Freie Energie
Freie Energie ist eine angeblich unerschöpflich zur Verfügung stehende, aber weder belegte noch wissenschaftlich anerkannte Energiequelle.
Der Physik ist eine solche Energie zwar nicht bekannt, genauso wenig wie Wechselwirkungen, die eine Umwandlung in bekannte Energieformen ermöglichen könnten. Viele Anhänger der Freien Energie sind Esoteriker. Als Bestätigung der Annahmen über freie Energie wird aber die in der Physik tatsächlich vorhergesagte und experimentell nachgewiesene Nullpunktsenergie (auch Vakuumenergie) angeführt. Die Nullpunktenergie eines quantenmechanischen Systems ist die Energie seines Grundzustands, der niedrigste Eigenwert des Energieoperators. Der Energieoperator ist eine mathematische Funktion, die den Mittelwert (Erwartungswert) der Messergebnisse bei Messung der Energie eines Teilchens im Raum beschreibt. Die Nullpunktsenergie ist damit auch die Energie des Systems am absoluten Temperaturnullpunkt. Der absolute Nullpunkt (die theoretisch tiefste mögliche Temperatur, (-273,15 Grad Celsius) ist erreicht, wenn die Bewegungsenergie aller Teilchen eines Körpers gleich 0 ist, die aus prinzipiellen quantenmechanischen Gründen nicht unterschritten werden kann. Dennoch bleibt eine quantenphysikalische Restbewegung, welche die Nullpunktsenergie ausmacht. In der Quantenfeldtheorie heißt die Nullpunktsenergie auch Vakuumenergie, da sie die Energie des leeren Raumes beschreibt. Nach der Quantenfeldtheorie ist ein Vakuum aber nicht völlig leer. Selbst im Grundzustand, dem niedrigstmöglichen Energieniveau, kann es zur Bildung von sogenannten „virtuellen Teilchen“ (auch Vakuumfluktuation) und Feldern kommen. Vakuumfluktuationen äußern sich indirekt, wie im 1Casimir-Effekt, in der 2Lambverschiebung von Spektrallinien im Atom, in der 3Hawking-Strahlung und der 4Vakuumpolarisation. Virtuelle Teilchenpaare sind Teilchen-Antiteilchen-Paare, die nur kurz bestehen und sich danach wieder auslöschen. Die Vakuumenergie kann folglich Teilchen des Standardmodells in diesem ansonsten leeren Raum entstehen lassen. Zu einer Verletzung des geltenden Energieerhaltungssatzes kommt es dabei nicht, da die entstehenden Teilchenpaare sich ständig gegenseitig auslöschen (Annihilation). Da sich virtuelle Teilchen sehr schnell wieder vernichten, ist die für ihre spontane Erzeugung notwendige Energie über die Heisenbergsche Unschärferelation (oder Unbestimmtheitsrelation) gedeckt. Im Jahr 1927 formulierte Werner Heisenberg seine Unschärferelation, die als Grundlage der Nullpunktsenergie in jedem quantenmechanischen System gilt. Die heisenbergsche Unschärferelation ist die Aussage der Quantenphysik, dass jeweils zwei Messgrößen eines Teilchens (etwa sein Ort und Impuls) nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmt sind. Die Unschärferelation bezüglich Ort und Impuls lässt sich als unmittelbare Konsequenz der Wellennatur der Materie in der Quantenphysik interpretieren. Unter Welle-Teilchen-Dualismus versteht man einen klassischen Erklärungsansatz der Quantenmechanik, der besagt, dass Objekte aus der Quantenwelt sich in manchen Fällen nur als Wellen, in anderen als Teilchen beschreiben lassen. Jedes Teilchen wird in der Quantenmechanik durch eine Wellenfunktion beschrieben, diese ist aber keine Messgröße. Sie kann lediglich als Aufenthaltswahrscheinlichkeit (genauer: als Volumendichte der Aufenthaltswahrscheinlichkeit) des Teilchens gedeutet und im Experiment bestimmt werden.
