The Natural Structure of Spacetime: From Quantum Mechanics, Relativity, and Gravitation
\[\Box \phi + \gamma \partial^\mu \phi + \alpha \phi^3 + \beta \phi^5 = qE_{\text{Res}} + \lambda \langle \hat{Q} \rangle + \eta \epsilon^{\mu\nu\rho\sigma} \partial_\mu \phi \partial_\nu \phi \partial_\rho \phi \partial_\sigma \phi + \xi \zeta(x^\mu) + \kappa \partial_t \phi + \delta \phi E^2\] \begin{equation} G_{\beta\nu} + \beta \langle \phi^2 \rangle g_{\beta\nu} = 8\pi G (T_{\text{std}} + T_\phi)\end{equation} \begin{equation} \Box \phi = -\beta \phi - \beta \partial_t \phi + \beta \nabla^2 \phi + \beta \zeta R \phi\end{equation} English Description This work develops a minimal, parameter-free framework of quantum gravity based entirely on the natural constantsℏ, c, G and kB.Its central object is the Planck two-measure σₚ = ℓₚ · tₚ = ℏ·G / c⁴ interpreted as the elementary quantum of spacetime.This single scale provides a common structure for quantum field theory, relativity, and cosmology. From this measure follows the dimensionless spacetime fine-structure constant ασ = σₚ / (R · t) where R and t denote the size and age of the Universe.It leads directly to a dynamical cosmological term Λ_eff(t) ≈ ασ / ℓₚ² ≈ 1 / (c · R · t) that reproduces the observed cosmic acceleration without invoking dark energy. A covariantly windowed path integral regularizes both UV and IR divergences:vacuum fluctuations and point singularities are replaced by a finite causal domain (R, t) and the Planck minimal cell σₚ.This yields ρ_vac^(σ) ≈ ασ · ℏ · c / ℓₚ⁴ which matches the observed cosmological constant Λ ≈ 10⁻⁵³ m⁻². The same structure explains galactic rotation curves and the radial acceleration relation (RAR/BTFR) as the low-g response of the spacetime field — without dark matter halos. Key results:• Natural derivation of cosmic acceleration without exotic fields• Elimination of curvature singularities through Planck-covariant source smearing• Universal acceleration scale g* ≈ c²·√Λ• Unified relation E = mc² = hf This framework is scale-covariant, observer-compatible, and empirically testable with current cosmological and astrophysical data. Kids’ Talk — The Universe as a Carpet Imagine the Universe as a giant carpet made of tiny tiles.Each tile is a σₚ-cell — the smallest piece of spacetime. Pressing on the carpet → curvature (Einstein / GR)Vibrating → ticking at f = mc² / h (Quantum)The signal travels at constant speed c. Far, far away, you can see the carpet’s fine texture: Λ = 1 / (c · R · t) It isn’t “dark energy” — it’s the geometry of the carpet itself.And flat galaxy rotation curves?That’s just the carpet yielding elastically under weak pressure — no invisible matter needed. 🇩🇪 Deutsche Beschreibung Diese Arbeit formuliert ein minimales, nicht-ad-hoc Framework der Quantengravitation, das direkt aus den Naturkonstantenℏ, c, G und kB abgeleitet ist. Im Zentrum steht das Planck-Zweimaß σₚ = ℓₚ · tₚ = ℏ·G / c⁴ das als fundamentale Raumzeit-Zelle interpretiert wird.Daraus folgt die dimensionslose Raumzeit-Feinstrukturzahl ασ = σₚ / (R · t) die ein dynamisches kosmologisches Glied Λ_eff(t) = ασ / ℓₚ² ≈ 1 / (c · R · t) liefert — und damit die beobachtete kosmische Beschleunigung ohne Dunkle Energie erklärt. Ein kovariant gefenstertes Pfadintegral ersetzt IR- und UV-Divergenzen durch eine endliche kausale Domäne (R, t) und die Planck-Zelle σₚ.Das Ergebnis: ρ_vac^(σ) ≈ ασ · ℏ · c / ℓₚ⁴ entspricht dem beobachteten Wert der kosmologischen Konstante. Zugleich reproduziert das Modell galaktische Rotationskurven und die RAR/BTFR-Relation als Niedrig-g-Antwort des Raumzeitfeldes — ohne Dunkle Materie. Wesentliche Punkte:• Kosmologische Beschleunigung aus σₚ, keine exotischen Felder• Keine Singularitäten dank Planck-kovarianter Quellmittelung• Globale Skala g* ≈ c²·√Λ• Einheitliches Wirkungsprinzip E = mc² = hf Dieses Rahmenwerk verbindet Quantenfeldtheorie, Relativität und Kosmologie zu einer konsistenten, überprüfbaren Theorie der Raumzeit. Kindererklärung — Das Universum als Teppich Stell dir das Universum wie einen riesigen Teppich vor.Jede Faser dieses Teppichs ist eine σₚ-Zelle — das kleinste Stück Raumzeit. Etwas mit Masse drückt auf den Teppich → Krümmung.Gleichzeitig beginnt der Teppich zu schwingen → Frequenz f = mc² / h.Die Schwingung läuft mit Lichtgeschwindigkeit c durch das Gewebe. Ganz weit draußen erkennt man die feine Struktur des Teppichs: Λ = 1 / (c · R · t) Das ist keine mysteriöse Energieform, sondern das Muster des Teppichs selbst.Und die flachen Rotationskurven der Galaxien?Das ist einfach die elastische Antwort des Teppichs auf schwache Kräfte — keine unsichtbare Materie nötig. Related Works: Zander, A. (2025). The Gaia Galactic Wave - Application of the Unified Field Equation without Dark Matter or Dark Energy. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.17304274 Zander, A. (2025). 1/137. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.17332403 10.5281/zenodo.15578802 Zander, A. (2025). From Quantum to Cosmos: About Space and Time, Mass and Inertia (Also includes every Paper in an extra Zip in English): 10.5281/zenodo.16925937 Zander, A. (2025). From Quantum Structure to Galactic Rotation: Eliminating Dark Matter with Planck-Covariant Gravity.10.5281/zenodo.16925299 Zander, A. (2025). From Quantum to Cosmos: ZE-Qubit10.5281/zenodo.16925145 Zander, A. (2025). From Quantum to Cosmos - Schrödinger-Zander and Einstein-Zander Equation10.5281/zenodo.16924975 Zander, A. (2025). From Quantum to Cosmos – No Singularities: Planck-Covariant Averaging as Natural Cutoff10.5281/zenodo.16922391 Zander, A. (2025). From Quantum to Cosmos - Planck Two-Measure: Vacuum Catastrophe Fixed, Muon g-2 Consistent10.5281/zenodo.16921499 Zander, A. (2025). From Quantum to Cosmos: Solving the Λ Problem via (ℓₚ·tₚ)/(Rₒᵦₛ·t₀) ⇒ α_σ ≈ 4.60×10⁻¹²³ ⇒ Λ = α_σ/ℓₚ² ≈ 10⁻¹²³10.5281/zenodo.16929728 Zander, A. (2025). From Quantum to Cosmos: The Hawking Information Paradox -- Full Quantum10.5281/zenodo.16929833 Zander, A. (2025). From Quantum to Cosmos: Defusing the Hubble Tension with Planck-Covariant Spacetime Fine-Structure 10.5281/zenodo.16929899 Zander, A. 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Publication Details
- Journal
- Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)
- Published
- 2025-10-14
- DOI
- https://doi.org/10.5281/zenodo.17357165
- Primary Topic
- Oceanographic and Atmospheric Processes
- Type
- article
- Field-Weighted Citation Impact
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