Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße jedoch ständig Neutrinostrahlung die Sonne erreicht, kommen die Schwingung, die damit verbundene Absorption von Neutrinoenergie und das Wachstum der Erde nicht zum Erliegen. Sie können aber durch die Strahlung von Supernova-Explosionen in größerer Nähe eine erhebliche temporäre Erhöhung erfahren. Dies führt dann zu Schwankungen in der Erdeexpansion.
Fassen wir zusammen: Im inneren Kern findet, verbunden mit dem Beta-Zerfall, vornehmlich die Aufnahme von Energie aus dem kosmischen Neutrinofeld und die Materialisation zu Elementarteilchen statt. Im äußere Kern entstehen daraus die unterschiedlichsten Gase, die unter dem Einfluss des extremen Druckes einer ständigen Veränderung unterworfen sind.
Zufallsprodukte und chemische Reaktionen lassen flüssige Materie entstehen, die als Folge der Fliehkraft in den Erdmantel gedrückt und dort als zähe heiße Masse langsam umgerührt wird. Flüssige Entstehungsprodukte sind z.B. juveniles Wasser (16), das die Ozeane aus dem Erdinnern speist (1 km³/a), oder Erdöl, das leergepumpte Ölfelder mit der Zeit wieder vollaufen lässt (17) oder sogar völlig unerwartet in Graniten auftreten kann. Wenn solche Phänomene beobachtet werden und darüber berichtet wird (18), überrascht das nur Fachleute, die mit ungeeigneten Modellvorstellungen arbeiten.
Literatur:
allg.: www.k-meyl.de und www.meyl.eu
(1) O. Hilgenberg: Vom wachsenden Erdball, 1933
(2) K. Meyl: Elektromagnetische Umweltverträglichkeit, Teil 1, 1996
(3) K. Meyl: Elektromagnetische Umweltverträglichkeit, Teil 2, 1998
(4) K. Meyl: Elektromagnetische Umweltverträglichkeit, Teil 3, 2002
alle 3 Teile: INDEL Verlag Villingen-Schwenningen, info@k-meyl.de
(5) I. Perrin: The geoid´s hemispheric ring dilatation. NCGT, La Junta, Colorado, 2002
(6) R. Gottfried: The importance of quantitative inspections for the understanding of the Earth´s origins. Proc.Int.Sympos.NCGT. 2002 OteroJr.Coll.pub.La Junta-Co.pp.101-119.
(7) N. Tesla: Tesla Writes of Various Phases of his Discovery, NY Times, Feb. 6, 1932, P.16, col. 8
(8) Dr. Henry Moray: The sea of energy, in witch the earth floats
(9) C. Sutton: Spaceship Neutrino, Cambridge University Press 1992
(10) R. Vaas: „Auf der Urerde dauerte ein Tag nur fünf Stunden“, Bild der Wissenschaft 10/98, S.101
(11) C.P.Sonett, Uni. Tucson, Arizona: Vor 900 Millionen Jahren hatte der Tag 18 Stunden, Science (dpa)
(12) Verlängert sich das Jahr? Illustrierte Wissenschaft Nr.10, Okt.1998, S. 8
(13) Gibt es im Jahr 2003 eine Schaltsekunde? Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig, www.ptb.de/de/blickpunkt/infoszurzeit/fragen/10.html
(14) R. Miller: Driftende Kontinente, Time-Life (Der Planet Erde) S. 108
(15) S. Tassos: The earth is a quantum mechanical and not a heat engine, Institute of Geodynamics, National Observatory of Athens 11810 Greece, P.O. Box 20048
(16) O. Oesterle: Goldene Mitte, Universal Experten Verlag 1997, S. 92
(17) Johannes von Buttlar im Gespräch mit Prof. Dr. Konstantin Meyl: Neutrinopower, Argo-Verlag Marktoberndorf 2000.
(18) G. Scalera, K.-H. Jacob [Ed.]: Why expanding Earth?, Proceedings of Lautenthal Coll. 2001, TU Berlin and Istituto Nationale di Geofisica e Vulcanologia, Roma.
