Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für selbstbewegliche Fahrzeuge, insbesondere für Luft- und Raumfahrzeuge.

Bei den bisher bekannten Raumfahrzeugen werden als Antrieb Raketen verwendet. Hierbei wird den Raumfahrzeugen dadurch ein Schub erteilt, daß Masse mit großer Geschwindigkeit durch eine Düse ausgestoßen wird.

Im Gegensatz zum Raketentrieb, der nur kurzzeitig verwendbar ist, können Antriebe in der vorgezeigten Ausführung über einem beliebig langen Zeitraum verwendet werden.

Das Prinzip ist auch für andere Bereiche der Naturwissenschaft von Bedeutung und erklärt Zusammenhänge, die bisher nicht erklärbar waren.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Gehäuse, Rotoren und anderen Bauteilen,

Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 entlang der Schnittlinie D-D,

Fig. 3a eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei welcher anstelle von Statorelektromagneten Rotorelektromagneten vorgesehen sind,

Fig. 3b eine der Fig. 3a genau entsprechende Ausführung, bei der Bezugswinkel eingetragen sind.

Ziel der Forschungsarbeiten war, einen neuen Kraftvektor aufzuzeigen, um damit einige ungelöste Probleme der Physik angehen zu können. Daher werden vorab einige grundsätzliche Gedanken in Erinnerung gebracht.

Unser heutiges Verständnis der klassischen Mechanik verdanken wir zu einem wesentlichen Teil Galilei, Huygens und Newton.

Galilei hat die Fallgesetze experimentell nachgewiesen und mathematisch formuliert und gilt daher als der Begründer der wissenschaftlichen Physik.

In nachfolgenden Forschungsarbeiten - insbesondere von Huygens und Newton - wurde die Lehre von den Kräften (die Dynamik) weiter ausgebaut. Newton stellte die Erkenntnisse in seinem fundamentalen Werk "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", das als bedeutendste zusammenfassende wissenschaftliche Veröffentlichung gilt, dar.

Er stützte die Lehre der Dynamik auf 3 Axiome ab, die a priori zunächst einmal ohne Begründung d. h. als Behauptung gelten sollten und deren Richtigkeit a posteriori in der Erfahrung bestätigt werden mußte. Dazu hat Newton unabhängig von Leibniz auch eine mathematische Methode der Infinitesimalrechnung als Hilfsmittel entwickelt.

Die Newton'schen Axiome lassen sich wie folgt formulieren:

• 1. Axiom. Als Ursache für die Beschleunigung eines Massenpunktes betrachten wir eine an ihm angreifende Kraft. Ein kräftefreier unbeschleunigter Massenpunkt (Körper) verharrt in geradliniger Bewegung. (Grenzfall: in Ruhe).
• 2. Axiom. Die Kraft ist ein Vektor, welcher der einem Massenpunkt (Körper) erteilten Beschleunigung proportional und gleichgerichtet ist.
• 3. Axiom. Wenn zwei Massenpunkte miteinander in Wechselwirkung stehen, so haben die auf beide Massenpunkte wirkenden Kräfte gleichen Betrag und sind entgegengesetzt gerichtet. Ihre gemeinsame Wirkungslinie ist eine die Massenpunkte verbindende Gerade.

Die drei Axiome werden durch das Unabhängigkeitsprinzip ergänzt, das von Newton als Lex Quarta bezeichnet wurde und die Resultierende von mehreren Kräften auf einen Massenpunkt darstellt.

Diese Newton&min;schen Axiome haben ihren systematischen Ausdruck z. B. im Satz von der Erhaltung der Bewegungsgröße, d. h. also im Impulssatz, im Schwerpunktsatz und in der Erhaltung des Drehimpulses gefunden.

Die Bewegungsgröße - als Produkt aus Masse mal Geschwindigkeit definiert - hat bekanntlich einen festen Wert. Sie ist zeitlich konstant und kann durch ihre inneren Kräfte nicht verändert werden. Gleiches gilt auch für den Drehimpuls. Aus dem Wechselwirkungssatz ergibt sich z. B. der Antrieb von Weltraumraketen, deren Wirkung jeweils nur von kurzer Dauer ist, weil zum Antrieb ständig Masse mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen werden muß, die zunächst mitgeführt und ebenfalls in den Rakteten beschleunigt werden muß. Die Ergebnisse von Desy und Cern etc. geben keine Hinweise, daß der Schwerpunktsatz kein Absolutum sein könnte. Die Gesetze der allgemeinen Symmetrieeigenschaften scheinen dies zunächst ebenfalls zu bestätigen.

Doch es zeigt sich nun, daß die Newton&min;schen Gesetze noch längst nicht ganz erforscht sind. Die Grenzen unseres derzeitigen Erkenntnisstandes, aber auch die noch offenen Entwicklungsmöglichkeiten werden nachfolgend aufgezeigt.

Zwischen den Gesetzen der Translation und denen der Rotation gibt es bisher nur Analogien. Diese werden erkennbar, wenn man Geschwindigkeiten durch Winkelgeschwindigkeiten, Beschleunigungen durch Winkelbeschleunigungen, Massen durch Trägheitsmomente und Kräfte durch Drehmomente ersetzt. Einem axial wirkenden Drehimpuls q1 = u entspricht z. B. ein Impuls m v (m = Masse; v = Geschwindigkeit).

Es war aber bis heute nicht möglich, den Impulssatz mit dem Drehimpulssatz so zu verknüpfen, daß ein zur Translation eines Körpers verwendbarer Kraftvektor mit Hilfe von Energie und Rotation erzeugt werden kann, ohne daß dabei gleichzeitig Masse entgegengesetzt zur Schubrichtung ausgestoßen werden muß. Eine solche Möglichkeit ist auch auf den ersten Blick für unser derzeitiges physikalisches Verständnis zunächst noch unvorstellbar, obwohl die Newton'schen Axiome in ihrer ursprünglichen Fassung dies nicht ausschließen, denn es wird z. B. beim 1. und 2. Newton&min;schen Axiom nicht zwischen inneren und äußeren Kräften unterschieden. Die drei Newton&min;schen Axiome sind aber als eine Einheit zu verstehen und daher können nach bisheriger Lehrmeinung nur äußere Kräfte einen Körper beschleunigen. In der Quantenmechanik versagt jedoch dieses exakte System, weil die Teilchen so klein werden, daß eine genaue Messung von Massen und Geschwindigkeiten gleichzeitig nicht mehr möglich ist. (Unschärfenrelation).

In der Quantenmechanik es eine eingeschränkte sogenannte quantenmechanische Kausalität, die auf statistischer Wahrscheinlichkeit beruht und nicht klassisch deterministisch ist. Doch damit wollten sich Einstein, Planck, v. Laue u. a. nicht abfinden. Einstein wandte dagegen ein: "Gott würfelt nicht". V. Laue ergänzte, daß eine nichtkausale Physik überhaupt keine Wissenschaft sei, er fühle sich darin einig mit Planck und Einstein. Ein Determimismus ist nun nachweisbar.

Vom Wechselwirkungssatz (dem 3. Newton&min;schen Axiom) und der speziellen Relativitätstheorie ausgehend, kann aufgezeigt werden, daß trotz der bisherigen Lehrmeinung auch ein innerer Kraftvektor in einem Körper erzeugt werden kann, dessen Wirkung mit dem 2. Newton&min;schen Axiom (dem Lex Secunda) erklärbar ist.

Die dazu benutzte Vorrichtung besteht aus einem äußeren Rahmen, in welchem zwei Rotoren drehbar gelagert sind, wobei zu beachten ist, daß diese drehbaren Rotoren im Zustand der Rotation selbst als beschleunigte Bezugssysteme gelten. Es soll aber zusätzlich noch eine translatorische Beschleunigung von Rahmen und drehenden Rotoren erzeugt werden. Die wissenschaftliche Grundlage für diesen neuen Kraftvektor läßt sich aus bereits bekannten Gesetzmäßigkeiten und anhand von konstruktiven Ausführungsformen darstellen.

Dazu werden vorab noch einige Gesetzmäßigkeiten in Erinnerung gebracht, bevor dann die Vorrichtungsausführungen beschrieben werden. Zunächst soll die historische Entwicklung des Energieprinzips aufgezeigt werden:

Beim Energieprinzip wurden partielle Erkenntnisse zu den uns heute bekannten Gesetzmäßigkeiten im Laufe von Jahrhunderten zusammengefügt. Das Energieprinzip begrenzt auf starre Körper sowie die potentielle und kinetische Energie, wurde bereits von Galilei 1564-1642 bei seinen Fallversuchen mehr oder weniger intuitiv erkannt.

Huygens, Leibniz, Bernoulli und Euler erstreckten ihn auf den gesamten Bereich der Mechanik. Der Begriff Arbeit stammt von Poncelet, der Begriff Energie von Young (1773-1829).

Schon Bacon deutete 1620 an, daß Wärme auf die Bewegung von Molekülen zurückzuführen sei. Davy, Rumford, Krönig, Clausius, Maxwell und Boltzmann entwickelten sie schließlich zur mechanischen Wärmetheorie.

Durch Arbeiten von Mayer 1840, Joule 1843 und Helmholtz 1847 blieb das Energieprinzip nicht auf mechanische Vorgänge begrenzt. Man erkannte die Gleichwertigkeit von mechanischer, thermischer, elektrischer und chemischer Energie und konnte das mechanische Wärmeäquivalent formulieren.