Unter den Begriff freie Energie fallen unter anderem auch Skalarwellen, Tesla-Strahlen, Tachyonen, Äther und Neutrinos.
| Die Skalarwellen wurden um 1900, also schon vor über 100 Jahren, von dem Physiker Nicolai Tesla (1856-1943) entdeckt und bereits angewandt. Skalarwellen sind hypothetische magnetische Trägerwellen und sollen auf modulierte Informationen, wie die Hertz`schen Rundfunkwellen, ohne Energieverlust – im Gegensatz zu Rundfunkwellen – über viele Kilometer transportieren können.Der kroatisch-amerikanische Physiker Nikolas Tesla glaubte an die Möglichkeit, Energie aus dem Raum, dem Äther, anzuzapfen. Der Energieerhaltungssatz besagt, dass keine Energie verloren geht, sondern sich nur umwandelt. Anfang des 20. Jahrhunderts widmete sich der Erfinder der Erforschung und Nutzung der sogenannten freien Energie. Tesla war davon überzeugt, dass neben Sonnenstrahlen auch kosmische Strahlen auf die Erde einfallen und einen wesentlichen Einfluss auf alles Leben haben. Zwischen Flora und Fauna einerseits und der kosmischen Energie andererseits besteht eine Wechselwirkung. Die aus dem Weltraum einfallende kosmische Strahlung durchdringt die Atmosphäre bis zur Erdoberfläche. Die nach ihm benannten Tesla-Strahlen bestehen aus elektrisch geladenen Teilchen (Plus-und Minusionen), sodass sie sogar als eigene Energiequelle genutzt werden könnten. |
| Wenn sich Urenergie verdichtet, entsteht Materie. Die ersten Teilchen, die entstehen, wenn sich die aus dem Quantenvakuum ausströmende Energie verdichtet, sollen die Tachyonen sein. Tachyonen sind hypothetische Teilchen, die sich schneller als die Lichtgeschwindigkeit bewegen. Sie sind hypothetisch, denn sie wurden durch Experimente bislang nicht nachgewiesen. Die Idee der Tachyonen ist alt. Schon vor mehr als zwei Jahrtausenden hat der römische Dichter und Philosoph Lukrez über Teilchen spekuliert, die sich schneller als Licht bewegen. Ein experimenteller Nachweis ist der Wissenschaft bisher zwar noch nicht gelungen, was die Existenz von Tachyonen aber nicht generell ausschließt. Die Lichtgeschwindigkeit ist eine universelle Naturkonstante und Grenzgeschwindigkeit, aber nur im Vakuum. Wenn Licht durch transparente Stoffe wie Glas oder Wasser strahlt, wird es langsamer. Und Teilchen wie Elektronen oder Neutrinos können ein solches Medium schneller durchqueren als das Licht. Dabei senden sie Tscherenkow-Strahlung aus. Dieses bläuliche Leuchten wurde 1934 von dem russischen Physiker Pawel Alexejewitsch Tscherenkow entdeckt. Durch die experimentellen Befunde kann man Tachyonen mit elektrischer Ladung ausschließen, da sie durch Tscherenkow-Strahlung sehr leicht nachweisbar wären. Auch Tachyonen mit Farbladung, die der starken Wechselwirkung unterliegen, schließt die Wissenschaft aus. Schwach wechselwirkende, oder gravitativ wechselwirkende Tachyonen können jedoch vom experimentellen Standpunkt her nicht ausgeschlossen werden. Auch die Quantenfeldtheorie kennt sogenannte tachyonische Felder (meist skalare Felder) mit komplexer Masse, die als Zeichen einer Instabilität des Vakuums gedeutet werden und zu einer sogenannten Tachyonen-Kondensation führen sollen. Die wechselwirkenden tachyonischen Felder sollen sich dabei annihilieren (gegenseitig vernichten) und neue Teilchen (mit reeller Masse) bilden. Tachyonen sind demnach Anzeichen einer Instabilität und die Tachyonenkondensation entspricht einem Phasenübergang zweiter Ordnung wie bei dem Higgs-Mechanismus. |
