Ich habe mir folgende Frage gestellt, bevor ich diese Berechnungen gemacht hatte.
Wie müsste sich ein Teichen mit Masse z.B. ein Elementarteilchen verhalten,
wenn er in solchen Strahlung ständig im Vakuum ohne Berücksichtigung von möglichen anderen Kräften "schwimmen" muss?
Die Frage kann ich beantworten, wenn ich das Energie Erhaltungsgesetz berücksichtige.
Ein Teilchen , was Masse in unserem experimentalen Labor hat,
muss sich unter dem Einfluss der Hintergrundstrahlung bewegen und zwar unabhängig
davon, ob ich die Strahlung als Wellen oder Teichen betrachte.
Er muss also die Energie der Strahlung zuerst aufnehmen.
Die Hintergrundstrahlung kommt aus allen Himmelsrichtungen mit der gleichen Stärke.
Es ist also keine Richtung bevorzugt, wenn es um Richtung der eventuellen Bewegung des Teilchen geht. Er kann also nur schwingen.
Mit meiner These, dass Elementarteilchen keine Masse besitzen, würde ich hier noch bessere Ergebnisse liefern können,
da so ein Teilchen mit jeder Strahlungsfrequenz zu Recht kommt. Er kann gleichzeitig mit allen Frequenzen der ihn umgebenden Strahlung schwingen.
Würde das Teilchen die aufgenommene Energie mit einem zeitlichen Verzug abgeben,
müsste er etwas "heißer" sein als der Schwarzkörper, der die Strahlung aussendet.
Aber anderer Seit, wenn er heißer ist, dann muss er nach dem unten genannten Stefan-Bolzmann Gesetz
mehr Energie ausstrahlen. Ich kann nur zu einem Ergebnis kommen.
Das Elementarteilchen hat genauso, wie ein Atom, die gleiche durchschnittliche Energie,
wie die Energie der Strahlung. Ein solcher Körper streut also die Strahlung in alle
möglichen Richtungen also in eine Kugel. Er kann die Strahlung nur im Bereich seiner
Querschnittfläche aufnehmen, die man mit der Gleichung π r2 berechen kann.
Es wird aber auf die Fläche 4 π r2 zurückgestrahlt. Es muss die Energiedichte der
"Hintergrundstrahlung" durch 4 dividiert werden, um die Energiedichte, die das Teilchen
(Atom oder ein anderer Körper) ausstrahlt, zu berechnen.
Nach dem Stefan-Bolzmann Gesetz kann man den Strahlungsfluss mit der folgenden Formel darstellen:
P/A = σ T4 (P - Strahlungsleistung in W, A - Fläche in m2, T - Temperatur in Kelvin )
wo:
σ = 5,6704 10-8 W/(m2 K4) (Stefan-Bolzmann Konstante)
P/A = 5,6704 10-8 (2,725)4 = 3,1216653266 10-6 W/ m2 oder [ J/(s m2) ]
Die Hintergrundstrahlung kommt aus allen Himmelsrichtungen gleichmäßig.
Das bedeutet, dass durch jede Seite eines Würfels, die die Fläche m2 hat,
in einer Sekunde 3,1216653266 10-6 J an Strahlungsenergie fließt und zwar sowohl nach innen als auch nach außen.
Somit ist der ganze Strahlungsfluss sechsmal höher und beträgt
1,872999196 10-5 W/ m2 (6 * 3,1216653266 10-6 W/ m2 ).
Teile ich den Wert durch Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, bekomme ich die Energiedichte der Hintergrundstrahlung,
die 6,247652821 10-14 J/ m3 beträgt.
Ich gehe hier unten noch zu anderen Geometrie der Prozesse über.
Ich habe in dem Würfel eine Kugel in Gedanken platziert, derer Durchmesser 1 m hat.
Ich berechne jetzt die Fläche des Querschnitts der Kugel.
Sie ist gleich π * (d/2)2 . Ist die d = 1 m, dann Ak = π / 4
Um diesen Faktor verringert sich die Energie, die durch den Würfel fließt und von der Kugel absorbiert wird.
Die Kugel absorbiert also die Hintergrundstrahlung, die von allen sechs Seiten des Würfels kommt.
Die gesamte Energie, die in einer Sekunde durch die Kugel fließt, muss wohl 6-mal gröber sein (drei Achsen (x,y,z) und zwei Richtungen pro Achse)
und beträgt 6 π / 4 * 3,1216653266 10-6 J
also 3 π / 2 * 3,1216653266 10-6 J = 1,47105129 10-5 J
Diese Energie müsste von der Kugel mit der Fläche 4 π * (d/2)2 (d=1m, dann diese Gleichung ergibt nur π)
in gleicher Zeiteinheit ausgestrahlt werden, wenn sie mit der Strahlung in einem energetischen Gleichgewicht bleiben sollte.
In einer Sekunde muss wohl die Oberfläche der Kugel 4,68250187 10-6 J Energie (1,47105129 10-5 J / π )
ausstrahlen, wenn ich nur die Hintergrundstrahlung berücksichtige.
Mich interessiert aber die Energiedichte der Strahlung der Kugel,
die bekomme ich, indem ich den oben berechneten Strahlungsfluss 4,68250187 10-6 J/(s m2)
durch die Licht-Geschwindigkeit dividiere.
Die Energiedichte beträgt: 1,561914438 10-14 J/ m3
Ich widme mich jetzt der Masse des Elektrons zu.
Die Energiedichte der Hintergrundstrahlung beträgt 6,247652821 10-14 J/ m3.
Wir sind aber von vielen anderen Strahlungsquellen umgeben. Es ist die Sonne, die auch im Mikrowellenbereich strahlt.
Es kommen auch Wellen von unserer Galaxie zu uns an.
Schwingt er gleichzeitig mit allen diesen Frequenzen, wie ich vermute,
da er in Wirklichkeit als stehende Welle in unserem Labor keine Masse besitzt,
kann ich seine Schwingungsenergie berechnen, da sie der Summe der Energie von allen Photonen der Mikrowellenstrahlung gleich sein müsste.
Sie muss also nach dem Stefan-Bolzmann Gesetz und den Eigenschaften der Hintergrundstrahlung nur für diese Strahlung 6,247652821 10-14 J betragen.
Die Masse kann ich davon errechnen, indem ich diese Energie durch c2 dividiere.
Ich bekomme die folgende Masse:
6,951451249 10-31 kg
Die tabellarische Masse eines Elektrons ist aber 9,10938215 10-31 kg gleich,
was nur um den Faktor 1,310428833 größer ist als die, die ich berechnet hatte.
Elektron besitzt auch eigene Energie als eigenständige Welle.
Wenn die Masse eines Elektrons aus zwei Elementen bestehen würde, ähnlich der Energie eines Photons,
dann müsste sie folgende Gleichung erfüllen.
me = m + ½ m
Dann muss m = 2/3 me sein.
m = 6,072921433 10-31 kg
Das würde bedeuten, dass ein drittel der Energie (Masse) eines Elektrons mit einer Welle verbunden ist,
die dem Elektron zugeschrieben werden sollte. Der Rest der Energie eines Elektrons ist wohl auf die Energie der Hintergrundstrahlung zurück zu führen.