Damit war die Entwicklung zur Vereinheitlichung des Energieprinzips noch nicht abgeschlossen. Nach Einstein&min;s Energieformel E = m c_o² ist jede Energie auch einer Masse äquivalent.

In der vorliegenden Arbeit soll nun weiter nachgewiesen werden, daß der Verlust an Energie in einem Körper sich wiederfindet in seiner veränderten Bewegungsgröße, falls diese Energie dazu verwendet wird, um einen neuen Kraftvektor in der beschriebenen Vorrichtung zu erzeugen.

Dazu soll nun die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie kurz betrachtet werden.

Aus den Versuchsergebnissen von Michelson und Morley und der Lorentz-Kontraktion zog Einstein die Schlußfolgerung, daß es keinen Lichtäther geben könne. Daraus ergab sich die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, die spezielle Relativitätstheorie und die berühmte Formel E = m c_o², nach welcher jede Energie eine Masse hat, die gleich der durch das Quadrat der Vakuumlichtgeschwindigkeit dividierten Energie ist. Wie jede körperliche Masse ist diese Energie sowohl träge als auch schwer. Die Masse ist also nur eine besondere Erscheinungsform von Energie.

In der allgemeinen Relatvitätstheorie beseitigte Einstein dann auch die Sonderstellung von beschleunigten Bezugssystemen, die ja in der speziellen Relativitätstheorie noch gewahrt blieb. Einstein wollte nämlich nicht einsehen, daß gleichförmige Bewegungen relativ und beschleunigte Bewegungen absolut sein sollten. Er mußte sich dabei auch mit Newton&min;s Gravitationsgesetzen befassen. Newton hatte ja bekanntlich festgestellt, daß die irdische Schwerkraft nur ein Sonderfall einer Eigenschaft der Materie ist, nämlich der allgemeinen Massenanziehung oder Gravitation. Auch Mond und Erde oder z. B. Sonne und Erde ziehen sich nach einem Gesetz an, das Newton erkannte. Die zwischen zwei Körpern wirkende Kraft beträgt F = G m m&min;/r².

In der allgemeinen Relativitätstheorie ist das Fallen eines Körpers auf die Erde als Trägheitsbewegung dieses Körpers auf geradester Bahn im nichteuklid&min;schen Raum zu verstehen. Ebenso fällt die Erde in der allgemeinen Relativitätstheorie - bedingt durch die geodätischen Linien (dem gekrümmten Raum) um die Sonne. Die Gravitation wird also in der allgemeinen Relativitätstheorie anders gedeutet, als in der klassischen Physik, kann aber auch in der allgemeinen Relativitätstheorie nur zum Teil verstanden werden. Ihre endgültige Form hat die Gravitationstheorie noch nicht gefunden.

Aus obigen Überlegungen ergab sich daher die Frage:

"Kann die Einstein'sche Äquivalenzformel E = m c_o², die sich aus der speziellen Relativitätstheorie ergibt, in der Weise erweitert werden, daß Bewegungsgröße und Energie zu einer Einheit verschmelzen und kann dabei ein neuer Kraftvektor erzeugt werden, wenn eine geeignete Vorrichtung eingesetzt wird."

Wenn vektorielle und skalare Betrachtungen einen solchen grundsätzlichen Gedanken zulassen, kann ein neuer bisher unbekannter Kraftvektor in der Vorrichtung erzeugt werden und experimentell nachgewiesen werden. Dann sind auch Newton's Axiome in einer neuen Erfahrungsform bestätigt und die bisherige Einengung bezüglich der inneren Kräfte kann aufgehoben werden.

Nach dem Wechselwirkungssatz ist m1 v1 = -m2 v2. Das Wechselwirkungsprinzip läßt sich an einem elektromagnetischen Linearantrieb, oder auch an einem Geschütz erläutern. Wenn z. B. ein Geschütz auf einer ebenen glatten Eisbahn auf einem Schlitten derart angeordnet ist, daß Geschützrohrachse und Schlittenkufen parallel zueinander stehen und das Geschütz dann abgefeuert wird, dann setzt sich das Geschütz in einer Richtung und das Geschoß in entgegengesetzter Richtung in Bewegung und es ergeben sich bei Vernachlässigung der Reibung folgende Werte:

m1 v1 = -m2 v2. Hierin bedeuten:

m1 = die Geschoßmasse, die das Geschütz verläßt,

v1 = die Geschwindigkeit des Geschosses nach dem Abfeuern,

m2 = die Masse des Geschützes ohne die Geschoßmasse,

v2 = die Geschwindigkeit des Geschützes auf der Eisbahn nach dem Abfeuern.

Somit hat das Geschoß nach dem Abfeuern die Geschwindigkeit v1 = -m2 v2/m1.

Der Schwerpunkt von Geschütz und Geschoß bleibt bei dieser Betrachtung auch nach dem Abfeuern erhalten, denn die inneren Kräfte, die in einem Körper, bestehend aus den Teilmassen m1 und m2 erzeugt werden, treiben zwar die Teilmassen auseinander, können aber bei dieser Vorrichtungsausführung den Gesamtschwerpunkt der ursprünglichen Körpermassen m1 und m2 nicht verändern. Die Pulverladung verhält sich beim Abfeuern ganz analog, d. h. ebenfalls nach dem Wechselwirkungssatz.

Dieses soeben aufgezeigte Grundprinzip läßt sich auch anhand einer modifiziert gedachten Fig. 3 erklären, die nachfolgend beschrieben wird.

In den Statorgehäusen 303 und 304, die in dem Rahmen 310 mittels Stegen 305 und 306 fest angeordnet sind sollen zwei Rotoren 311 und 312 vorsehbar sein, welche völlig in sich ausgewuchtet sind und an welchen sich jeweils zwei gleichgroße Massen 315 und 316 mit gleichem Radialabstand und um 180° versetzt befinden.

Die beiden Massen 315 sollen jeweils fest aber gesteuert lösbar an den Rotoren angeordnet sein, während die Massen 316 fest mit den Rotoren verbunden sein sollen. Weiterhin sollen die beiden Rotoren 311 und 312 bei der Drehung jeweils gleiche Winkelgeschwindigkeit haben und gemessen an den beiden Bezugskreisen 340, die fest mit dem Rahmen 310 verbunden gedacht sind, sollen die Massen 315 und 316 jeweils gleiche Drehwinkelstellungen während ihrer Rotation aufweisen.

Nach dem die Rotoren in Drehung versetzt wurden, sollen dann die beiden Massen 315 gleichzeitig in einer 90°-Stellung von den Rotoren 311 und 312 gelöst werden. Beachtet man die Drehrichtungspfeile F der Rotoren, dann müssen sich die Massen 315 nach dem Loslösen entgegengesetzt zu der Schubrichtung Ages geradeaus fortbewegen.

Beim Loslösen der Massen 315 befinden sich die weiterhin fest mit den Rotoren verbundenen Massen 316 in einer Winkelstellung von 270° und sollen nach einer weiteren Drehung von 90° - also in der 0°-Stellung - abrupt abgebremst werden. Während dieses Vorganges wird die gesamte Vorrichtung 320 (ohne die beiden Massen 315) in Schubrichtung Ages beschleunigt.

Folglich läßt sich sagen, daß auch hier das 3. Newton&min;sche Axiom (d. h. der Wechselwirkungssatz) Gültigkeit hat und daß der Schwerpunktsatz daher nicht verletzt wird. Dies läßt sich auch formelmäßig ausdrücken.

Bezeichnet man die Gesamtmasse der beiden Massen 315 mit m1 und jede der beiden Massen 315 mit m1/2, dann ist m1 = m1/2+m1/2 und es wird wieder wie vorher m1 v1 =-m2 v2, wobei unter m2 die Masse der Vorrichtung 320 ohne die beiden losgelösten Massen 315 zu verstehen ist.

Es muß hierbei beachtet werden, daß die Geschwindigkeiten v1 und v2 der Massen m1 und m2 davon abhängig ist, wieviel Rotationsenergie vorher zur Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit investiert wurde. (Unter v1 ist die Geschwindigkeit der beiden Massen 315 nach dem Loslösen; unter v2 die Geschwindigkeit der Vorrichtung 320 ohne die Massen 315 zu verstehen).

Für die Kernspaltung eignen sich die Isotope Uran-235, Plutonium-239 sowie Uran-233. Meist wird natürliches Uran verwendet, bei welchem der Anteil an Uran-235 von 0,7 auf 3,5% angereichert worden ist. Bei der kontrollierten Kernspaltung von Uran-235 ist die Summe der Massen von Spaltprodukten und sekundären Neutronen etwas kleiner als die Massen des Ausgangsmaterials. Der dabei auftretende Massenverlust entspricht der frei gewordenen Energie.

Berechnungen zeigen: Wird 1 kg Uran-235 völlig gespalten, so haben die Spaltprodukte und sekundären Neutronen noch eine Masse von 999 g. Der Massenverlust von 1 g wird aber als Energie (24 Millionen kWh) freigesetzt. Gemäß der Einstein&min;schen Äquivalenzformel E = m c² ergeben der verbleibende Massenanteil von 999 g und der frei gewordene Energieanteil zusammen wieder 1 kg.

