Wie bewegen sich Menschen und Tiere, Steine und Sterne, Bilder und leerer Raum? Was ist Bewegung? Warum existiert sie?

Wie entsteht ein Regenbogen? Wie kann man Dinge schweben lassen? Sind Zeitmaschinen möglich? Was ist die größte Kraft in der Natur? Was sind die offenen Fragen der Physik?

Das Motion Mountain Projekt veröffentlicht ein kostenloses Physikbuch, in dem erzählt wird, wie es nach 2500 Jahren Suche möglich wurde, diese und viele andere Fragen zur Bewegung zu beantworten. Das Buch garantiert Spannung und Staunen auf jeder Seite. Wenn Sie zwischen 16 und 106 Jahre alt sind, werden Sie es mögen; diese Videos zeigen warum. Bisher ist das Buch über 500 000 mal heruntergeladen worden.

Gratis Download, auf Englisch: Alle Bände des englischsprachigen Motion Mountain Physics Textbook. Das ist ein einziges zip File mit 550 MB; die PDF Dateien enthalten zahlreiche Bilder, Filme und Animationen, sowie Überraschungen auf jeder Seite.

Ausgehend von vielen Beobachtungen aus dem täglichen Leben und aus dem Tierreich stellt das Buch die faszinierendsten Teile der Mechanik, der Thermodynamik, der Relativitätstheorie, der Elektrodynamik, der Quantentheorie und der modernen Vereinheitlichungsversuche vor. Das Wesentliche an diesen Gebieten wird einfach und mit so wenig Mathematik wie möglich erklärt.

Das Buch führt bis zu den Grenzen von Raum und Zeit; es stellt die erstaunlichen Erkenntnisse vor, die man dort gewinnt. Es ist für Schüler, Studenten, Lehrer und jeden Leser gedacht, der sich für die genaue Beschreibung der Natur interessiert.

In jedem Gebiet der Physik werden die neuesten Forschungsresultate, die besten Rätsel und die interessantesten Überraschungen vorgestellt. Mehr als 800 gelöste Aufgaben, 700 farbige Bilder und Filme sowie 100 Tabellen sind im Text enthalten.

Dieses kostenlose Physikbuch wird von dem gemeinnützigen Motion Mountain Physikverein veröffentlicht. Steuerlich absetzbare Spenden sind möglich - und herzlich willkommen. Bisher haben Spenden weniger als ein Viertel der Kosten gedeckt.

Leider gibt es keine deutschsprachige Fassung, da trotz 25 Jahre Einsatz für die der englischsprachigen Fassung Beruf und Familie das nicht erlaubt haben. Nur mit einem Sponsor könnte das umgesetzt werden.
 

Die größte Kraft in der Natur

Das Prinzip der größten Kraft c⁴/4G bzw. das Prinzip der größten Leistung c⁵/4G werden auf einer eigenen Seite vorgestellt. Aus diesen Grenzen, die schwarze Löcher kennzeichnen, kann die gesamte allgemeine Relativitätstheorie vollständig abgeleitet werden. Veröffentlichungen dazu sind auf der Webseite zu finden. Inzwischen behandeln immmer mehr Veröffentlichungen anderer Forschungsgruppen das Thema. Das Prinzip der größten Kraft c⁴/4G wurde unabhängig auch von Gary Gibbons vorgeschlagen.

Die Grenze der größten Kraft in der allgemeine Relativitätstheorie entspricht der größten Geschwindigkeit c in der speziellen Relativitätstheorie. Alle verwandetn Grenzgrößen werden im Band zur Relativitätstheorie vorgestellt und behandelt.

Die größte Kraft bedeutet, dass es in der Natur eine kleinste Länge gibt. Die Webseite stellt die vielen spannenden Folgen vor.
 

Die kleinste Entropie eines physikalischen Systems

Inzwischen gibt es auch eine Veröffentlichung zur kleinsten Entropie k ln 2 in der Natur, die Uwe Hohm und ich zusammen verfasst haben. Wir zeigen darin, dass man von einem Prinzip der kleinsten Entropie sprechen kann. Es ist dabei zu beachten, dass Entropieunterschiede und Entropiewerte pro Teilchen beliebig klein sein können. Aber der Gesamtwert der Entropie eines physikalischen Systems ist in keinem Fall kleiner als k ln 2.
 

