Ove Tedenstig
(The one man University of BASIC RESEARCH, SWEDEN)
Hovslagaregatan 13C
330 17 Rydaholm
Tel: 0472/20246
Email: [email protected]
Website: http://www.oveted.freehostia.com
Dokumentnamn: Hur gravitationskonstanten beräknas
Datum: 2011 maj 12
Basic Research är en fristående forskningsverksamhet som har till syfte att avslöja och bekämpa de
myter och lögner som förekommer inom den naturvetenskapliga fysikforskningen, därutöver att
erbjuda trovärdiga alternativa förklaringsmodeller till fenomen som ännu inte fått någon godtagbar
lösning inom ramen för en objektiv verklighetsbeskrivning.
Hur Gravitationskonstanten beräknas, lite historik
Varje fysikers dröm är att kunna förklara gravitationen samt förklara gravitationskonstanten G, den
konstant som Isaac Newton en gång i tiden räknade fram genom astronomiska observationer.
Men hittills har ingen inom etablerad fysikteori lyckats med detta. Det finns ett antal beskrivande
modeller som mer eller mindre noggrant kan beräkna gravitationens verkan på olika fysikaliska
fenomen, men detta är inte detsamma som att gravitationens orsak har förklarats.
Ibland vill man göra intryck av att Einstein i sin allmänna relativitetsteori förklarade gravitationen
genom den krökning av rymden som massiva kroppar åstadkommer, men detta kan ju inte användas
som en förklaring till gravitationens orsak. Om man menar detta är detta enbart ett ofruktbart
cirkelresonemang. Så situationen inom etablerad fysikteori står ännu helt frågande över detta vanliga
fenomen, och när man tar upp frågan med en vardagsmänniska om vad gravitationen eller
tyngdkraften är, tycker han/hon frågan är dum, eftersom det ju är självklart att föremål har tyngd
och faller mot marken då man släpper föremålet ifråga.
Och vardagsmänniskan är givetvis så klok att han/hon inte ägnar någon tankemöda åt sådant som
inte ens den mest högstående och intellektuella delen av mänskligheten, nämligen våra fysiker, inte
klarar av att reda ut.
Anledningen till detta misslyckande är givetvis att en grundläggande förståelse av naturen inom
fysiken är näst intill obefintlig. Det som våra fysiker mest sysslat med sedan tiden för kvantatomens
upptäckt, är att göra mer eller mindre empiriska experiment utan att i grunden förstå vad som
händer. I partikel-acceleratorer slår man sönder materia och studerar fragmenten i hopp om att
förstå materiens inre struktur, utan att vara alltför framgångsrik. En liknelse kan göras, man låter två
bilar kollidera och sedan försöker att räkna ut hur bilarna före krocken såg ut.
Exemplet är givetvis lite drastiskt, de fragment som erhålles vid en partikelkollision är mera
förutsägbara än rent kaos, men det som saknas är en teoretisk modell som gör händelseförloppet
begripligt.
Matter Unified visar oss vägen
Då jag en gång i tiden började fundera över de frågor och problem som inte var lösta inom fysiken
utgick jag ifrån att den gamla goda regeln om orsak och verkan även gäller för gravitationen. Ingen
verkan sålunda utan orsak. Om en kraft mellan materiella kroppar uppstår finns en bakomliggande
orsak, en process som skapar denna kraft.
Jag höll för osannolikt att det var kropparna själva som genom sin massa genererade denna kraft,
exempelvis genom ett kontinuerligt sönderfall, utan att det istället fanns en kosmisk orsak, en utifrån
kosmos verkande process. Och i sådant fall skulle gravitationen, som den oftast beskrives, ej vara en
attraherande kraft utan en tryckande kraft. Dock inte på så sätt att ett kosmiskt fält direkt genom sitt
tryck skulle skapa gravitationskraften, som ju kan bli ofantligt stor på stora lokala anhopningar av
massa, utan istället vara en motor till en process på en högre nivå av materien. Jag återkommer mera
om detta senare i min framställning.
