Die offenen Fragen der Physik

[Skymarshal]

Nein. Dichte = Masse / Volumen. Falls Volumen = 0, Dichte = Nicht definiert, beliebig gross. Über "Masse" sagt diese Beziehung ja nichts aus.

Ok, stimmt.

Und falls das Volumen unendlich klein ist?

Nicht alles, was man so zu lesen bekommt ist ganz korrekt ausgedrückt

Siehste, Bynaus schreibt auch 0 und nicht -unendlich

Er hat geschrieben "falls" 0.

Noch mal das Beispiel mit der Relativitätstheorie: Ein Körper mit träger Masse der auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wird. Er wird unendlich schwer, unendlich klein und unendlich dicht.

Das heisst ja nicht das er dann 0 ist, oder?


Weil 0 ist nicht vorhanden....ein Würfel mit dem Wert Seite b = 0. Hat der jetzt diese Seite nicht oder hat er die Seite mit dem Wert 0?

[Bynaus]

Und falls das Volumen unendlich klein ist?

Definiere "unendlich klein" - Meinst du "0" oder "beliebig klein"? Im ersten Fall ist die Dichte nicht definiert, im zweiten ist sie beliebig gross.

Weil 0 ist nicht vorhanden....ein Würfel mit dem Wert Seite b = 0. Hat der jetzt diese Seite nicht oder hat er die Seite mit dem Wert 0?

Jeder Punkt kann als Würfel mit Seitenlänge 0 bezeichnet werden. Oder als Fläche mit Seitenlänge 0. Oder als Strecke mit Länge 0. Es kommt immer auf das selbe heraus: der Punkt hat per Definition keine Ausdehnung. Ob dieser Umstand jedoch eine physikalische Realität wiederspiegelt, ist eine andere Frage.

[Skymarshal]

Definiere "unendlich klein" - Meinst du "0" oder "beliebig klein"? Im ersten Fall ist die Dichte nicht definiert, im zweiten ist sie beliebig gross.

Mit unendlich meine ich eine entweder unendlich kleine Zahl welche sich an 0 nähert(so nahe an 0 ist wie möglich und unendlich lange weiterläuft) oder eine unendlich große welche immer weiter wächst also Nicht-Kommastellen dazubekommt.

Wenn du jetzt natürlich auch sagst das 0=unendlich klein ist, dann nehme ich das mal stillschweigend so hin.

Ich meine natürlich nur 0 = nichts, wenn es ein physikalischer absoluter Nullpunkt ist. Weil Spocky ja immer mit ^-oo ankommt.

Für mich ist "Nichts" nicht = unendlich klein. Entweder nicht definiert oder nichts. Was nicht definiert ist, ist entweder nicht vorhanden oder unklar. In diesem Fall nicht vorhanden= nichts!

Jeder Punkt kann als Würfel mit Seitenlänge 0 bezeichnet werden. Oder als Fläche mit Seitenlänge 0. Oder als Strecke mit Länge 0. Es kommt immer auf das selbe heraus: der Punkt hat per Definition keine Ausdehnung. Ob dieser Umstand jedoch eine physikalische Realität wiederspiegelt, ist eine andere Frage.

Ich gehe meistens von der physikalischen Realität aus und nicht was mathematisch-theoretisch möglich ist.

[Bynaus]

Mit unendlich meine ich eine entweder unendlich kleine Zahl welche sich an 0 nähert(so nahe an 0 ist wie möglich und unendlich lange weiterläuft) oder eine unendlich große welche immer weiter wächst also Nicht-Kommastellen dazubekommt.

Die Mathematik nennt das "beliebig klein" / "beliebig gross".

0 ist aber nicht "beliebig klein". Beliebig klein meint, dass es noch einen winzigen Betrag gibt, um den sich die beliebig kleine Zahl von 0 unterscheidet. Man kann sich diesen Betrag so klein vorstellen, wie man nur will, bloss 0 wird er nie sein, sonst sind wir bei 0.

Oftmals ist in der Natur aber "beliebig klein" = 0, einfach darum, weil die Natur quantisiert ist. Ein Stoff, der aus 1 Milliarde radioaktiver Atome besteht, die eine Halbwertszeit von 10 Jahren haben, wird nach dem Zerfallsgesetz nach der folgenden Regel zerfallen:

X(t) = X(0) * e^(-lambda*t)

X(t) ist die Menge heute, X(0) die Menge am Anfang, lambda die Zerfallskonstante und t die Zeit in derselben Einheit wie die Zerfallskonstante. Natürlich kann man jetzt argumentieren, X(t) wird, wenn t gegen Unendlich geht, nur "beliebig klein" und nie 0. Tatsächlich aber haben wir eine endliche Menge Atome, und letztlich bleibt keines übrig, auch wenn nach der Gleichung noch "0.000000001 Atome" (oder so) da sein sollten.

Ich gehe meistens von der physikalischen Realität aus und nicht was mathematisch-theoretisch möglich ist.

Genau deshalb ist 0 oft das gleiche wie "beliebig klein" (siehe Beispiel oben).

[Skymarshal]

Und "beliebig klein" ist nicht "unendlich klein"?

0 ist unendlich klein?

Oder ist 0 = nichts?

Genau deshalb ist 0 oft das gleiche wie "beliebig klein" (siehe Beispiel oben).

ok

[Bynaus]

Das was du "unendlich klein" nennst, ist "beliebig klein". Unendlich klein gibt es nicht. 0 ist 0.