Äther ist eine hypothetische Substanz, die im 17. Jahrhundert als der Träger aller physikalischen Vorgänge, insbesondere als Medium für die Ausbreitung von Licht galt. Die Idee eines Äthers konnte experimentell nicht bestätigt werden. So konnten die Maxwellschen Gleichungen niemals vollständig in Übereinstimmung mit den mechanischen Äthermodellen gebracht werden. Die Gleichungen beschreiben die Interaktionen von elektrischen und magnetischen Feldern, kurz alle Phänomene der klassischen Elektrodynamik. Es gab verschiedene Äthertheorien: Lichtäther als Festkörper, elektromagnetischer Äther, Lorentzscher Äther, Gravitationsäther, Ätherwind u.s.w. Einige Physiker postulierten einen ruhenden bzw. von der Materie unbeeinflussten Äthers und andere eine vollständige Äthermitführung durch die Materie. Wiederum andere nahmen an, dass der Äther die Ur-Materie sei und die sichtbare Materie nur eine Anregungsform des Äthers darstelle. Grundlegendes Problem aller Äthertheorien war, dass ein mechanischer Äther einem bewegten Körper einen Widerstand in Bewegungsrichtung entgegensetzen müsste. Die Existenz sowohl eines ruhenden als auch die eines mitgeführten Äthers galt schließlich durch Experimente und Beobachtungen als widerlegt. Doch nicht alle Wissenschaftler waren dieser Meinung. Der Physiker Heinrich Hertz formulierte die von Maxwell vorausgesagte endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Kräfte folgendermaßen: „Nehmt aus der Welt die Elektrizität, und das Licht verschwindet; nehmt aus der Welt den lichttragenden Äther, und die elektrischen und magnetischen Kräfte können nicht mehr den Raum überschreiten.“ Mit Nahwirkung und Fernwirkung werden in der klassischen Physik die Theorien beschrieben, wie sich Kräfte ausbreiten. Isaac Newton vertrat in seinem Gravitationsgesetz eine instantane (ohne Verzögerung eintretende) Fernwirkung. Die allgemeine Relativitätstheorie von Einstein, schließt eine unvermittelte Fernwirkung jedoch aus; jede Nahwirkung-Theorie aber setzt kontinuierliche Felder voraus, also auch die Existenz eines ‚Äthers voraus. Des Weiteren vertrat er auch die These, dass selbst die spezielle Relativitätstheorie den Äther nicht notwendigerweise ausschließe, da man dem Raum physikalische Qualitäten zuschreiben müsse, um Effekte wie Rotation und Beschleunigung zu erklären. Heute wird davon ausgegangen, dass drei der vier Fundamentalkräfte durch Bosonen als Austauschteilchen übertragen werden:
Allgemein gilt, sofern die Austauschteilchen masselos sind (Photonen und Gluonen), wird ihre Wirkung gerade mit Lichtgeschwindigkeit übertragen, für massebehaftete Austauschteilchen mit geringerer Geschwindigkeit. Somit können sich keine effektiven Wirkungen, also auch keine Felder und Kräfte, schneller als das Licht ausbreiten. Eine Fernwirkung, d. h. eine instantane Wirkung über beliebige Entfernungen, ist demnach unmöglich. |