I vilken ände skall man börja ?
Det visar sig att gravitationen är en synnerligen komplex process där många påverkande parametrar
är inblandade. Problemet kan därför inte påbörjas sin lösning förrän en mängd andra problem av
fundamental natur inom fysiken har fått sin lösning.
Det gäller framför allt vakuums beskaffenhet och en realistisk beskrivning av de elementära
partiklarna, i synnerhet protoner, neutroner och elektroner, de partiklar som i huvudsak bygger upp
den materia vi idag känner till.
Av denna orsak var jag nödgad att först försöka förstå elektromagnetismen och för den skull förstå
hur en elementär partikel fungerar. En viktig ledstjärna där var konstaterandet att många partiklar av
elementär natur hade samma massa men olika polaritet på det omgivande elektromagnetiska fältet.
Detta kunde endast tolkas och härledas till en symmetrisk materiell struktur hos partikeln, och den
enda struktur jag där fann som rimlig var den toroida strukturen, dvs en ringformig struktur.
En sådan struktur kan tänkas ha ett spin runt en huvudaxel och två olika alternativa spin runt en
annan axel. Genom denna modell kunde den elektriska laddningens natur förklaras och beskrivas
som en flödesprocess av materia mellan vakuum och partikeln.
Vidare, för att kontrollera riktigheten i denna modell gjordes härledningar av alla de
elektromagnetiska matematiska samband som är kända från empirisk fysikteori. Det visade sig vara
möjligt.
En intressant iakttagelse vid detta arbete var att konstanterna 2pi och 4pi förekom i samtliga de
samband som kunde härledas ur modellen. Till att börja med förstod jag inte riktigt vad dessa
konstanter stod för eftersom de inte kunde representeras av någon känd yta eller volym hos en
kropp, och allra minst från toroiden själv.
Det visade sig senare, efter några års funderingar, att laddningsfältet som utströmmar från partikeln
uppstår genom en förträngning av materia då materien inuti partikeln rör sig från partikelns yttre
delar till dess inre delar där volymen och utrymmet är mindre. Faktorerna 4pi för yta och volym
kunde på detta sätt beräknas och härledas på teoretisk väg.
Därmed var den elektriska laddningen förklarad, även detta ett problem som inte fått något svar
inom etablerad fysikteori.
Något om flödesmodellen för de elementära
partiklarna samt vakuums egenskaper
Vid ett studium av de matematiska uttryck som användes inom elektrofysiken för att beräkna
energin i ett elektriskt eller ett magnetiskt fält, förekommer en faktor ½ på samma sätt som vid
beräkning av mekanisk kinetisk eller potentiell energi hos fasta föremål. Detta födde tanken att även
elektromagnetismen på något sätt var en form av mekanisk energi. Elektriska och magnetiska fält
skulle i sådant fall vara strömmar av materia av samma slag som den materia som vanligen omger
oss, dock inte i form av atomer utan i någon annan mera rudimentär form.
Med detta som utgångspunkt postulerades att det vi kallar vakuum eller tomrummet, inte är tomt
utan kan tilldelas fysikaliska egenskaper. I detta fall i form av ett fält med en viss massatäthet (q, och
med en viss medelhastigheten stora C i grov analogi med egenskaperna hos en gas.
Med detta som utgångspunkt kunde matematiska samband uppställas och de elektromagnetiska
sambanden härledas, inbegripet även Coulombs lag, den mest kända lagen inom elektro-statiken
som anger hur stor den elektriska kraften är mellan två elektriskt laddade kroppar.
Det överraskande resultatet av denna analys ledde fram till Coulombs lag men med den skillnaden
att parametern q för tätheten i vakuum förekom istället för den kända vakuum-konstanten epsilon0.
Q uppenbarade sig i uttryckets täljare men i Coulombs lag i original förekommer konstanten epsilon0
i uttryckets nämnare.
Därvid var det enkelt att konstatera, att det inversa värdet av epsilon0, som har uppmätts på
empirisk experimentell väg, representerade den sökta masstätheten i vakuum, q.