Die obigen Vorgänge sind erklärbar mit dem Massendefekt, d. h. den Bindekräften von Atomen, die sich bei der Kernspaltung ändern.

Bei der Spaltung von Uran-235-Kernen entstehen z. B. 2 Trümmerkerne, Neutronen werden frei, und es wird Energie abgestrahlt. Die Kernspaltung von Uran- 235 ist mit einem plötzlichen Auseinanderfliegen von Spaltprodukten und Neutronen verbunden. Hierbei erhalten die vorgenannten Teilchen eine hohe Bewegungsenergie.

Ein Atom besteht jeweils aus dem Kern und den zugehörigen Elektronen. Während der Kern - genauer betrachtet - aus positiv geladenen Protonen und elektrisch neutralen Neutronen besteht, sind die Elektronen negativ geladen. Die positive bzw. negative Ladung von Protonen bzw. Elektronen bleibt auch nach der Kernspaltung erhalten. Folglich müssen sich die bei der Kernspaltung entstehenden 2 Trümmerkerne (ebenfalls aus Protonen und Neutronen bestehend) wegen gleichnamiger Pole abstoßen.

Die aus diesem Abstoßen resultierende Bewegungsenergie der Trümmerkerne wird dann in den Kristallgittern des Urandioxids aufgefangen. D. h die Trümmerkerne werden in der Materialstruktur der Brennstäbe abgebremst und erwärmen sich dabei. Die Brennstäbe müssen daher gekühlt werden.

Diese Kühlung kann z. B. mittels einer Kühlflüssigkeit erfolgen. Die Wärmeenergie der Brennstäbe wird dann von der Flüssigkeit aufgenommen. Die Molekulargeschwindigkeit in der Kühlflüssigkeit wird bei der Erwärmung erhöht. Die in der Flüssigkeit aufgenommene Wärmeenergie kann dann als Dampf zum Betreiben von Dampfturbinen unter Berücksichtigung von Wirkungsgraden verwendet und abgegeben werden. Wärmeenergie wird dabei mittels Dampfturbinen zunächst in mechanische Arbeit und dann schließlich in elektrische Energie verwandelt.

Nachfolgend wird die Rolle der bei der Kernspaltung frei werdenden Neutronen noch etwas genauer beschrieben. Die wichtigsten Wechselwirkungen zwischen Kernen und Neutronen treten bei der Kernspaltung, der Neutronenstreuung und der Absorption von Neutronen (Neutroneneinfang) auf.

Bei jeder Spaltung eines Uran-235-Kernes werden immer 2-3 Neutronen frei. Bei einer kontrollierten Kernspaltung müssen der Multiplikationsfaktor 1 und die kritische Masse (Mindestmasse) beachtet werden. Jeweils nur 1 frei werdendes Neutron darf aber während des Betriebes, d. h. nach dem geregelten Anfahren des Reaktors eine weitere Spaltung herbeiführen, weil sonst eine explosive Kettenreaktion eintreten würde. Dieses Neutron muß aber vorher eine Energie von ΔE_N = Δm_Nc² (ca. 1,75 MeV-0,025 eV) abgegeben haben, bevor, es einen Uran-Kern-235 bei langsamer Geschwindigkeit spalten kann, wie weiter hinten genau beschrieben ist.

Mit Hilfe eines Moderators kann erreicht werden, daß die bei der Spaltung von Uran-235 frei werdenden anfänglich schnellen Neutronen, die für eine weitere Kernspaltung vorgesehen sind, nicht durch rasche Absorption in entsprechend geeigneten Materialien verloren gehen. Es werden nämlich thermische d. h. abgebremste Neutronen für weitere Kernspaltungen benötigt.

Moderatoren sind Stoffe, die eine große Neutronenstreuung bei wenig elastischen Zusammenstößen ermöglichen und die wenig Neutronen absorbieren sollen. Als Moderatoren eignen sich z. B. leichtes Wasser, schweres Wasser Graphit, Beryllium etc. Aus technischen Gründen wird vielfach eine zirkulierende Flüssigkeit (z. B. Wasser) als Moderator eingesetzt. Wasser nimmt Wärmeenergie in dem Reaktorbehälter auf und gibt diese in einer Dampfturbine wieder ab. Schweres Wasser ist ein guter, aber teurer Moderator, da eine Neutronenabsorption durch das Wasserstoffisotop Deuterium gering ist. Leichtes Wasser neigt dagegen zu einer gewissen Absorption von Neutronen.

Zur Umwandlung von Kernenergie in Wärmeenergie, resultierend aus abgebremsten Neutronen, läßt sich sagen:

Diejenigen schnellen Neutronen, die aus einer bereits erfolgten Kernspaltung hervorgehen und die eine weitere Kernspaltung herbeiführen sollen, werden zunächst in einem Moderator (zirkulierendem Wasser) von ihrer anfänglichen Geschwindigkeit von 20 000 km/sec (1,75 MeV) auf eine thermische Geschwindigkeit von ca. 2 km/sec ( 0,025 eV) heruntergebremst, bevor sie danach wieder in einen Brennstab gelangen, um dort Uran-235-Kerne spalten zu können.

Das als Moderator dienende Wasser soll Energie und Impuls der abzubremsenden Neutronen möglichst maximal aufnehmen. Bei einer solchen Neutronenmoderation wird die Molekulargeschwindigkeit in der Flüssigkeit erhöht, d. h. die Temperatur des Wassers steigt. Die Bewegungsenergie der Neutronen wird also in Wärmeenergie verwandelt. Diese Wärmeenergie läßt sich mittels Dampfturbinen und Generatoren teilweise in elektrische Energie umwandeln, der Rest geht als nicht arbeitsfähige Wärmeenergie (Entropie) oder andere Verluste verloren.

Neutronen mit hoher Geschwindigkeit spalten nur manchmal Uran-238-Kerne, dagegen werden mittelschnelle Neutronen zwischen 5 und 100 eV begierig von Uran-238 Kernen eingefangen. Durch eine entsprechende Anordnung von Uranstäben und Moderatoren läßt sich eine Kettenreaktion so steuern, daß entweder mehr mittelschnelle Neutronen von Uran-238 eingefangen werden, oder daß mehr Uran-235-Kerne durch Neutronen mit thermischer Geschwindigkeit gespalten werden. Dabei entsteht aus den Uran-238-Kernen zunächst Uran-239 und danach über eine Umwandlungskette Plutonium. Bei einer Spaltung von Uran-235 Kernen wird Wärmeenergie frei, die dann teilweise in elektrische Energie umwandelbar ist.

Es ist zu beachten, daß bei der Kernspaltung auch weitere Energieverluste durch Abstrahlung auftreten.

Die kontrollierte Kernspaltung erfolgt bei uns vorzugsweise in Druckwasser und Siedewasserreaktoren, wobei die Dampfturbinen mit Dampf um 300°C beaufschlagt werden. Hochtemperaturreaktoren würden höhere Dampftemperaturen und somit höhere Wirkungsgrade nach Carnot ermöglichen.

Ausgelöst werden kann eine Kettenreaktion in Uran-235 durch ein primäres Neutron (z. B. aus der kosmischen Strahlung), oder durch eine künstliche Neutronenquelle im Reaktor, wenn eine Mindestmasse (kritische Masse) gegeben ist.

Insgesamt sind ca. 31 Mrd. Spaltungen erforderlich, um eine Gesamtenergie von 1 Ws = 1 J = 1 Nm zu gewinnen. (1 eV = 1,60219 10^-19 J; 1 MeV = 10⁶ eV).

Bei der Erwärmung von 1 kg Wasser von 0°C auf 100°C nimmt z. B. sein Energiegehalt um 10⁵ cal zu. Das entspricht nach der Einstein&min;schen Äquivalenzformel E = m c² einem Massenzuwachs von 0,44×10^-8 g.

Literatur:

Basiswissen zum Thema Kernenergie von M. Volkmer, Herausgeber Hamburger Elektrizitätswerke AG, die in dieser Veröffentlichung angegebene weiterführende Literatur, Westphal/Physik etc.

Nach den Lehrbüchern der Physik wird sowohl in dem Impulssatz als auch im 1. Hauptsatz ein Invarianz- bzw. Erhaltungsprinzip zum Ausdruck gebracht.

Der Impulssatz in der bekannten Form besagt, daß die Bewegungsgröße (als Masse m mal Geschwindigkeit v definiert und mit den Erhaltungssätzen in Einklang stehend) zeitlich konstant ist und durch die inneren Kräfte im Körper nicht geändert werden kann. Nach der bekannten Einstein&min;schen Formel E = m c² ist es aber durchaus erlaubt, Masseteile eines Körpers in Energie zu verwandeln. Bei einem solchen Vorgang kann sich jedoch die Gesamtmasse eines Körpers dann nicht ändern, wenn die in diesem Körper auf diese Weise erzeugte Energie nicht auf einen anderen Körper übergeht, sondern in diesem Körper gespeichert wird. (Gedanklich ist ein solcher Körper als ein abgeschlossenes System z. B. als Minikernkraftwerk denkbar, in welchem Heißwasser in Speichern auf Vorrat aufbereitet wird).

