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E) Die Unendlichkeit und das Nichts

1. Die Relativität von Grösse, Distanz und Geschwindigkeit

Gross und klein, fern und nah, rasch und langsam sind relative Begriffe.

 

 

Ist Licht langsam oder schnell?

 

Aus irdischer Sicht ist Licht schnell. Es hat eine Geschwindigkeit, mit der es die Erde 7 Mal pro Sekunde umkreisen kann.

Aus solarer Sicht ist Licht gemütlich. Es braucht länger als 7 Minuten von der Sonne bis zur Erde. Selten, einige Male pro Jahr, begegnet es auf diesem gut siebenminütigem Weg noch einem anderen Planeten, dem Merkur oder der Venus, falls diese sich auf ihrer Bahn zufällig durch die Schnittlinie Sonne - Erde bewegen. Doch im Normalfall passiert in diesen 7 Minuten rein gar nichts ausser die eigene Fortbewegung. 

Aus galaktischer Sicht ist Licht sehr langsam. Es braucht über 100'000 Jahre um die Galaxie zu durchqueren.

Aus kosmischem Blickwinkel kommt Licht nahezu nicht voran, scheint Licht nahezu stillzustehen. Es braucht Millionen von Jahren, nur um von einer Galaxie zur anderen zu gelangen. Und auch hier, wie zwischen Sonne und Erde, begegnet die Lichtwelle während der gesamten Zeitdauer ausser kleinsten Partikeln kaum einem Objekt. Millionen Jahre der eigenen monotonen Fortbewegung, und sonst nichts.

 

 

Was bedeutet "klein"?

 

Für die Menschen der Frühzeit bis und mit Mittelalter war das kleinste sichtbare Objekt das kleinste vorstellbare Objekt. Augen können Strukturen im Bereich von ca. 0.1 mm unterscheiden.

Die Erfindung von Mikroskop und Teleskop eröffnete Gewissheit über eine enorme Anzahl zusätzlicher, von Auge nicht sichtbarer Objekte und Objektstrukturen.

Die fortschreitende Entwicklung der Mikroskope führte zu einer Sichtbarkeit von Objekten und deren Strukturen in der Grösse von 0.2 Mikrometer (2 Zehntausendstel eines Millimeters).

Mit anderen Technologien werden sogar Unterscheidungsbereiche von Strukturen in der Grösse von 1 Nanometer erreicht (ein Millionstel Millimeter, siehe hier).

 

Die bisher kleinste existierende Distanz hingegen wurde aufgrund experimenteller Beobachtungen mathematisch berechnet und liegt bei 1,616 255 · 10−32 mm (bzw. bei 1,616 255 · 10−35 m, Planck-Distanz, Plancksches Wirkungsquantum). Das sind 0.000000000000000000000000000000000.16 mm, was kleiner ist als ein Quintillionstel Millimeter.

 

Distanzen und Objekte bestehen in der Realität unabhängig vom Vorstellungsvermögen der Menschen, seien es Menschen die früher lebten oder die heute leben. Die Forschung ist noch nicht am Ende angelangt. Die Menschheit ist erst am Beginn herauszufinden, was sich im Raum eines quintillionstel Kubikmillimeters befindet, womöglich erneut um ein Vielfaches kleiner.

 

2. Die Nichtexistenz von Nichts

Ein "Nichts" ist ein Begriff, ein Gedanke. Er bezeichnet das, was nicht ist.

 

Etwas was nicht ist, ist nicht Bestandteil der Realität. Es gibt kein Nichts. Allein schon die Definition von Nichts bezeugt dies: "Ein Nichts ist etwas, was nicht existiert". Würde es innerhalb der Realität ein Nichts geben, dann müsste es z.B. einen Rand haben, also wäre es zumindest ein Inhalt, ein umrandbares Etwas und kein Nichts. Oder es müsste sich irgendwo befinden und hätte demnach eine Ausdehnung. Doch dann wäre es kein Nichts. Theoretisch kann man beliebig viele Einheiten von Nichts nebeneinander- oder aufeinanderlegen, und sie würden keine Fläche und keinen Raum beanspruchen. Praktisch, in der Realität, kommt ein Nichts nicht vor, ist ein Nichts oder eine Stelle des Nichts nicht nur inexistent sondern auch unmöglich.