Anschrift: Prof. Dr. Konstantin Meyl,
Energietechnik in der Fakultät Computer and Electrical Engineering, Furtwangen University, Gerwigplatz 1, D-78120 Furtwangen, Tel.: +49-/ 0-7723-920-2231 und
Erstes Transferzentrum für Skalarwellentechnik im Technologiezentrum, Leopoldstr. 1,
D-78112 St.Georgen/Schwarzwald, Tel.: +49-/ 0-7732-13679, Fax: +49-/ 0-7732-919911
http://www. meyl.eu; E-Mail: prof@k-meyl.de
Veröffentlichung des Beitrags K. Meyl: Erdwachstum durch Neutrinopower, u.a. in:
Magazin 2000 plus Nr.188, Extra 3, 9/10-2003, S. 6-13
Plasma- oder Eisenkern?
Dies steht jedoch im Widerspruch zu der Auffassung von einem Eisenkern. Befindet sich das Gas in einem metallischen Zustand? – Ganz sicher steht das Gas im Erdkern unter einem extrem hohen Druck. Stürzen dadurch die Elektronen aus der Hülle einzelner Gasatome in den Atomkern, so kollabieren die Atome zu Neutronen.
Die Neutronen haben im Vergleich zu den Gasatomen nur wenig Platzbedarf und sie erlauben eine hohe Packungsdichte mit hohem spezifischem Gewicht. Sie unterliegen aber auch dem Beta-Zerfall, dem Zerfall in Protonen und Elektronen, die ihrerseits Wasserstoffgas bilden. An diesem Vorgang sind Neutrinos beteiligt, wobei deren Aufnahme gleichzusetzen ist mit der Abgabe eines Antineutrinos. Die Zerfalls-Gleichung lautet: nº + νe ⇒ p+ + e− . An dieser Stelle kommt es in der Tat zu der Absorption von Neutrinos, zu einer Einstrahlung von Neutrinoenergie in den inneren Erdkern.
Der Gleichgewichtszustand
Der große Platzbedarf vom entstandenen Wasserstoffgas führt zu dem hohen Druck, der die Atome zu Neutronen kollabieren lässt. Es implodieren aber nicht alle gleichzeitig, denn es stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein, da nach jeder Implosion der Überdruck schlagartig verschwindet.
Die Wirbelphysik ermöglicht sogar eine exakte Berechnung des Gleichgewichtszustandes, wenn sowohl das Neutron als auch das Wasserstoffatom als Wirbel aufgefasst werden (2). Ändert ein Wirbel nämlich seinen Durchmesser, dann müssen sowohl Energie- als auch Impulsbilanz aufgehen. Das funktioniert aber nur, wenn der expandierende Wirbel den Energieüberschuss z.B. in Form von Wärme abstrahlt. Im umgekehrten Fall erzeugt ein kontrahierender Wirbel Kälte, als Folge eines berechenbaren Energiedefizits (3). Im Fall des Erdkerns können auch unter einem noch so hohen Druck nur so viele Gasatome kollabieren, bis alle verfügbare Wärmeenergie verbraucht ist und der absolute Nullpunkt bei – 273°C erreicht ist. Jetzt kann das nächste Gasatom erst implodieren, wenn ein eingefangenes Neutrino ein freies Neutron zerfallen lässt und die erforderliche Strahlungsmenge freigesetzt wird. Dazu zählt auch die beim Beta-Zerfall auftretende radioaktive Strahlung.
Die Wirbelphysik verlangt also, dass es zu einem Gleichgewichtszustand erst kommt, wenn der innere Erdkern auf Null Kelvin abgekühlt ist. Dieser Gedanke ist gewöhnungsbedürftig, liefert aber als Folge der damit zu erwartenden Supraleitfähigkeit im Erdkern neues und überzeugendes Erklärungspotential für den Erdmagnetismus (3).