| Neutrinos sind elektrisch neutrale Elementarteilchen mit winziger Masse. Im Standardmodell der Elementarteilchenphysik existieren drei Arten (Generationen) von Neutrinos: Elektron-, Myon- und Tau-Neutrinos. Jede Neutrino-Generation besteht aus dem Neutrino selbst und seinem Anti-Neutrino. Es entsteht z.B. beim Betazerfall. Nuklide mit einem Überschuss an Neutronen zerfallen über den β−-Prozess. Ein Neutron des Kerns wandelt sich in ein Proton um und sendet dabei ein Elektron sowie ein Elektron-Antineutrino aus. Elektron und Antineutrino verlassen den Atomkern, da sie Leptonen sind und nicht der unterliegen. Da sich nach dem Zerfallsprozess ein Neutron weniger, aber ein Proton mehr im Kern befindet, bleibt die Massenzahl A unverändert, während sich die Kernladungszahl Z um 1 erhöht. Das Element geht also in seinen Nachfolger im Periodensystem über. Der seltenere Fall der β+-Strahlung besteht aus Positronen. Das Radionuklid wandelt sich dabei in ein Isotop eines der beiden direkt benachbarten Elemente um (Betaübergang). Die in den 80er-Jahren aufgestellte These, dass Neutrinos Tachyonen sind, wurde widerlegt. Die Beobachtung von Neutrinooszillationen zeigt, dass Neutrinos eine von null verschiedene Masse besitzen. Das bedeutet, dass sie sich langsamer als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, daher können sie keine Tachyonen sein. |
Orgon ist der Name einer von dem Arzt Wilhelm Reich behaupteten universalen, biologischen Energie. Er will sie mikrobiologischen Forschungen zu „Bionen“ entdeckt haben. Diese wiederum habe er bei mikroskopischen Untersuchungen gefunden – sogenannte Energiebläschen, die angeblich Übergangsstufen zwischen lebloser und lebender Substanz darstellen. Zur Theorie der „Bione“ erschien 2015 eine ausführliche wissenschaftshistorische Untersuchung. Reich entwickelte auf Grundlage seiner Erkenntnisse den Orgon Akkumulator, einen Energiegenerator der die Orgonenergie, die im Raum allgegenwärtig ist, einfängt, speichert und wieder abgibt. Die Energie soll lebensfördernde Eigenschaften haben und von Menschen auf natürliche Weise aufgenommen werden können. Für die Existenz einer solchen Energie gibt es allerdings keine wissenschaftlich anerkannten Nachweise.
Realistischer ist eine andere biologische Energie, die kürzlich entdeckt wurde. Mit Hilfe einer besonderen Art von Mikroben der Gattung Geobakter haben Wissenschaftler eine neue Methode der absolut sauberen Energie-Erzeugung entwickelt. Die Magnetit-erzeugenden Bakterien produzieren bakterielle Nanodrähte, die Elektrizität nicht nur leiten, sondern mit deren Hilfe auch Elektrizität erzeugt werden kann. Die Nanodrähte bestehen aus Cytochrom OmcS und (dem noch 1000 mal leitfähigeren) OmcZ.
Geobacter sind anaerob atmende Bakterienarten, deren Fähigkeiten sie für Verfahren zur biologischen Schadstoffeliminierung. (Bioremediation) nützlich machen . Geobacter war der erste Organismus, der organische Verbindungen und Metalle, darunter Eisen, radioaktive Metalle und Erdölverbindungen, zu umweltfreundlichem Kohlendioxid oxidieren konnte und dabei Eisenoxid oder andere verfügbare Metalle als Elektronenakzeptoren nutzte. Geobacter metallireducens kann amorphes Eisenoxid unter anaeroben Bedingungen zu extrazellulärem, feinkörnigem Magnetit reduzieren. Eine weitere bedeutende Geobacter-Art ist Geobacter sulfurreducens. Die beiden Arten, G. metallireducens und G. sulfurreducens, wurden als eng verwandt eingestuft, es gibt jedoch Unterschiede.
