Es ist nicht möglich, die elektrische Gesamtladung des Universums definitiv zu messen, da das Universum unendlich ist. Die Gesetze der Physik, Extrapolationen aus lokalen Messungen und einfache Argumente scheinen uns jedoch zu sagen, dass die elektrische Gesamtladung des Universums genau null ist.
Mit anderen Worten, es gibt im Universum genau so viel positive elektrische Ladung wie negative elektrische Ladung. Der theoretische Grund für diese Schlussfolgerung ist das Gesetz der Ladungserhaltung.
Aufgrund bestimmter Symmetrien im Aufbau des Universums bleibt die elektrische Gesamtladung eines isolierten Systems immer erhalten. Das bedeutet, dass die Gesamtladung eines isolierten Systems zu jeder Zeit gleich ist.
Das Gesetz der Ladungserhaltung ist ein grundlegendes, universelles Gesetz. In Tausenden und Abermillionen verschiedener Experimente wurde dieses Gesetz nie verletzt. Darüber hinaus ist dieses Gesetz der einzig logische Weg, um die Welt um uns herum zu erklären.
Das Gesetz der Ladungserhaltung bedeutet nicht, dass elektrische Ladung nicht erzeugt oder zerstört werden kann. Es bedeutet einfach, dass jedes Mal, wenn eine negative elektrische Ladung erzeugt wird, gleichzeitig eine gleiche Menge an positiver elektrischer Ladung erzeugt werden muss, damit sich die Gesamtladung des Systems nicht ändert.
Beispielsweise verwandelt sich bei dem gut untersuchten Phänomen der Paarbildung ein Gammastrahl (eine hochenergetische Form von Licht) in ein gewöhnliches Materieteilchen und ein Antimaterieteilchen, das das Analogon eines gewöhnlichen Materieteilchens ist. Da ein Antimaterieteilchen immer eine entgegengesetzte elektrische Ladung zu seinem Gegenstück aus gewöhnlicher Materie hat, ist die Gesamtladung der beiden Teilchen null.
Daher ändert die Paarung nicht die elektrische Gesamtladung des Systems und ist somit durch das Ladungserhaltungsgesetz erlaubt.
Ein spezifischeres Beispiel sind Gammastrahlen, die sich in ein Elektron und ein Antielektron (dh ein Positron) umwandeln können. Ein Elektron hat eine elektrische Ladung von -1 und ein Positron hat eine elektronische Ladung von +1. Die Gesamtladung, die dem System bei der Geburt eines Elektrons und eines Positrons hinzugefügt wird, ist: +1-1 = 0.
Tatsache ist, dass das Gesetz der Erhaltung der elektrischen Ladung uns die Tatsache auferlegt, dass jedes Mal, wenn ein Elektron aus Gammastrahlung entsteht, auch ein Positron entstehen muss. Somit kann elektrische Ladung erzeugt und zerstört werden, während die Gesamtladung des Systems konstant bleiben kann. Die Paarbildung wird normalerweise im Labor und bei Messungen kosmischer Strahlung beobachtet.
Die Beobachtungsergebnisse bestätigen die Annahme, dass das Universum zu einem bestimmten Zeitpunkt entstanden ist. Doch gerade der Moment des Beginns der Schöpfung, die Singularität, gehorcht keinem der bekannten Gesetze der Physik.
Was hat also die Ladungserhaltung mit der Gesamtladung des Universums zu tun? Der modernen Wissenschaft zufolge entstand das Universum aus dem Nichts (oder aus einer kosmologischen Singularität), die Wissenschaftler den Urknall nennen. Da das Universum bei null begann, begann es mit null elektrischer Ladung.
Daher sagt uns das Gesetz der Ladungserhaltung, dass das Universum immer noch eine elektrische Gesamtladung von Null haben muss.
Die elektromagnetische Kraft hat die gleiche Reichweite wie die Schwerkraft und ist viel stärker als die Schwerkraft. Der Grund, warum die elektromagnetische Kraft im astronomischen Maßstab keine große Rolle spielt, liegt darin, dass Sterne und Planeten eine elektrische Gesamtladung von Null haben.
Wenn sowohl die Erde als auch die Sonne eine große positive elektrische Ladung hätten, wäre die elektromagnetische Abstoßung zwischen ihnen viel stärker als die Anziehungskraft zwischen ihnen. In diesem Fall würde sich die Erde nicht um die Sonne drehen, sondern aus dem Sonnensystem geschleudert werden.
Die Tatsache, dass Satelliten stabile Umlaufbahnen um Planeten bilden, Planeten stabile Umlaufbahnen um Sterne bilden und Sterne stabile Umlaufbahnen um galaktische Zentren bilden, ist ein direkter Beobachtungsbeweis dafür, dass Satelliten, Planeten und Sterne eine elektrische Gesamtladung von Null haben.
Da die Satelliten von Planeten, Planeten und Sternen das Universum bilden, ist es ziemlich logisch zu schließen, dass das Universum somit eine elektrische Nettoladung von Null hat.
2022-04-02 14:18:03
Autor: Vitalii Babkin