Vid motsvarande beräkningar på det magnetiska fältet befanns samma konstant q förekomma, vilket
klart visade att vakuum de facto har fysikaliska egenskaper.
Denna täthet, q motsvarande 1/epsilon0 per kubikmeter, har ett enormt stort värde: 10E11 kilogram
per kubikmeter, ett värde som är lite svårt att ta riktigt på allvar. Frågan som ställdes var väl hur fasta
kroppar kan röra sig i ett fält med en sådan täthet.
Svaret på denna fråga blev att materia egentligen endast är en del av detta fält men skiljer ut sig
endast genom en annan rörelsestruktur. Rörelse hos en massiv kropp är sålunda endast en rörelse i
fältet där det förekommer en kontinuerlig växelverkan mellan partikel och fält.
Härmed har vi definierat en ny syn på begreppet rörelse och finner även en förklaring till den tröga
kraften som förekommer hos all massa då kroppen försöker ändra sitt rörelsetillstånd. Förklaringen
till den tröga mass-kraften är sålunda samspelet mellan partikel och fält vid rörelse.
Flera egenskaper hos elementära partiklar
Två egenskaper hos protoner, neutroner och elektroner är nu identifierade: massa och laddning.
I etablerad fysikteori betraktas alla partiklar som vore de punktformade utan rumslig utsträckning;
sålunda upptar en proton inte mera volym i rummet än vad en elektron gör, detta trots att protonens
massa är nära 2000 gånger större än elektronen. Bakgrunden till detta är givetvis att elementära
partiklars spatiala utsträckning ej kan mätas med direkta metoder, utan genom tolkning där andra
partiklar av elementär natur användes som prob-partiklar mot det mål som skall undersökas.
Eftersom en proton och en elektron har samma mängd elektrisk laddning, trots sin stora skillnad i
massa, registrerar prob-partikeln endast en punktladdning och resultatet av en sådan undersökning
kan därför inte berätta något om hur stor partikeln är i rumslig bemärkelse.
För att skaffa oss en riktig uppfattning om detta måste man gå tillväga på annat sätt.
En ny modell för kvantatomen
Av denna orsak var jag tvingad att lära mig förstå hur kvantprocessen i atomen fungerar. Egentligen
finns inte idag någon riktig förklaring av atomens kvantbeteende utan grundar sig på mätningar och
iakttagelser i enlighet med de modeller som Niels Bohr bland andra lade grunden till i början på
1900-talet. Sedan dess har de mest grundläggande frågorna inom kvantfysiken kvarstått:
förekomsten av ett antal atomiska konstanter samt gåtan varför kvantfenomenen alltid uppträder i
heltalsvärden av Plancks konstant.
Dessa kunskaper var inte tillräckliga för mina syften; jag var tvungen att skapa en modell av atomen
som de facto förklarade kvantprocessen.
Detta visade sig möjligt genom att betrakta den enkla atomen som ett slutet system av partiklar och
däremellan verkande krafter. I enlighet med klassiska mekaniska lagar för massa och kraft
tillsammans med de elektromagnetiska krafterna mellan laddade partiklar, gick att konstruera ett
system där partiklarna uppträdde som svängande element och eftersom de ingående partiklarna
även var elektriskt laddade, omgav sig med oscillerande elektromagnetiska fält.
Det som var känt i denna teori var massan hos elektronen och protonen som blivit uppmätta i
separata experiment. Problemet var massafördelning och spatial utsträckning hos dessa element.
Det enklaste kriteriet var att antaga att relationen mellan masstalen utgjorde en kubisk funktion, och
på så sätt kunde protonens tröghetsradie preliminärt beräknas till ca 12.5 gånger elektronens
klassiska radie.
Insättning av detta värde i de härledda svängningsekvationerna gav lösningen till den atomiska
finstrukturkonstanten, värdet på Planks konstant, Bohrs kvantvillkor (som aldrig har förklarats) samt
den så kallade Schrödinger-ekvationen som beskriver atomens beteende på en högre matematisk
nivå.