G. sulfurreducens kann Wasserstoff als Elektronendonator in Kombination mit Fe(III) als Elektronenakzeptor verwenden, während dies G. metallireducens nicht kann. Zum Zeitpunkt der Beschreibung (1994) war neben G. sulfurreducens kein weiterer Organismus bekannt, der die Fe(III)-Reduktion sowohl an die Oxidation von Wasserstoff als auch an die Oxidation von Acetat koppeln konnte. Ein weiterer Unterschied besteht in der Reduktion von Schwefel, die G. metallireducens nicht und G. sulfurreducens mit Wasserstoff als Elektronendonor durchführen kann (daher das Beiwort „sulfurreducens“, schwefelreduzierend). G. metallireducens kann vierwertiges Mangan [Mn(IV)] als terminalen Elektronenakzeptor verwenden und G. sulfurreducens kann das nicht. G. metallireducens kann mit Nitrat atmen und G. sulfurreducens kann das nicht. Weiterhin kann G. metallireducens verschiedene Alkohole und aromatische Verbindungen oxidieren, was G. sulfurreducens nicht kann. G. metallireducens konnte lediglich in einem Medium wachsen, dass Süßwasser entspricht, während G. sulfurreducens Eisenatmung in einem Medium betrieb, in dem der Salzgehalt der Hälfte von Meerwasser entsprach.
Geobacter-Zellen können Elektronen extrazellulär (also nach außerhalb der Zelle) übertragen; das wurde z. B. bei G. sulfurreducens festgestellt. da dieser amorphes Eisenoxid unter anaeroben Bedingungen zu extrazellulärem, feinkörnigem Magnetit reduzieren konnte. Der Sinn vom Elektronentransfer von oder nach außen ist die Nutzung von Redoxreaktionen für den Energiegewinn von Zellen. Bei amorphen Eisenoxid beispielsweise, ist die Aufnahme dieses unlöslichen terminalen Elektronenakzeptors in die Zelle nicht möglich, also werden die Elektronen nach außen abgegeben.
Anmerkung des Autors: Vielleicht besteht bei dieser Art v0n Reduktion bzw. Oxidation von Stoffen eine Verbindung zur Alchemie. Wäre eine genauere Untersuchung wert.
1Der Casimir-Effekt besagt dass im Vakuum auf zwei parallele Platten eine Kraft wirkt, die beide zusammendrückt. Diese Kraft beruht auf der Tatsache, dass das Vakuum ein Raum voller virtueller Teilchen ist, die zwischen den Platten anderen Bedingungen unterliegen als im übrigen Raum.
2Die Lambverschiebung von Spektrallinien im Atom, auch als Lamb-Shift bezeichnet, ist eine winzige Energieverschiebung in den Spektrallinien von Atomen, verursacht durch die Quantenfluktuationen des Vakuums. Der Lamb-Shift resultiert aus der Wechselwirkung des Elektrons mit den virtuellen Photonen des Vakuums und kann als eine Korrektur des Energiezustands des Elektrons betrachtet werden.
3Die Hawking-Strahlung ist eine theoretische Vorhersage, die besagt, dass schwarze Löcher aufgrund quantenmechanischer Effekte am Ereignishorizont (= Geschlossene Fläche, die ein Schwarzes Loch begrenzt. Was einmal von außen durch diese Fläche hindurchgetreten ist, kann sie nie wieder verlassen) Strahlung emittieren. Genauer: Wenn ein Paar virtueller Teilchen am Ereignishorizont eines schwarzen Lochs entsteht und eines der Teilchen in das schwarze Loch fällt, während das andere entkommt, wird das letztere Teilchen als Hawking-Strahlung wahrgenommen.
4Die Vakuumpolarisation ist ein quantenelektrodynamischer Prozess. Wenn eine reale Ladung in ein Vakuum gebracht wird, dann wirkt auf die darin vorhandenen virtuellen Teilchen-Antiteilchen-Paare, als Vakuumfluktuationen und von der Quelle emittierten und absorbierten Photonen als Selbstenergieeinschub auftretend, eine äußere elektrische Kraft. Dies verursacht schließlich eine Separation der virtuellen Teilchen von den Antiteilchen. Die Ladung des Kerns wird dadurch unmittelbar am Kern verstärkt und mit zunehmendem Abstand abgeschwächt.