Aus der Formel Q = ΔU+W des 1. Hauptsatzes geht hervor, daß die einem Körper zugeführte Wärme Q (relativistisch ausgedrückt ΔE =X m/c²) sich wiederfindet in der Erhöhung seiner inneren Energie ΔU und der von ihr geleisteten Arbeit W.

In den beiden vorangehenden Absätzen wurden Bewegungsgröße und 1. Hauptsatz, wie sie heute verstanden werden aufgezeigt. Neu ist bei der Erzeugung einer "neuen Kraft" nun, daß Energie in diesem Körper mittels einer bisher unbekannten Transformation in einen inneren Kraftvektor verwandelt werden kann. Der Körper kann demnach beschleunigt werden ohne daß eine äußere Kraft angreift und ohne daß eine Wechselwirkung mit einem zweiten äußeren Körper erfolgt, wie man nach den bisherigen Erfahrungen mit den Newton&min;schen Axiomen erwarten müßte.

Die Energie, die in einen Kraftvektor verwandelt wird, kann in dem zu beschleunigenden Körper selbst erzeugt, oder von außen zugeführt werden, d. h. es kann sich um ein geschlossenes oder um ein offenes System handeln. Ob es auch Mischsysteme gibt, müßte untersucht werden.

Wird Energie ΔE im Körper selbst aus mitgenommener Masse Δm erzeugt und in einen neuen Kraftvektor transformiert, dann handelt es sich um ein geschlossenes System. D.h. es muß ein Teil von der Bewegungsgrößenmasse m abgegeben werden, um Energie für die Erzeugung eines neuen Kraftvektors zu gewinnen. Die Geschwindigkeit v aus dem Ausdruck der Bewegungsgröße ist nach erfolgter Beschleunigung größer geworden. Es erfolgt somit eine Verschmelzung von Bewegungsgröße und dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik.

Anders ausgedrückt läßt sich auch sagen:

Der Körper erfährt während seiner Beschleunigung mittels der "neuen Kraft" einen entsprechenden Masseverlust von Δm = ΔE/c², der natürlich bei zeitlich kurzen Beschleunigungsphasen winzig klein ist. Der Masseverlust Δm entspricht einer Energie von ΔE = X m c², die zur Erzeugung des "neuen Kraftvektors" nötig ist.

Daraus ergibt sich ganz allgemein, daß die in den Beschleunigungsvorgang eines Körpers investierte innere Energie sich wiederfindet in den veränderten Faktoren m und v der ursprünglichen Bewegungsgröße, wenn der Körper in einer bevorzugten Richtung, d. h. z. B. auf einer Geraden beschleunigt wird. Die zeitliche Beschleunigungsphase und der dabei zurückgelegte Weg eines Körpers werden somit zum Maßstab für den dabei auftretenden Energieverbrauch. Demnach darf es aber auch in der Wirkung und Berechnung von inneren und äußeren Kräften auf einen zu beschleunigenden Körper keine Unterschiede geben, wenn die Trägheitskräfte von zu beschleunigenden Massen jeweils erhalten bleiben. (Es ist dabei zu beachten, daß Δm als Masse während der Beschleunigungsphase verschwindet und die hierfür äquivalente Energie dem zu beschleunigenden Körper eine höhere kinetische Energie erteilt). Folglich ist es dann erlaubt, auch für die geleistet Arbeit eines inneren Kraftvektors an einem Körper die Formel "Arbeit = Kraft mal Weg" anzuwenden und auf diese Weise die erforderliche Energie unter Berücksichtigung des mechanischen Wärmeäquivalents zu erfassen und unter Berücksichtigung der Äquivalenz von Energie und Masse nach der speziellen Relativitätstheorie die zum Antrieb erforderliche Masse Δm zu ermitteln.

Formelmäßig läßt sich das Verschmelzen von Bewegungsgröße und 1. Hauptsatz vereinfacht ausdrücken durch die Beziehung m v = (m-Δm) (v+Δv), wenn man z. B. Masse und Geschwindigkeit vor und nach der Beschleunigung in einem zweidimensionalen Koordinatensystem mißt. In dieser Formel bedeuten:

m v = ursprüngliche Bewegungsgröße vor der Beschleunigung,

(m-Δm) (v+Δv) = neue Bewegungsgröße nach erfolgter Beschleunigung,

Δm = Masseverlust während der Beschleunigungsphase,

Δv = Geschwindigkeitserhöhung während der Beschleunigungsphase.

Aus dem Masseverlust Δm= ΔE/c² resultiert die erhöhte Geschwindigkeit Δv in dem Ausdruck der neuen Bewegungsgröße; die kinetische Energie der neuen Bewegungsgröße beim Auftreffen auf einen mit dem Koordinatensystem verbunden gedachten Körper steigt mit Δv.

Mit der neuen Kraft ist es denkbar, selbstbewegliche Fahrzeuge z. B. einen Flugkörper im Weltraum über längere Zeit zu beschleunigen ohne daß dabei mitgenommene Masse durch eine Düse mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen werden muß (wodurch nur sehr kurze Betriebszeiten möglich sind) bzw. ohne daß Photonen (Masse = h v/c_o² pro Photon) nach außen abzugeben sind.

Schwieriger wird die Betrachtung bei perodischem Hin- und Herbewegen d. h. bei positiver und negativer Beschleunigung eines Körpers durch die "neue Kraft" und bei komplexen Bewegungen z. B. im dreidimensionalen Raum.

Theoretisch konnte anhand von Konfigurationen aufgezeigt werden, daß es nicht nur Wechselwirkungen zwischen 4 vermuteten Grundkräften gibt, von denen bisher lediglich nur 3 eindeutig identifiziert werden konnten. Neue Kraftvektoren können vielmehr auch im Inneren eines Körpers selbst erzeugt werden, wenn auch die allgemeinen Symmetrieeigenschaften scheinbar einen solchen Gedanken scheinbar nicht zuließen.

Die Erkenntnisse dürften aber nicht nur für größere Körper, sondern auch für Teilchen im atomaren und molekularen Bereich gelten, wenn dort "neue- Kraft-Konfigurationen" erfüllt sind (siehe Pos. 3).

Nach der Inflationstheorie, die von A. Guth in ihren Ursprüngen erdacht und später von Linde zu einer verbesserten Theorie entwickelt wurde, kann Energie aus dem leeren Raum, bzw. aus dem Quantenvakuum d. h. aus dem Nichts (ex nihilo) kommen. Nach einer anfänglichen Expansionsphase sollen dann die einzelnen Freiheitsgrade dieser Energie im Laufe von Jahrmillionen eingefroren sein. Dabei soll dann schließlich die uns bekannte Materie entstanden sein. Erst nach diesem Einfrieren sollen dann die Erhaltungssätze von Materie und Energie mit der Ausnahme Gültigkeit besitzen, daß weiterhin in intergalaktischen Räumen des Universums, Energie bzw. Materie aus dem Nichts heraus entstehen soll.

Literatur:

"Die Urkraft" (Superforce), dtv-Sachbuch, Paul Davies, Seite 252 bis 268.

"Das Echo des Urknalls, Kernfragen der modernen Kosmologie", Droemer Knaur, Verfasser: Dennis Overbye.

"Eine kurze Geschichte der Zeit, die Suche nach der Urkraft des Universums", Rowohlt, Stephen W. Hawking.

Westphal/Physik Springer, 22./24. Auflage, Seite 691.

"Dialog mit der Natur" Piper, I. Prigogine/I. Stengers.

"Das Spiel, Naturgesetze steuern den Zufall", M. Eigen/R. Winkler;

"Aufbau der Physik", dtv 10899, C.F. v. Weizsäcker.

Nach der Katapultanmeldung (P 41 14 910.6) muß aber Energie bei perodischem, elektromagnetischem Hin- und Herbewegen entgegen dem Energieerhaltungssatz (1. Hauptsatz der Thermodynamik) ganz verschwinden. Insgesamt sind gedanklich drei Schritte zu machen, um eine Erweiterung des Impulssatzes zu verstehen.

1. Schritt: Das periodische Hin- und Herbewegen von zwei Körpern ist auch mittels einer gemeinsamen Führung vorstellbar, wobei dann die beschleunigte Hin- und Herbewegung einer geleisteten Arbeit entspricht. Die hierbei verbrauchte Energie ist nach der Einstein&min;schen Formel E = m c² einer Masse, Δm äquivalent und der Gesamtschwerpunkt der beiden übrig bleibenden Körpermassen kann dabei nach dem 3. Newton&min;schen Axiom nicht verändert werden.

Diese Aussage ist unter der Annahme gleicher Bedingungen in beiden Körpern nicht mehr anzuzweifeln.

2. Schritt: Am Beispiel der Katapultvorrichtung P 41 14 910.6 wird erkennbar, daß auch der Impulssatz erweiterbar ist.

3. Schritt: Aus der Anmeldung P 41 14 950.5 wird schließlich deutlich, daß Energie ganz oder teilweise in Schub umwandelbar ist und nach welcher neuen Gesetzmäßigkeit dies erfolgt. Dieses Gesetz entspricht den bereits früher formulierten Forderungen. Sie sind z. B. nachzulesen in "Die Relativitätstheorie Einsteins", Springer-Verlag, von Max Born auf den Seiten 292 und 231/232. D. h, ein neues Gesetz muß von 2. Ordnung und von klassisch deterministischer Art sein. Einstein u. a. suchten nach einer solchen Formel (s. Westphal/Physik 22/24 Aufl. Seite 580; Max Born "Die Relativitätstheorie Einsteins", Seite 323; Martin Gardner "Relativitätstheorie für alle", Seite 73 Orell Füssli Verlag Zürich). Mit dieser neuen Gleichung ergeben sich auch Erklärungen in der Chaostheorie und in den Stringtheorien.