Det som återstod i denna modell var att förklara varför alla kvantfenomen uppträdde i heltalsvärden
av Planks konstant. Detta fanns en förklaring några år senare men hade ingen betydelse för arbetet
med att söka en förklaring på gravitationens gåta.
Gravitationen ingen mass-kraft utan en yt-kraft
Vad har vi uppnått med detta ?
Min uppfattning var att gravitationen inte är någon mass-kraft egentligen utan verkar på ytan av
elementära partiklar, då företrädelsevis protoner och neutroner, eftersom de utgör huvuddelen av
Universums massa.
Anledningen till att man betraktar gravitationen som direkt proportionell mot en kropps massa (den
så kallade ekvivalens-principen mellan trög och tung massa, som enligt Einstein skall vara exakt lika)
är att massan hos en kropp står i direkt proportion till antalet elementära enheter, protoner och
neutroner, men där man då bortser ifrån att dessa partiklar i speciellt tunga ämnen skuggar varandra
varpå den gravitationella kraften kan vara lite lägre i sådant fall.
Hur den gravitationella kraften uppstår
Vi har nu sålunda kommit fram till slutsatsen att en elementär partikel är en del av ett större
sammanhang, ett kosmiskt fält med enorm täthet. Ur detta fält materialiseras partiklar som har ett
annat och ordnat rörelsemönster och som på detta sätt får egenskaper som gör att dessa enheter blir
verkliga för oss som betraktare. Mellan partikel och detta kosmiska fält finns en kontinuerlig balans i
kraft och energi, och om denna balans av någon yttre orsak rubbas uppstår fenomen som får
konsekvenser för omgivningen.
Om sålunda en svag påverkan av partikeln genom en störning från ett yttre materiellt fält
uppkommer, rubbas denna känsliga balans mellan partikel och vakuum-fältet med konsekvens att
förändringar i detta vakuumfälts täthet uppstår. Samtidigt påverkas partikeln genom att reducera sitt
spin eller annan inre rörelse, alternativt ökar sin massa. Även om effekten är liten kommer den
samlade effekten från myriader av de partiklar som finns inom ett objekt, att bli avsevärd och fullt
märkbar trots att gravitationen anses vara den svagaste förekommande kraften i hela Universum .
Vad är då motorn till gravitationskraften?
Denna störning i partikelns balans med vakuum-fältet är inget som partikeln själv kan generera, utan
störningen kommer utifrån.
I Universum finns en bakgrundsstrålning av mycket låg temperatur, närmare bestämt 2,7K som är
mycket nära den absoluta nollpunkten. Dagens fysiker anser att denna strålning är en restprodukt av
den stora explosion, Big-Bang som skapade Universum enligt denna uppfattning.
Jag personligen har aldrig trott på denna modell utan anser istället att denna strålning är ett resultat
av all den strålning från aktiva stellära objekt som ständigt i nutid och i dåtid har slungat ut sin energi
i ett tomt Universum. Huvudargumentet för denna min uppfattning är att man måste kunna
redogöra för var all denna energi befinner sig, enligt kända och väl verifierade fysikaliska lagar kan
varken energi eller materia förstöras utan endast konverteras till andra tillstånd och nivåer.
Sålunda blev den självklara slutsatsen att den motor som driver och skapar gravitationen är det låga
bakgrundsbrus av fria fotoner som finns i hela Universum.
Då dessa fria fotoner träffar protoner och neutroner i den fasta materien, sker ett energiutbyte som
gör att det känsliga balanstillståndet mellan partikel och vacuumfältet, rubbas. Det blir då en
densitetsförändring i vacuum-fältet som i sin tur påverkar massan så att denna utsättes för en
tryckande kraft emot en annan massa i omgivningen.
Denna tanke eller ide samstämmer väl med den så kallade ”steady-state”-modellen för Universum. I
ett sådant Universum återskapas hela tiden nya stjärnor och galaxer av det fria stoff som finns
allestädes närvarande och skapar genom detta ett oscillerande Universum, förmodligen utan början
eller slut.