 

 

3. Unendlichkeit

Unendlich ist ein Begriff und keine Zahl. Wäre ∞ eine Zahl, was wäre dann ∞+1?

 

In der Mathematik hat sich die Einführung des Begriffs der Unendlichkeit schon vor langer Zeit als wichtig und von praktischem Nutzen erwiesen.

 

 

Infinitesimalrechnung

 

Die Infinitesimalrechnung wurde vor ca. 350 Jahren unabhängig von Isaac Newton und Gottfried Wilhelm Leibnitz gefunden.

  • Leibnitz (1646 - 1716) ging von unendlich kleinen Strecken aus, um die örtliche Neigung einer Kurve zu bestimmen, sowie von unendlich schmalen Rechtecken, um die darunter liegende Fläche zu berechnen.
  • Newton (1642 - 1726) betrachtete Kurven und Linien als Resultat stetiger Bewegung. Sein entsprechender Ansatz waren unendlich kleine Zeitintervalle.

Beide Forscher kamen aufgrund ihrer Betrachtung zum selben Ergebnis.

 

Die ersten Schritte bei der Unterteilung in unendlich schmale Flächen, um im Anschluss die Gesamtfläche präzise zu berechnen.
Die ersten Schritte bei der Unterteilung in unendlich schmale Flächen, um im Anschluss die Gesamtfläche präzise zu berechnen.

 

Unendlich viele unterschiedliche Unendlichkeiten

 

Eine umfassende Untersuchung von Unendlichkeit stellte vor ca. 150 Jahren der Mathematiker Georg Cantor (1845 - 1918) an. Er  hat u.a. festgestellt, dass es unterschiedliche Unendlichkeiten gibt.

 

A) 

Die unendliche Anzahl natürlicher Zahlen z.B. kann aufgereiht, gelistet werden: 1, 2, 3, 4, .... ∞. 

Diese Zahlen kann man abzählen. Man kommt dabei zwar nie beim Ende an, aber sie sind abzählbar unendlich. 

Abzählbar sind Zahlen, wenn sie auf einer Liste in eine Reihe gesetzt werden können, ohne dass eine Zahl ausgelassen wird.

 

B)

Das selbe gilt auch für die negativen ganzen Zahlen (-1, -2, -3...) oder für die geraden Zahlen (2, 4, 6, 8...)

Somit gibt es z.B. eine unendliche Anzahl positiver ganzer Zahlen, eine unendliche Anzahl negativer ganzer Zahlen und auch eine unendliche Anzahl positiver gerader Zahlen.

 

Man könnte meinen, es gäbe doppelt so viele positive Zahlen als positive gerade Zahlen. Doch da es unendlich viele sind, seien es die positiven Zahlen oder die positiven geraden Zahlen, bleibt das Resultat trotz einer scheinbar doppelten Anzahl das selbe: zweimal unendlich viele bleibt unendlich viele.

 

 

C) 

Auch von positiven und negativen Zahlen gemeinsam gibt es unendlich viele.

Auch diese Zahlen sind abzählbar. Allerdings muss man beim Erstellen der Liste abwechseln. Würde man zuerst die positiven Zahlen abzählen, käme man wegen deren Unendlichkeit gar nie zu den negativen Zahlen.

 

 

D)

Auch zwischen zwei beliebigen Zahlen befindet sich eine unendliche Anzahl Zahlen. Auch hier kann abgezählt werden, z.B. mittels unendlich wiederholtem Halbieren bzw. Einmitten.

Im Dezimalsystem erweist sich das Zehnteln als dienlicher. 

Nach jeder Unterteilung wird von vorn beginnend jeder inzwischen entstandene Zwischenraum  erneut unterteilt, unendlich lange.