Um zu einer einheitlichen physikalischen Theorie zu kommen, müssen nach der einschlägigen Literatur die Relativitätstheorie und die Quantenmechanik miteinander verknüpfbar sein, (wobei die Relativitätstheorie als zur klassischen Physik gehörend anzusehen ist. Der richtige Weg hierzu war jedoch bisher noch nicht sicher bzw. gefunden. (Freie Wiedergabe nach S. Hawking in "Eine kurze Geschichte der Zeit").

Bisher war eine Gravitationsgegenkraft wegen der von Emmy Nöther formulierten Symmetrieeigenschaften nicht denkbar und wurde daher in der Wissenschaft nach langem ergebnislosem Suchen meist als nicht möglich betrachtet. Unter Berücksichtigung der Einstein&min;schen Äquivalenzformel E = m c² und des vorne beschriebenen theoretischen Beweises, wonach zwei Massen bei elektromagnetischem periodischem Hin- und Herbewegen um den Betrag Δm kleiner werden, ergibt sich ein Symmetriebruch. Erst durch diesen Symmetriebruch wird es möglich, daß auch innere Kräfte einen Körper beschleunigen können.

Nun läßt sich auch die Frage näher untersuchen zu der I. Prigogine/I. Stengers in ihrem Buch "Dialog mit der Natur", Piper, Seite 174, meinen, daß der Dualismus von Selektion und Mutation nur unsere Unwissenheit verschleiere.

Die Newton&min;schen Axiome wurden von Isaac Newton (1643-1727) in seinem berühmten Werk "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" erstmals zusammenfassend beschrieben und haben in der klassischen Physik bis heute Gültigkeit, während für Teilchen der Quantenmechanik seit Heisenberg die Unschärfenrelation gilt.

Newton erkannte auch, daß die irdische Schwerkraft nur ein Sonderfall einer allgemeinen Eigenschaft der Materie, nämlich der Massenanziehung bzw. Gravitation ist und konnte die Gesetzmäßigkeit der Anziehung zwischen der Erde und den in ihrer Umgebung befindlichen Körpern nachweisen.

Erst in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie wurde klar, daß die Massenanziehung ihre Ursache in "verbogenen Räumen" hat, die durch Massenanordnungen im Raum bedingt sind. Wissenschaftlich ausgedrückt läßt sich solch ein "verbogener Raum" nach Westphal/Physik-Springer, 22./24. Auflage (s. Seite 580) wie folgt definieren:

"In der allgemeinen Relativitätstheorie verliert die Gravitation den Charakter einer Kraft. Sie deutet alle Bewegungen in dem als metrisches Feld verstandenen Gravitationsfelde als reine Trägheitsbewegungen auf geradester Bahn im nichteuklid&min;schen Raum. Doch hat die Theorie ihre endgültige Form noch nicht gefunden". (Weitere Erläuterungen sind z. B. den Büchern "Die Relativitätstheorie Einsteins" von M. Born, Springer-Verlag und "Relativitätstheorie für alle" M. Gardner Orell-Füssli-Verlag zu entnehmen).

Einstein meinte einmal zu seiner neuen Interpretation der Massenanziehung: "Newton möge mir verzeihen, er fand die einzige Möglichkeit, die zu seiner Zeit möglich war".

Die heutige Aufgabenstellung besteht darin, die Relativitätstheorie (die zur klassischen Physik gehört,) mit der Unschärfenrelation zu verbinden (s. Seite 197) in "Eine kurze Geschichte der Zeit" von S. Hawking.

Die Relativitätstheorie (bestehend aus der speziellen und der allgemeinen Relativitätstheorie) hatte bisher nur in der klassischen Physik Gültigkeit, jedoch nicht in der Unschärfenrelation der Quantenmechanik (vergl. z. B. S. Hawking in "Eine kurze Geschichte der Zeit", Seite 75 bis 85).

Außerdem müssen die Stringtheorien und die Chaostheorie bei einer Vereinheitlichung der Physik eingliederbar (integrierbar) sein, wie aus der Literatur hervorgeht. Die Quantenmechanik basiert aufgrund der Unschärfenrelation (vgl. z. B. S. Hawking, "Eine kurze Geschichte der Zeit", Seite 78 und M. Born in "Die Relativitätstheorie Einsteins", Seite 322) auf statistischer Wahrscheinlichkeitsrechnung. Diese Interpretation hatte sich zunächst gut bewährt, versagt jedoch neuerdings in manchen Fällen und ist daher unvollständig. Dazu einige Erläuterungen:

Komplexere Computer weisen bekanntlich gelegentlich Unregelmäßigkeiten auf. Erreicht eine gewisse Systemgröße einen kritischen Wert, so gibt der Computer völlig unbrauchbare, chaotische Werte an, die nach derzeitiger wissenschaftlicher Erkenntnis auf nichtlineare Rückkopplungsschleifen zurückgeführt werden, wie sie in der Chaostheorie vorkommen. Allerdings gibt es noch Informationslücken bei der Erforschung des Chaos und der Superstringtheorien, z. B. in der Frage, wie Bifurkationen und 10 Dimensionen entstehen, wenn auch Feigenbaum-Zahlen und Strange Attractors etc. schon wichtige Hinweise geben.

Computerzusammenbrüche können z. B. bei militärischen Einrichtungen und beim high-tech gestützen Börsenhandel der Wall Street unbeabsichtigte Folgen haben. Auch der Airbus-Computer weist bekanntlich gelegentlich Unregelmäßigkeiten auf und dies führte vermutlich schon zu mehreren Abstürzen. Daher gibt es bei Großrechnerentwicklungen (z. B. Suprenum) auch warnende Stimmen.

Der erforschte und anerkannte Teil der Quantenmechanik, auf dem die Chipentwicklung von Computern basiert, hat bekanntlich wie die klassische Physik einen linearen Charakter, während die Relativitätstheorie (die bisher nur als zur klassischen Physik gehörend betrachtet werden konnte) und die Chaostheorie (die sowohl zur Relativitätstheorie als auch zu dem noch nicht erforschten Teil der Quantenphysik gehören dürfte), von nichtlinearer Art sind. In der Chaostheorie können nichtlineare Rückkopplungen bisher nur teilweise verstanden werden. Hierzu zählt die Superstringtheorie. In diesem Zusammenhang wird u. a. auf das Buch "Die Entdeckung des Chaos" von John Briggs und David Peat, Carl-Hanser-Verlag (s. Intermittenz auf Seite 86 u. auf nichtlineare Rückkopplungen auf den Seiten 252 bis 300) hingewiesen. Weiterhin wird auf das Buch "Die Geburt der Zukunft, die Bilanz unseres naturwissenschaftlichen Weltbildes", von John Brockmann, Goldmann-Verlag 12307, (s. 232 bis 233) verwiesen.

Aus meinen Forschungsarbeiten, die auch eine wichtige Informationslücke in der Chaostheorie schließen dürfte, folgt nun:

Die von größeren beschleunigten Körpern mittels der neuen Kraft als Antrieb zurückgelegte Wegstrecken lassen sich geometrisch genau erfassen und sind proportional zu der verbrauchten Energie (=innere Kraft dieses Körpers mal Weg). Entgegen der bisherigen Lehrmeinung der Physik, kann auch eine innere Kraft einen größeren Körper beschleunigen. Die dabei verbrauchte Energie entspricht nach der Formel E = m c² bzw. m = E/c² einem kleinen Massenverlust Δm = ΔE/c², d. h. es verschwindet Masse.

Dazu zwei Beispiele:

Die in einen größeren Körper investierte innere Energie kann sich z. B. als veränderte Bewegungsgröße dieses Körpers wiederfinden (abzüglich der winzigen Masse, die als Energie verbraucht wurde), wenn der Körper auf einer Ebene in einer Richtung beschleunigt wurde. Erfolgt eine Beschleunigung eines Körpers mit einer inneren Kraft dagegen auf einer Geraden in einer Ebene nacheinander in entgegengesetzter Richtung, so kann der beschleunigte Körper wieder zu seinem Ausgangspunkt zurückkehren und dabei verschwindet die verbrauchte Energie bzw. Masse (Δm = ΔE/c² bzw. Δm = ΔE/c²) und läßt sich nicht als veränderte Bewegungsgröße wiederfinden.

Das Verschwinden von Masse, d. h. der Zerfall von Protonen, geht aus den GUT&min;s (grand unified theories) hervor und stellt einen Symmetriebruch des Prinzips von Emmy Nöther dar. In den letzten Jahren wurde nach dem Zerfall von Protonen vergeblich eifrig gesucht. (Vergl. hierzu Paul Davies, "Die Urkraft", dtv, Seite 179; John Brockmann "Die Geburt der Zukunft - die Bilanz unseres naturwissenschaftlichen Weltbildes", Goldmann-Verlag 12307, Seite 93; "AUF DER SUCHE NACH DER WELTFORMEL - VORSTOSS DER PHYSIKER INS INNERSTE DER MATERIE", ein Bericht von Paul Hermanns, Bayr. Fernsehen).