Slutsatsen av detta blir att gravitationskraften som fenomen inte är den primära effekten av denna
process utan istället är det skapelse av ny materia i Universum som är det primära.
Gravitationskraften är det vi märker eftersom den är ständigt närvarande, medan tillväxten av
materia går mycket långsamt och kan inte uppmätas med våra måttstockar i tid och rum.
Sambandet mellan Hubble-konstanten och
gravitationen
Tillväxten av materia i Universum sker sålunda genom en inflödesprocess av materia som tidigare
varit del av annan materia i form av strålande objekt, stjärnor och galaxer , som i nutid och i
förgången tid utstrålat sin energi i den tomma rymden.
Detta inflöde av materia till materiella kroppar åstadkommer en tillväxt i deras massor, en mycket
långsam process. Även ljusfotonerna som är materia, påverkas av denna process, vilket gör att dessa
budbärare från avlägsna strålande objekt blir tyngre och förlorar fart i relation till den tid de är
utsatta för denna process. Hastighetsminskningen blir i stort sett linjär med tiden och orsakar det
långsamma ljus som kommer in till teleskopet och den betraktandes öga. I denna punkt konverterar
materien i teleskopet eller i betraktarens öga det långsamma ljuset till normal hastighet, och
resultatet blir att våglängden förskjuts mot det röda området i ljus-spektrat.
Sålunda, vid betraktande av ljus som färdats mycket långa vägar genom rymden är det
hastighetminskningen hos detta ljus man registrerar och därmed på indirekt väg hur snabbt tillväxten
av ny materia kondenseras i Universum.
Hubblekonstanten är sålunda i första instans ett mått på absorptionstakten och skapelsehastigheten
av ny materia genom gravitationsprocessen.
Principer för beräkning av gravitationskraften och
gravitationskonstanten
Med dessa utgångspunkter som bas kunde Newtons gravitationslag härledas där gravitationskraften
står i relation till produkten av kropparnas massor dividerat med den inversa avståndskvadraten.
Istället för gravitationskonstanten G erhålles i detta uttryck ett uttryck bestående av ett antal
parametrar, bakgrundsstrålningens temperatur, Hubblekonstanten, inflödeshastigheten och
protonradien. Genom att sätta ekvivalens mellan dessa parametrar och gravitationskonstanten G
som symbol, kunde denna beräknas till ett värde av 5E-11 MKS(A) att jämföra med det uppmätta
värdet av 6.7E-11 i samma enhetssystem.
Sålunda ett ganska gott resultat som visade att de antaganden som gjorts var riktiga, dock en
avvikelse som krävde en vidare undersökning.
Det beräknade värdet aningen för lågt
I stora drag kunde jag konstatera att Hubblekonstanten i princip talar om vilken takt ny materia
genom gravitationsprocessen nyskapas i Universum, dock var dess värde en aning för lågt.
Jag införde då begreppet ”Rate” förkortat med bokstaven R som betyder den hastighet varmed
massa tillväxer och där grundtiden utgör den tid det tar för en kropp att fördubbla sin massa genom
denna tillväxt.
Det är då inte självklart att R=H utan att där finns en avvikelse på grund av vissa andra
omständigheter. En sådan faktor var att ingen hänsyn tagits till att en kropp växer med tiden och att
massafördubblingen sålunda inte kan beräknas med utgångspunkt från kroppens startmassa. Där
finns en viss faktor mellan 1 till 2 . Vidare om den hastighet hos ljuset som registreras genom endast
är hälften av vad man nu antager vid fastställandet av Hubblekonstanten gör att värdet på R
ytterligare måste uppgraderas.
Dessa åtgärder gör att den uppskattade tiden för fördubbling av en kropps massa genom
gravitationen hamnar i området 3.5 till 4 tusen miljoner år, dvs cirka 1/3 till ¼ av den nu uppskattade
Hubbletiden som ligger i området 13 till 15 miljarder år.