 

Bei fortlaufend beidseitigem Erweitern der Anzahl Vor- und Nachkommastellen sind auch alle möglichen Vor- und Nach-Ziffernkombinationen lückenlos abzählbar.

  1. 9.9, 9.8 … 0.1, 0.0, -0.1 ...-9.8, -9.9      (=199 Zählschritte mit bijektiver Zuordnung)

  2. 99.99 … 00.01, -00.01 … -99.99          (=19'999-199=19'800 weitere Zählschritte)

  3. 999.999 … -999.999                                  (=1'999'999-19'999=1'980'000 weitere Zählschritte)

  4. 9999.9999 … -9999.9999                      (=198'000'000 weitere Zählschritte)
    u.s.w.

Demnach existieren sowohl eine unendliche Anzahl von Unendlichkeiten als auch eine unendliche Anzahl von Unendlichkeiten innerhalb von Unendlichkeiten.

 

 

4. Konsequenzen

Physikalisch hat die Nichtexistenz von Nichts eine ausserordentliche Wichtigkeit:

 

In der gesamten Realität, im gesamten Universum kann nirgendwo Nichts sein.

 

In anderen Worten bedeutet dies: überall ist ausnahmslos etwas, ohne ein Dazwischen.

 

Das fraktale 2-Teilchen-Modell, angewandt auf atomare Materie und das Raumteilchengitter, wird diesem Anspruch gerecht. Möglich ist dies allerdings einzig unter Einbezug von Unendlichkeit: die unendlich fraktale Unterteilung von Teilchen und deren Unterteilchen:

  • Jedes Teilchen besteht aus Unterteilchen und diese wiederum.
  • Der Raum (das Raumgitter) besteht analog dazu , aus unendlich vielen Unter-Unterteilungen.
  • Jeder noch so kleine Zwischenraum wird durch die nächst kleinere Teilchengeneration aufgefüllt.

Die Tatsache, dass nirgendwo Nichts sein kann, bedeutet:

  • Das Universum ist unendlich gross. Andernfalls hätte es einen Rand (wie wäre der gestaltet und was wäre dahinter?) oder es  würde in ein Nichts auslaufen, was nicht möglich ist, weil ein Nichts nicht existiert.
  • Teilchen sind unendlich fraktal. Jedes Teilchen besteht aus wesentlich kleineren Unterteilchen. Somit existieren die scheinbar relativ grösseren Teilchen als solche gar nicht. Sie existieren aus viel kleineren Unterteilchen und diese wiederum.

Endloses Hineinzoomen in Unterteilchen der Elementarteilchenstruktur - siehe Folgeseiten

 

 

  • Der Raum selber besteht aus einem Teilchengitter, dieses wiederum aus einem Unterteilchengitter u.s.w. 
    Dies geschieht in unendlicher Wiederholung, So füllen letztlich eine unendliche Anzahl unendlich kleiner Teilchen den Raum vollends auf. Gleichzeitig ist der Raum auf jeder Ebene scheinbar nahezu unendlich leer, da sich die unendlich kleiner werdenden Teilchen im Verhältnis zu ihrer Grösse auf jeder Ebene in grossen Abständen befinden (...die wiederum gefüllt sind mit den Unterteilchen der nächsten Ebenen...). Nirgendwo ist ein Nichts.
Der Sierpinski-Teppich (1916) ist ein simples Beispiel für eine fraktale Fläche, von der sich Anteile gleichzeitig als scheinbar unendlich gefüllt und letztlich dennoch als nahezu unendlich leer erweisen, oder je nach Betrachtung auch umgekehrt.
Der Sierpinski-Teppich (1916) ist ein simples Beispiel für eine fraktale Fläche, von der sich Anteile gleichzeitig als scheinbar unendlich gefüllt und letztlich dennoch als nahezu unendlich leer erweisen, oder je nach Betrachtung auch umgekehrt.

 

  • Metaphysisches ist ausschliesslich irrtümlich. Entweder liegt etwas rein Physisches zugrunde (z.B. Lichtwellen in einem physischen Medium) oder es ist nicht real (z.B. Photonen oder Geister und Götter).