Während in der bisherigen Quantenmechanik, die insbesondere von Heisenberg, Schrödinger, Dirac, Weyl, Born, Feynman u. a. aufgezeigt wurde, die Linearität und der nichtlokale Charakter von Teilchen im Vordergrund standen und Nils Bohr bestätigten (wogegen Einstein immer Einspruch erhob), ist es jetzt das regelrechte Verschwinden von Masse bzw. von Energie.

In einer erweiterten nichtlinearen Quantenphysik, wie sie sich aus nichtlinearen Rückkopplungsschleifen ergibt, (siehe die vorne angegebene Literatur) stellt sich die Frage, ob auch hierbei Energie bzw. Masse verschwindet, oder neu entsteht. Bisher ging man davon aus, daß in einem Quantenvakuum Energie bzw. Masse aus dem nichts (ex nihilo) entstehen kann. Nun stellt sich die Frage: Lassen sich das Verschwinden von Masse in der klassischen Physik und der noch nicht erforschte nichtlineare Teil der Quantenmechanik auf einen gemeinsamen Nenner bringen. Dann nämlich wäre ein Brückenschlag zwischen Relativitätstheorie und dem nichtlinearen Teil der Quantenmechanik über die Chaostheorie möglich und gegeben.

Die Folgerungen dieser Erkenntnis für das Energieprinzip - ausgehend von dem bislang bekannten Stand der Wissenschaft - sind tiefgreifend und nachfolgend kurz zusammengefaßt:

1. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik ging bisher davon aus, daß Energie erhalten bleibt, während der 2. Hauptsatz als ein Satz der Irreversibilität betrachtet wurde (vergl. Aufbau der Physik, Seite 250-252 dtv 10899 C.F. v. Weizsäcker).

2. Bei der Umwandlung von Masse in Energie wird z. B. bei 31 Mrd. Spaltungen von Uran-235-Atomen eine Energie von 1 Ws = 1 J = 1 Nm frei (vergl. Martin Volkmer, "Basiswissen zum Thema Atomenergie", herausgegeben von den E-Werken Hamburg AG und die dort angegebene Literatur. Bezüglich der Energiebilanz bei der Kernspaltung wird insbesondere verwiesen auf, "Atom und Kernphysik", Graewe, H. Oldenburg-Verlag; "40 Jahre Kernspaltung", Wohlfarth, H. 1979, Wissenschaftliche Buchgesellschaft; "Theorie der Kernreaktoren" Bd. 1: Der stationäre Reaktor, Emendörfer, D., Höcker, K.H., 1982, BI Wissenschaftsverlag; Anschauliche Kernphysik", Meinhold H. expert-Taschenbücher Nr. 12, Expert-Verlag, 1984). Atomenergie kann von jetzt an, d. h. zukünftig nicht nur in die bisher bekannten Energiearten umgewandelt werden, sondern auch direkt als Energie zur Erzeugung einer inneren Kraft in einem größeren Körper (größer als Teilchen der Quantenmechanik) verwendet werden.

3. Bisher ließ sich Materie auch in der Relativitätstheorie nur als eine besondere Erscheinungsform von Energie definieren (vergl. Westphal/Physik 22./24. Auflage Seite 572. Zukünftig muß auch der nichtlokale Charakter von Masse bzw. Energie (bedingt durch das Verschwinden von Masse berücksichtigt werden.

4. Nicht nur der 1. Hauptsatz der Thermodynamik, der bisher als Erhaltungssatz galt, sondern auch der 2. Hauptsatz der Thermodynamik ist von der neuen Erkenntnis fundamental betroffen, denn die Irreversibilität konnte wegen der bislang bekannten Naturgesetze nur eingeschränkt formuliert werden. Wenn I. Prigogine und I. Stengers in ihrem Buch "Dialog mit der Natur", Piper- Verlag auf Seite 174 meinen, der Dualismus von Selektion und Mutation verschleiere nur unsere Unwissenheit, so hatten sie wohl damit recht.

Folgerungen, resultierend aus einer veränderten Physik für KI-Computerentwicklungen, Gen-Technologie, für Tempolimit im Altersprozeß, sowie Gedanken zur dunklen Masse und zum Mach&min;schen Prinzip.

Es ist zu beachten, daß in der linearen Quantenmechanik, wie sie bisher bekannt war, nur die Unschärfenrelation gelten konnte, während bei größeren Körpern, die größer als die Teilchen der Quantenphysik sind, nur die lineare klassische Physik und der Impulssatz Gültigkeit hatten. Das ändert sich jetzt grundlegend. Die Relativitätstheorie und die Chaostheorie, die von nichtlinearer Art sind, erfordern jetzt ein Umdenken. (Vergl. "Die Entdeckung des Chaos", Carl Hanser-Verlag).

Nichtlineare Rückkopplungsschleifen führen nämlich nicht nur zu neuen Erkenntnissen in der Computerindustrie, wie sie auf Seite 86 des Buches "Die Entdeckung des Chaos" Carl-Hanser-Verlag lediglich angedeutet werden konnten. Auch beim menschlichen Gehirn muß man, wenn man der Chaostheorie folgt, von nichtlinearen Rückkopplungsschleifen ausgehen, wie sie aus dem oben zitierten Buch "Die Entdeckung des Chaos" ebenfalls hervorgeht. Demnach kann der Schlüssel zur künstlichen Intelligenz nicht in einem massiven Parallelismus liegen, wie er z. B. den Cray-Computern zugrundeliegt. Es handelt sich dort lediglich um großartige Expertensysteme. Die Zukunft der künstlichen Intelligenz dürfte aber von nun an den zellulären Automatismen gehören, nach denen man in USA und Japan intensiv sucht. USA und Japan könnten damit auch das wirtschaftliche Gleichgewicht nachhaltig verändern.

John McCarthy, der den Begriff "Künstliche Intelligenz" prägte, sagte zu den technischen Schwierigkeiten, die auf die Theoretiker wie Dreyfuß, Univ. Kalifornien, und Schank hinweisen, folgendes:

"Die Alternative wäre zu behaupten, es gäbe einen Bereich der Natur, der für wissenschaftliche Erkenntnis unzugänglich bleibt. Doch nichts in der Geschichte der Naturwissenschaften berechtigt zu dieser Hypothese".

Von besonderem Interesse dürften die Ergebnisse meiner Forschungsarbeiten auch für Gerontologen (Altersforscher) und die Gen-Technologie sein. (Vergl. "Die Geburt der Zukunft - die Bilanz unseres naturwissenschaftlichen Weltbildes", John Brockmann, Goldmann-Verlag, Seite 188 bis 196).

Interessant dürfte im Zusammenhang mit den Forschungsergebnissen auch eine mögliche Deutung von "dunkler Masse" sein. Über 90% der Masse im Universum ist nämlich unsichtbar. (Vergl. "Das Echo des Urknalls", Dennis Overbye, Droemer-Knaur; "Die Geburt der Zukunft - die Bilanz unseres naturwissenschaftlichen Weltbildes", John Brockmann, Goldmann 12307; "AUF DER SUCHE NACH DER WELTFORMEL - VORSTOSS DER PHYSIKER INS INNERSTE DER MATERIE", ein Bericht von Paul Hermanns, Bayerisches Fernsehen). Über die Beschaffenheit dieses, das Universum füllenden Stoffes, herrschst noch Unklarheit.

Wenn es eine Wechselwirkung zwischen erkennbarer Materie und einem nichterkennbarem Stoff (der uns ja umgeben soll) geben sollte, dann könnte er mit der Nichtlinearität der Chaostheorie und der Relativitätstheorie zusammenhängen.

Möglicherweise könnte auch das Mach&min;sche Prinzip eine Erklärung bieten.

In dem Gehäuse 10 befinden sich zwei Statorgehäuse 3 und 4, in welchen jeweils ein Elektromagnet 2 fest montiert ist. Die Statoren 3 und 4 sind jeweils mit Stegen 5 und 6 am Gehäuse 10 befestigt. In den Statorgehäusen sind zwei Rotoren 11 und 12 drehbar gelagert angeordnet, deren Drehrichtung durch Drehrichtungspfeile mit den Bezugszeichen F gekennzeichnet ist. In den Rotoren sind in der Nähe des äußeren Umfangs auf Kreisen 14 aneinandergereihte Baueinheiten 15 vorgesehen, die vorzugsweise jeweils aus einem aufladbaren Kondensator und einem steuerbaren Elektromagneten bestehen. Die kleinen Kreise stellen solche Baueinheiten 15 dar, die auf den Kreisen 14 einen Baueinheitenring 16 bilden. Die Rotoren mit den Baueinheiten 15 sind im ungeladenen Zustand vorzugsweise völlig in sich ausgewuchtet. Anstelle der Kombination von einem aufladbaren Kondensator und einem steuerbaren Elektromagneten als Baueinheit 15, können auch modifizierte Baueinheiten verwendet werden, wenn diese auch die gewünschte Funktion erfüllen. Die Mittelpunkte der beiden Kreise 14 fallen vorzugsweise zusammen mit den Rotorachsen M1 und M2, die in den Rotorwellen 8 und 9 verlaufen. Die Lagerung dieser Wellen ist nicht weiter dargestellt.