Med dessa justeringar av inflödeshastigheten får vi ett värde på gravitationskonstanten som ligger
mycket nära det officiellt uppmätta värdet.
Hur trolig är denna tolkning av gravitationsprocessen
och skapelsen av ny materia i Universum?
Newton sade en gång, att om man hamnar på ett resultat som ligger inom 10 procent från det rätta
uppmätta värdet och där man enbart har utgått från ett antal rent hypotetiska antaganden som
uppskattats som rimliga, får man anse att resultatet är bra.
Då Newton första gången publicerade sin gravitationsformel fick han kritik att den inte stämde
riktigt, den gav ett fel på cirka 10 procent. Fantasilösa räknenissar var nära att stjälpa teorin men den
överlevde eftersom man senare fann orsaken till avvikelsen i form av en planet som då inte var känd
och upptäckt.
Sålunda då vi här genom en lång kedja av olika hypotetiska antaganden som var för sig verkar rimliga
och som dessutom i vissa fall verifierats av experiment, hamnar så nära det uppmätta värdet är
sannolikheten stor att våra antaganden är riktiga.
Då jag först publicerade teorin
I Sverige finns inga mottagare av nya tankar och idéer; Universitet och institutioner satta att ta
tillvara goda idéer inom vetenskapen sover eller rättare bryr sig inte. I USA finns dock ett antal
fristående organisationer som publicerar lite udda tankar och idéer och kommer på så sätt till allmän
kännedom.
Jag skickade in min artikel till Toth Maatian Rewiev och fick den antagen. En annan organisation
”Association för gravity research” läste artikeln med resultat att jag från dem erhöll ett diplom
tillsammans med ett anta dollar med motivationen ”för utmärkta bidrag till gravitationsforskningen”,
ett diplom som jag är något stolt över.
Apolloprojektet
1969 sände USA upp en farkost som landade på månen. Man satte där upp stora speglar riktade mot
jorden som skulle användas i forskningssyfte. Meningen var att med hjälp av laser-strålar från jorden
kunna kontrollera månens rörelse och bana. I ett TV-program producerat av BBC berättade professor
Brian Cox om detta experiment som då hade pågått i 40 år med syfte att registrera månens bana och
eventuella förändringar i denna bana som inte tidigare var kända.
Det visade sig att månen låg fel i sin bana med 10 meter, inte mycket berättade professor Cox, men
dock tillräckligt mycket för att noteras. Professor Cox påstod att denna avvikelse var anmärkningsvärt
stor och kunde inte teoretiskt motiveras av varken Newtons eller Einsteins gravitationsteorier.
Avvikelsen var oförklarlig!
Jag hade inte hört talas om detta experiment tidigare men blev naturligtvis nyfiken att undersöka
om denna diskrepans kunde förklaras av min inflödesteori för gravitationen. Jag började att räkna på
detta och fann att denna avvikelse kunde motiveras i det fall inflödeshastigheten motsvarade en
fördubbling av massan på 3.5 till 4 miljarder år. Detta var det värde jag kommit fram till tidigare för
att kunna motivera erhållet värde på gravitationskonstanten.
Jag skrev ett brev till professor Brian Cox om detta men fick aldrig någon kommentar som svar. Jag
upplyste dock i brevet om var man kunde hämta mera information om denna min teori, och min
förhoppning är naturligtvis att någon inom forskningen tar upp denna tråd till vidare undersökning.
Slutord och slutsatser
I stora drag anser jag nu personligen att gravitationens gåta är löst men mycket återstår givetvis att
undersöka för att stadfästa riktigheten i den beskrivna processen. Klart är emellertid att den
grundläggande fysik som vi idag har inte räcker till och som dessutom är grovt felaktig i många
avseenden. Steven Hawking har sagt att det kommer att ta minst 300 år innan vi nått en något så när
bättre förståelse av fysiken, frågan är om det räcker. Skall man fortsätta i de spår man nu jobbar med
tror jag mänskligheten aldrig får svaren på de eviga frågorna.
Ove
