Umwandlung von Masse in Energie

Einleitung

Es ist eigentlich falsch, dass ich in dieses Wiki mit der Überschrift Umwandlung von Masse in Energie einen Beitrag einstelle, weil diese gibt es nicht. Vielmehr geht es in diesem Bereich um die Widerlegung selbiger.

Geschichte und Kernspaltung

Sowohl bei der Kernspaltung, als auch bei der Kernfusion wird aber eine solche Umwandlung angenommen, bekannt als der Massendefekt. Das kann aber aus der absoluten Geltungsweise von E = m * c² nicht gelten, untermauert von der Äquivalenz von Raum und Zeit. Dementsprechend gilt der Massenerhaltungssatz und demnach kann Masse nicht einfach verloren gehen. Die Theorie des Massendefekts rührt aus einer falschen Interpretation der Gleichung E = m * c². Diese wird so interpretiert, dass wenn ich eine Masse 1 habe und eine Reaktion, dann wird diese Masse 1 in eine Energie 1 umgewandelt. Mathematisch komplett falsches Grundwerkzeug.

Widerlegung

Mathematisch wäre, wenn Masse in Energie umgewandelt werden sollte, die Gleichung E + m = const. vielmehr richtig, natürlich im geschlossenen System. Diese gilt natürlich auch, bleiben doch Energie und Masse nach dem Energieerhaltungssatz und nach dem Massenerhaltungssatz erhalten, folglich gilt im geschlossenen System E + m = const. + const. = const. Soweit so gut, allerdings ist es nicht so, dass man daraus wie teilweise im englischen Wikipedia schließen kann, dass Masse in Energie umgewandelt werden kann und möglicherweise umgekehrt. Betrachten wir die Gleichung genau. Hier hilft wieder die vollständige Induktion:

Vollständige Induktion und Beweis durch Widerspruch

Betrachten wir den Fall, dass die Energie = 1 und die Masse = 1 ist, nur so ist E = m * c² erfüllt, natürlich c nach dem Einheitssystem wieder mit 1 gleichgesetzt. Jetzt, unser erster Induktionsschritt, wird die Masse um 1 erniedrigt und umgewandelt in eine Energie, die dann 2 beträgt. Tragen wir diesen in die Gleichung E = m * c² ein. Und sehen, dass gelten soll:

2 = 0 * 1 = 0

0 ist aber nicht 2, dementsprechend liegt hier ein Widerspruch vor und dementsprechend fällt schon unser erster Induktionsschritt durch.

Schlussfolgerung

Durch das Beweisverfahren durch Widerspruch gilt: Folglich kann Masse nicht in Energie umgewandelt werden und auch nicht umgekehrt. Sie sind vielmehr zwei Abbildungen einer Tatsache. Die Theorie des Massendefekts ist komplett falsch.

Beweis der These durch ein Gedankenexperiment

Man kann auch durch ein Gedankenexperiment beweisen, dass die Umwandlung von Masse in Energie falsch ist. Physikalische Gleichungen sind wie gesagt nicht so aufgebaut wie chemische Reaktionsgleichungen. Man stelle sich ein Universum vor, in dem die Stromstärke konstant wäre. Denkbar ist ein solches Universum und damit tut es einem Gedankenexperiment Genüge. In diesem Universum wäre unser U = R * I, also das Ohmsche Gesetz, ein Gesetz der Form U = c1 * R. Würde das nun bedeuten, dass Spannung in Widerstand umgewandelt wird und umgekehrt? Nein! Beim Widerstand 10, hätten wir die Spannung 10 , wenn man c1 nach Einheitssystem 1 setzt. Jedem wäre klar, dass nicht beim Widerstand 0 die Spannung 10 wäre und bei dem Widerstand 10 wäre die Spannung auch nicht 0. Widerstand erzeugt Spannung und Widerstand mal Stromstärke ist Spannung. Auch hier findet eine Umwandlung nicht statt. Das gilt für sämtliche physikalischen Gleichungen. Dementsprechend sind Masse und Energie gleich, getrennt von der Konstanten c, aber nicht identisch.

Genauere Analyse

Es wird oder wurde mal in den Wikipedias dieser Welt kolportiert, dass es auch keinen Massenerhaltungssatz gäbe, sondern nur einen kombinierten Energie- und Massenerhaltungssatz. Selbst begabten Studenten wird so etwas auch an der Universität vermittelt. Hier vermutet man die Gleichung E + mc² = const. Diese ist wie gesagt nicht falsch, aber mit dem Energieerhaltungssatz sehr leicht auch auf mc² = const. reduzierbar und dann auf m = const., den Massenerhaltungssatz. Alle anderen Interpretationen würden eine Verletzung des Energieerhaltungssatz bedeuten und sind damit falsch. Auch würde die Äquivalenz von Masse und Energie nach Einstein bedeuten, dass nicht die Gleichung E=mc² gelte, sondern streng mathematisch-dogmatisch E = const. - mc². Letztlich würde die Äquivalenz von Masse und Energie oder auch die Umwandlung von Masse in Energie bedeuten, dass die Summe des Energie- und des Massentermes gleich ist. Das wäre E + mc² = const. und das nicht nur im geschlossenen System. Und das weil Umwandlung bedeuten würde, wenn Masse abnimmt, Energie entsteht und umgekehrt. Wie gesagt umgewandelt wäre das eine Gleichung wie oben E = x(0) - mc². So eine Formel oder ihre Gültigkeit wäre mir komplett unbekannt. Masse und Energie sind nicht äquivalent, sie sind gleich. Die Aussage von Einstein bezüglich der Äquivalenz ist rein technisch zu verstehen, dass man eine nicht nutzbare Masse oder auch Massenenergie umwandeln kann in eine nutzbare Energie, eben in dem man Licht oder auch Wärme erzeugt wie zum Beispiel bei der Atomfusion. Streng theoretisch dogmatisch liegt aber keine Äquivalenz vor, sondern eine absolute Gleichheit. Da Masse und Energie aber verschiedene Einheiten haben, ist nicht zuletzt deswegen keine Identität gegeben.

Skizzen

Skizze1

Skizze 2

Skizze 1 zeigt die falsche Interpretation der Gleichung E = m * c². Würde Masse in Energie umgewandelt werden können oder umgekehrt, wäre E = m * c² wie eine chemische Reaktionsgleichung, dann würde bei steigender Energie die Masse fallen, bzw. bei steigender Masse die Energie fallen. Der Graph sähe dann im Positiven aus wie ein X. Dieses ist aber falsch. Skizze 2 zeigt den richtigen Verlauf: Je mehr Masse ein Objekt hat, um so mehr Energie hat es auch, und je mehr Energie es hat, umso mehr Masse hat es. So ist E = m * c² alleine zu verstehen.