Aus zwei am Gehäuse fest angeflanschten Stromquellen 7, die gestrichelt angedeutet sind, kann Strom über zentrale Zuführungen 1 den Kondensatoren der Rotoren 11 und 12 drehwinkelabhängig - gemessen an Bezugskreisen 40 - zugeführt werden. Zur Beschreibung der Funktion und der Steuerung werden die vorerwähnten Bezugskreise 40 verwendet, die fest mit den Statorgehäusen 3 und 4 verbunden gedacht sind. Alle weiteren Winkelangaben beziehen sich auf diese Bezugskreise 40, soweit nichts anderes ausdrücklich vermerkt ist.

Die Kondensatoren in den Baueinheiten 15, die fest in den Rotoren angeordnet sind, werden während der Drehung jeweils im Winkel α aufgeladen und bewegen sich dann im aufgeladenen Zustand bis zum Anfang des Winkels γ.

Erreichen die aufgeladenen Rotorbaueinheiten 15 des Baueinheitenringes 16 nach Durchlaufen des Winkels β den Winkel γ , so geben die aufgeladenen Kondensatoren ihre Energie an den oder die Elektromagneten, die in der gleichen Baueieinheit 15 angeordnet sind, gesteuert ab, und es kann der folgende technische Ablauf erfolgen, wobei vorzugsweise etwa alle 120° ein Kondensator im Winkel α aufgeladen wird.

Im Winkel γ₁ ziehen sich jeweils Elektromagnet 2 und ein Elektromagnet aus einer Baueinheit 15 gesteuert an, und es treten daher Lagerreaktionen L1 und L2 auf.

Beim Erreichen der 90°-Winkelstellung müssen die Elektromagnete 2 in den Statorgehäusen 3 und 4 umgepolt werden, wenn nach der Anziehung in dem Winkel γ₁ nun eine Abstoßung im Winkel verfolgen soll. Dabei kehren sich auch die Lagerreaktionen um.

Es kann zweckmäßig sein, die einzelnen Baueinheiten 15 vorzugsweise unter Berücksichtigung der gezeigten kreisförmigen Anordnung entlang von langen walzenförmigen Rotoren derart anzuordnen, daß sie sich in ihrer Wirkung nicht behindern. Dies läßt sich in einer Seitenansicht der Fig. 1 leicht veranschaulichen.

Es kommt also eine elektromagnetische Wirkverbindung zwischen den Statormagneten 2 und den Elektromagneten in den Baueinheiten 15 nach dem Elektromotorenprinzip zustande und es wirkt dabei ein Drehmoment. Die dabei auftretenden Lagerreaktionen L1 und L2 bzw. deren Umkehrung -L1 und -L2, die nicht weiter dargestellt sind, entsprechen den auch bei Elektromotoren auftretenden üblichen Lagerkräften und können den Gesamtschwerpunkt der Vorrichtung 20 nicht verschieben, sondern erfüllen den Schwerpunktsatz der klassischen Mechanik.

Die Energie der aufgeladenen Kondensatoren entspricht nach der bekannten Einstein&min;schen Formel E = m c_o² einer kleinen Masse und muß im Winkelbereich von etwa 0° bis 90° entgegengesetzt zur Schubrichtung A1 und A2 beschleunigt werden. Dadurch wird die Vorrichtung 20 in Richtung der angezeigten Schubrichtung Ages (Ages = A1+A2) beschleunigt und es wird dabei nach dem Schwerpunktsatz jeweils eine kleine Wegstrecke Δs zurückgelegt.

Es können also mit Baueinheiten 15 aus den Baueinheitenringen 16 kontinuierlich intermittierend Kraftvektoren während der Rotordrehung erzeugt werden, die als Lagerreaktionen A1 und A2 bzw. als A ges - bedingt durch überschüssige Fliehkraftvektoren - wirken, da sich die Lagerkräfte L1 und L2, die bei der elektromagnetischen Wirkverbindung im Winkel γ auftreten, völlig aufheben, wenn der nächstfolgende Kondensator erst nach der Wechselwirkung im Winkel α aufgeladen wird, d. h. zu einem Zeitpunkt, wenn die elektromagnetische Wechselwirkung in der vorangehenden Baueinheit 15 schon erfolgt ist.

Bei durchschnittlich gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit der Rotoren und gleichmäßigen Kondensatorladungen lassen sich auf diese Weise jeweils gleichgroße Kraftvektoren erzeugen.

Das Drehmoment, das durch die elektromagnetische Wechselwirkung erzeugt wird, kann den Verlust an Winkelgeschwindigkeit ausgleichen, der bei der Beschleunigung der Kondensatorladungen im Winkel β verlorengeht. Dies ist die Erklärung des skalaren Teiles, der in der Vorrichtung abläuft und z. B. bei etwa gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit gültig ist.

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die erzeugbaren Vektoren A1 und A2 während eines ablaufenden Arbeitszyklus der Vorrichtung nicht verschwinden bzw. ausgeglichen werden, wie man es erwarten müßte, wenn der Schwerpunktsatz allgemeine Gültigkeit besitzen würde.

Anmerkung zu den zentralen Zuführungen 1:

Die elektrische Ladungsenergie wird von den am Gehäuse angeflanschten Energiequellen, die z. B. aus einer Batterie, einem kleinen Kraftwerk, einem Motor mit Generator etc. bestehen können, um wenigstens zwei Seiten derart zu den zentralen Zuführungen 1, die senkrecht zur Zeichenebene stehen, geführt, daß ein Verschieben der Vorrichtung 20 nach dem Schwerpunktsatz elektrischer Ladungen ausgeschlossen werden kann. In diese Betrachtung der zentralen Energiezuführung ist auch die Beschleunigung der Vorrichtung 20, die nach dem beschriebenen neuen Effekt erfolgt, einzubeziehen. Diese Problematik ist auch bei Statorelektromagneten zu beachten, d. h., wenn elektrische Energie zu Statorelektromagneten zugeführt wird.

Die beiden Rotoren 11 und 12 werden zweckmäßigerweise durch nicht weiter dargestellte Servomotoren in Rotation versetzt, bevor die beschriebenen Funktionen in der Vorrichtung selbst erfüllbar sind.

Der eigentliche technische Ausführungsteil der winkelabhängigen Steuerung der Vorrichtung kann z. B. unter Verwendung von bereits bekannten Technologien aus dem Elektromotorenbau bei geringfügiger Modifizierung realisiert werden.

Aus obigen Erkenntnissen resultiert die Erweiterung der Einstein&min;schen Formel E = m c_o².

Die neue Kraft F_n und die zugeführte Energie können nämlich nun in eine Beziehung zueinander gebracht werden. Es besteht nämlich nicht nur eine Verbindung zwischen Energie und Masse, wie sie Einstein aufgezeigt hat, sondern auch ein Zusammenhang zwischen Energie (oder Masse) einerseits sowie einem beschleunigten Bezugssystem und der neuen Kraft F_n andererseits. Da Arbeit bzw. Energie = Kraft mal Weg (F_n s) ist, und für die neue Kraft die Beziehung F_n = m_n a_n abgeleitet wurde, wird unter Berücksichtigung der Formel E = m c_o², falls die Funktion der Vorrichtung ideal betrachtet wird:

m1^E = m1/c_o² = m_n a_n Δs = F_n Δs = Ages Δs (F_n = Ages = intermittierend für eine elektromagn. Wechselwirkung mit Vorschubphase).

Weitere Erklärungen zu diesem Vorgang:

Ein Körper A, der über eine Wegstrecke s mit der Kraft F_n beschleunigt wird, verliert dabei nach obiger Formel Gewicht bzw. Energie, da F_n s = m c_o² ist. Der Energie bzw. Gewichtsverlust im Körper A findet sich aber wieder in der Differenz von alter Bewegungsgröße zur neuen Bewegungsgröße dieses Körpers A. Der Idealfall kann aber erst bei einer bestimmten Umfangsgeschwindigkeit der Rotorbaueinheiten 15 erreicht werden.

Die überschüssige resultierende Fliehkraft in den Winkeln α, β und γ ist in Fig. 1 durch Pfeile mit den Bezugszeichen R gekennzeichnet.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Rotoren 11 und 12 der Fig. 1 entlang der Schnittlinie D-D schematisch dargestellt. Die Rotorkörper 211 und 212 zeigen eine Baueinheit, die allgemein mit 215 bezeichnet wird und die im wesentlichen der in Fig. 1 gezeigten Baueinheit 15 entspricht. Anstelle von einem Kondensator und einem Elektromagneten sind jedoch zwei Kondensatoren 205 und 206 sowie ein Elektromagnet 207 in der allgemein mit 215 bezeichneten Baueinheit angeordnet. Zwischen den Elektromagneten 207 und den aufladbaren Kondensatoren 205 und 206 sind jeweils Verbindungsleitungen 208 und 209 vorgesehen, an welchen z. B. nicht weiter dargestellte Kontaktmöglichkeiten zum drehwinkelabhängigen Schließen vorgesehen werden. Die geschlossenen Kontakte ermöglichen ein Fließen des Stromes von den Kondensatoren 205 bzw. 206 zu dem Elektromagneten 207. Beide Kondensatoren können gleichzeitig ihre Ladung im Winkel γ abgeben, oder auch getrennt in den Winkeln γ₁ und γ₂, wobei vorzugsweise bei getrennter Ladungsabgabe durch die Kondensatoren ein entsprechender Abstand zwischen dem Elektromagneten und den Kondensatoren eingeplant wird.