Das Motion Mountain Forschungsprojekt

Aus dem Physikbuch ist ein Ansatz zur vollständigen Beschreibung der Natur entstanden. Der Vorschlag beruht auf der größten Kraft, der größten Geschwindigkeit, dem Wirkungsquantum und der kleinsten Systementropie. Dieser Vorschlag, das sogenannte Fadenmodell, baut auf einem einzigen Prinzip auf, dem Fundamentalprinzip, und wird auf einer eigenen Webseite vorgestellt. Die zugehörigen Veröffentlichungen sind dort aufgeführt.

Das Fundamentalprinzip des Fadenmodells erlaubt es, die Lagrangedichte des Standardmodells der Elementarteilchen mit massiven Neutrinos und die Lagrangedichte der allgemeinen Relativitätstheorie abzuleiten. Insgesamt beschreibt das Fundamentalprinzip die gesamte Natur mit einem einzigen Satz: Kreuzungswechsel von unbeobachtbaren Fäden mit Planckradius sind beobachtbar und ergeben das Plancksche Wirkungsquantum. Insbesondere werden dadurch, zum ersten Mal überhaupt, die Eichwechselwirkungen mit deren Liegruppen und der SU(2) Symmetriebrechung, die Elementarteilchen mit allen ihren Quantenzahlen, und die Fundamentalkonstanten abgeleitet. All experimentelle Vorhersagen und Tests stimmen seit Jahren mit allen Experimenten überein - trotz weltweiter intensiver Suche nach Gegenbeispielen.

Wenn die experimentellen Ergebnisse das Fadenmodell weiterhin bestätigen, waren das Prinzip der größten Kraft und das Fundamenalprinzip des Fadenmodells die letzten Naturgesetze, die noch unentdeckt waren. Wenn weiterhin die experimentellen Ergebnisse das Fadenmodell nicht falsifizieren, ist die Grundlagenphysik abgeschlossen. (Nicht aber die Physik als Ganzes!) Die Zukunft wird die Frage klären.
 

Warum Physik faszinierend ist

Nach gegenwärtigem Wissen beschreiben 9 Zeilen die gesamte Natur – und zwar exakt.
Anbei die Vortragsfolien zum Vortrag "Physik in 9 Zeilen". Hier ist die Übersicht:
 

1. Die Natur mag keine Verschwendung:	dW = 0	Die Wirkung W=∫L dt wird bei jeder Bewegung minimiert. Lokal gilt L = Ekin-Epot.	Vol. I: Fall, Flow and Heat.
2. Die Natur mag keine Eile:	v ≤ c	Energiegeschwindigkeiten v sind durch die Lichtgeschwindigkeit c begrenzt.	Vol. II: Chapters on Special Relativity.
3. Die Natur mag keine übermäßige Kraft:	F ≤ c4/4G	Die Kraft F wird durch c und die Gravitationskonstante G begrenzt.	Vol. II: Chapters on General Relativity and Cosmology.
4. Die Natur mag keine Faulheit:	W ≥ ℏ	Die Wirkung W ist nie kleiner als das Wirkungsquantum ℏ.	Vol. IV: The Quantum of Change.
5. Die Natur mag keine perfekte Ordnung:	S ≥ k  ln 2	Die Entropie S ist nie kleiner als O(1) mal die Boltzmannkonstante.	Vol. I        (and Vol. VI)
6. Elektrische Ladungen bleiben erhalten und ziehen sich an oder stoßen sich ab:	U(1)	ist die Symmetrie des Elektromagnetismus.	Vol. III: Light, Charges and Brains.
7. Kerne zeigen zwei weitere Arten von Ladungen und Kräften:	SU(3) und gebrochene SU(2)	sind die Symmetrien der beiden Kernwechselwirkungen.	Vol. V: Pleasure, Technology and Stars.
8. Die Natur bestimmt die Elementarteilchen:	18 Teilchen	mit ihren Ladungen und Eigenschaften bauen alles auf.	Vol. V: Pleasure, Technology and Stars.
9. Die Natur bestimmt die fundamentalen Konstanten:	27 Zahlen	– Dimensionen, kosmologische Konstante, Kopplungskonstanten, Teilchenmassenverhältnisse, Mischungswinkel – bestimmen alle Beobachtungen, Farben & Schönheit.	Vol. V: Pleasure, Technology and Stars.

Mehr physikalische Details und eine Veröffentlichung zu den 9 Zeilen, die die gesamte Natur beschreiben, sind hier zu finden.