In den Statoren 203 und 204, welche die Rotoren 211 und 212 umschließen, sind vorzugsweise Elektromagnete 202 angeordnet, die mit den Elektromagneten 207 jeweils dann in eine elektromagnetische Wirkverbindung gebracht werden, wenn der Rotor den Winkelbereich γ durchläuft, wie bereits vorne beschrieben wurde.

Wie in Fig. 1 angemerkt, können die Rotoren 211 und 212 breiter und walzenförmig ausgeführt werden, wenn die Baueinheiten versetzt auf dem Rotor angeordnet werden sollen, oder wenn mehrere Baueinheiten 215 nebeneinander vorgesehen sind, was jedoch nicht weiter dargestellt ist.

In den Statorgehäusen 203 und 204 sind Lager 210 angeordnet, in welchen die Rotoren 211 und 212 mit den Wellen 228 und 229 drehbar gelagert sind.

Anstelle von Elektromagneten in den Statoren und Rotoren können auch andere Bauelemente verwendet werden, sofern mit diesen im Winkel γ, wie beschrieben, eine gesteuerte Anziehung bzw. Abstoßung erzielbar ist, z. B. stromdurchflossene Leiter, Spulen etc.

In Fig. 3a und 3b wird eine weiter erfindungsgemäße Ausführung aufgezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden hierzu 2 Zeichnungen verwendet.

Anstelle von Stator- und Rotorelektromagneten werden in dieser neuen Ausführung nur Rotorelektromagnete verwendet und daher sind 2 Rotorpaare 301/302 und 303/304 vorgesehen. Anstelle von 2 Rotorpaaren würde auch 1 Rotorpaar genügen.

Auf den Rotoren 301/302/303 und 304 sind auf Geraden 309/310/311 und 312, welche radial angeordnet und fest mit den Rotoren verbunden gedacht sind, jeweils 2 Baueinheiten 321/322; 323/324; 325/326; 327/328 vorgesehen, wie durch die kleinen Kreise mit den soeben genannten Bezugszeichen ausgedrückt werden soll. Die Baueinheiten sind also jeweils fest mit den Rotoren verbunden oder in diese fest integriert. Ihr Schwerpunkt liegt einerseits auf den Kreisen 305, 306, 307 und 308, deren Mittelpunkt mit den Drehpunkten M1, M2, M3, M4 zusammenfällt und andererseits auf den diese Kreise schneidenden Geraden 309/310/311 und 312.

Da die Geraden 309/310/311 und 312 fest mit den Rotoren verbunden gedacht sind, drehen sie sich also mit gleicher Winkelgeschwindigkeit wie die dazugehörigen Rotoren.

In den Baueinheiten 321, 322, 323, 324, 325, 326, 327 und 328 befinden sich jeweils wenigstens 1 Elektromagnet mit einer integrierten Energiequelle. Die Nord-Süd-Richtung des Elektromagneten ist vorzugsweise jeweils tangentiale zu den Rotordrehpunkten angeordnet, was jedoch nicht weiter dargestellt ist. Die Energiequelle und der Elektromagnet werden im Winkel γ gesteuert verbunden, so daß eine elektromagnetische Wirkverbindung mit einem Elektromagnet des Nachbarrotors erfolgen kann. Anstelle von einem Elektromagneten können auch mehrere Elektromagneten in einer Baueinheit vorgesehen werden, z. B. dann, wenn die Baueinheiten und die Rotoren walzenförmig ausgebildet sind. Die Energiequelle kann eine nukleare Baueinheit beinhalten, z. B. in Form eines kleinen Kernkraftwerkes.

Alle Baueinheiten sollen vor Betriebsbeginn alle gleich schwer sein, außerdem sollen die Rotoren mit den Baueinheiten völlig in sich ausgewuchtet sein.

Zur Beschreibung der Funktion wird die Fig. 3a und 3b gleichzeitig verwendet.

In Fig. 3b sind Winkelbezugskreise 331, 332, 333 und 334 aufgezeigt, in welchen die Winkel α, β u. γ eingetragen sind. Die Winkelbezugskreise sind fest mit dem Gehäuse 340 verbunden gedacht. Mit Hilfe der Winkelbezugskreise soll nun die Funktion der Vorrichtung genauer beschrieben werden, die sich aus den Drehwinkelstellungen der radial angeordneten Geraden 309, 310, 311 und 312 mit den daran befindlichen Baueinheiten und den Rotorpaaren ergibt. Die Drehrichtung der Rotoren ist jeweils mit Pfeilen und den Bezugszeichen F gekennzeichnet.

Das Rotorpaar 301/302 und das Rotorpaar 303/304 bilden jeweils eine Funktionseinheit und die Elektromagneten ihrer Baueinheiten werden im Winkel γ gesteuert in eine elektromagnetische Wechselwirkung gebracht.

Zunächst werden die Rotorpaare in Drehung versetzt, wobei sie vorzugsweise alle gleiche Winkelgeschwindigkeit aufweisen sollten. Sobald sich die Baueinheit 322 des Rotors 301 und die Baueinheit 323 des Rotors 302 sowie die Baueinheit 326 des Rotors 303 und die Baueinheit 327 des Rotors 304 im Winkel γ befinden (siehe Fig. 3a und 3b) wird gesteuert eine elektromagnetische Wechselwirkung ausgelöst. Dabei werden die Winkelgeschwindigkeiten der Rotoren 301 und 304 bei elektromagnetischer Abstoßung reduziert und die Winkelgeschwindigkeiten der Rotoren 302 und 303 werden erhöht. Bei einer Erhöhung der Rotorwinkelgeschwindigkeit wird der Drehimpuls vergrößert, wird die Rotorwinkelgeschwindigkeit reduziert, werden die Drehimpulse der Rotoren verkleinert. Bei elektromagnetischer Anziehung im Winkel γ kehrt sich die Funktion um.

Bei dieser elektromagnetischen Wechselwirkung treten die Lagerkräfte L1 und L2 auf, die nach dem Wechselwirkungssatz gleichgroß sind und die Vorrichtung nicht verschieben.

Bei der Wechselwirkung wird Energie in den Baueinheiten 322 und 323 sowie 326 und 327 nach der Formel E = m c² verbraucht.

Die Betrachtung der Funktion wird nun an der Fig. 3a und 3b weiter erläutert.

Bei der nun folgenden weiteren Rotation durchlaufen die nun leichter gewordenen Baueinheiten 322, 323, 326 und 327 die Winkel α, während die nicht leichter gewordenen Baueinheiten 321, 324, 325 und 328 die Winkel β durchlaufen und Überschußfliehkräfte erzeugen, wie durch die Bezugszeichen 2× A1 und 2× A2 ausgedrückt werden soll. Aufaddiert ergibt sich ein Überschußfliehkraftvektor, der mit Ages bezeichnet wird.

Das Winkelgeschwindigkeitsdefizit der Rotoren 301 und 304, das sich im Winkel γ, bedingt durch die beschriebene elektromagnetische Wechselwirkung ergibt, wird zweckmäßigerweise durch Servomotoren wieder ausgeglichen. Weiter ist zu beachten, daß Rotationsenergie in einen Schubkraftvektor umgewandelt wird, wodurch ebenfalls Rotationsenergie verloren geht. Auch dieser Winkelgeschwindigkeitsdefizit wird zweckmäßigerweise durch den Servomotor ausgeglichen, der z. B. an der Rotorwelle angeflanscht sein kann.

Alle Rotoren sind vorzugsweise mittels Rotorwellen 351, 352, 353 und 354 in nicht näher dargestellten Lagern des Gehäuses 340 drehbar gelagert.

Die Rotoren 302 und 303 werden bei der elektromagnetischen Wechselwirkung (bei Abstoßung) in ihrer Winkelgeschwindigkeit erhöht und geben diese Winkelgeschwindigkeit wieder ab, wenn die schwereren Baueinheiten 324 und 325 den Winkel β durchlaufen und dabei Überschußfliehkraftvektoren erzeugen.

Erreichen nun die schwereren Baueinheiten 321, 324, 325 und 328 den Wirkwinkel γ, so wird eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen den Baueinheiten 321 und 324 sowie 325 und 328 herbeigeführt und die Rotoren samt Baueinheiten sind wieder völlig in sich ausgewuchtet, falls die gleiche Energie, wie bei der ersten elektromagnetischen Wechselwirkung verbraucht wird. Außerdem sind wiederum die Drehimpulsänderungen zu beachten.

Zweckmäßigerweise werden mehrere Geraden mit Baueinheiten, wie unter Bezugszeichen 309/310/311 und 312 beschrieben, in jeweils einem Rotor untergebracht, die hintereinander die beschriebene Funktion ausüben. Im Idealfall findet sich der Masseverlust (nach der Formel E = m c²) wieder in der veränderten Bewegungsgröße. Es läßt sich also aus dieser Betrachtung erkennen, daß auch innere Kräfte entgegen der bisherigen Lehrmeinung die Bewegungsgröße verändern können.