[Nilani]

Zuerst ein mal einen Dankesgruss an Bynaus. Deine Beiträge sind immer interessant u ich freu mich über jede neue Info, aber auch bei Sachen die ich schon wusste, ist es toll, mal die Hintergründe zu erfahren. Mir reicht halt nicht nur zu wissen, wie die Welt funktioniert, ich will auch wissen, wie und warum etwas so ist wie es ist. Noch dazu sind Deine so einleuchtend erklärt, dass Dir (fast) jeder folgen können müsste.
Und Deine Widerlegungen sind genauso überzeugend. Ich weiss leider nicht, warum manche damit so ein Problem haben. Urknall, Relativität usw. beschreiben recht gut das von uns beobachtete Universum, u genau dazu sind sie ja da. Niemand behauptet, dass eine Theorie die reine Wahrheit abbildet. Dazu reicht unser Wissen nicht aus, leider.

Manche Therien lassen sich beweisen, bei anderen wird das wohl noch eine ganze Weile dauern, aber auch sie haben eine grundlegende Eigenschaft: sie treffen gültige Voraussagen, und diese kann man dann nachprüfen. Bsp: die Relativitätstheorie trifft die Aussage, das der Raum gekrümmt ist. Masse krümmt den Raum u das macht sich als Gravitation bemerkbar. Bei Sonnenfinsternissen kann man es dann beweisen, weil ein Stern, der eigentlich hinter der Sonne ist, nun direkt neben ihr zu sehen ist. Das Licht wurde also beim "Vorbeiflug" an der Sonne durch die Gravitation abgelenkt. Voraussage der Theorie eingetroffen, aber das heisst nicht, dass die Theorie die Realität perfekt beschreibt. Deshalb suchen wir ja z.Bsp. nach der Theorie, die alle vier Kräfte vereint, weil die Relativitätstheorie in der Hinsicht unvollständig ist u nur drei Kräfte einbezieht.

Andere können das sicher noch besser erklären, kenne mich nämlich mit Formeln nicht so aus.

Theorien wie die "Steady State" können keine solchen überprüfbaren Voraussagen treffen, und genau aus diesem Grund werden sie auch nicht allgemein akzeptiert. Eine neue Theorie, die unser Universum besser beschreiben würde als eine alte, würde diese schnell ersetzen oder zumindest ergänzen (wenn beide gültig wären, wie bei Newton und Einstein).

Aber die Foren sind ja auch zum diskutieren da, wär ja auch langweilig, wenn wir alle einer Meinung wären. Dann wärs wie bei den Borg, Assimilation und Schluss, keine Diskussionen und keinen Spass beim lesen. Also an alle: fleissig weiter posten!

Manche Links sind richtig klasse, wenn ihr Themen habt, zu denen ihr auch Adressen habt, dann linkt doch bitte öfter. Das Netz ist so riesig, da kann man gar nicht alles selbst finden.

[unbekannter affe]

Offene Fragen der Stellarphysik/Kosmogonie

So, dann will ich auch mal bischen was beisteuern:

Offene Fragen der stellaren Astrophysik und Kosmogonie (= Lehre von der Entstehung der Himmelskörpern, nicht zu verw. mit der Kosmologie die sich mit der Gesamtdynamik des Universums beschäftigt) :


- Ist unser Sonnensystem typisch (vom Aufbau her) oder nur eine von vielen Möglichkeiten ?

- Wie entstehen Hot Jupiters (= Gasriesen in unmittelbarer Sternnähe) ? (Erklärungsansatz: Planetary Migration - Planeten wandern kurz nach ihrer Entstehung durch Wechselwirkung mit dem Restgas zum Stern hin)

- Existiert wirklich eine "Lücke" zwischen Riesenplaneten und Braunen Zwergen ?
(anscheinend fehlen Objekte, die schwerer als ein typischer Riesenplanet und leichter als ein Brauner Zwerg sind)
Wenn ja, woran liegt dies ?

- Wie entstehen zirkumstellare Strukturen (Gas-/Staubgürtel) um gealterte
Sterne (Rote Riesen u. ä.) ?

- Wie entstehen die Planeten von Neutronensternen ? (Überleben sie die Supernovaexplosion, da diese asymmetrisch verläuft und sie "verfehlt", oder bilden sie sich erst hinterher ?)

- Können sich "freifliegende" Planeten bilden ? Also solche, die nicht an Sterne gebunden sind (Gilt inzwischen als unwahrscheinlich)

- Was ist das wirkliche Massen-/Anzahlverhältnis zwischen Sternen und Braunen Zwergen ? Besteht möglicherw. an substantieller Anteil der baryonischen Materie unserer Galaxis aus Braunen Zwergen ?

- Wie entstanden die unterschiedlichen Massen des Gashüllen der Riesenplaneten in unserem Sonnensystem (Hüllenmassen: Jupiter - 300 Erdmassen, Saturn - 75 Erdm., Uranus, Neptun - 2 Erdm. Die Planetenkerne haben dagegen fast identische Massen - 15 Erdm.) ?
Wie hängt das Hüllenmassenverhältnis mit der Auflösung des protoplanetaren Nebels (der Nebel, aus dem die Planeten entstanden) zusammen ? Ist es typisch für Planetensysteme ?

- Welche Rolle spielen Turbulenzphänomene bei der Planetenentstehung ? Dies ist bisher noch kaum erforscht, da Turbulenz ein äußerst komplexes Phänomen ist.

- Wie überleben bei der Entstehung von Planeten Festkörper im Meterbereich ?
(Hintergrund: Bei der Planetenentstehung aus Staubteilchen wird irgendwann der Bereich metergroßer Objekte durchlaufen. Diese müßten aber eigentlich durch Reibung an der Gaskomponente des protoplanetaren Nebels in die Sonne stürzen, bevor sie sich zu größeren Körpern zusammenlagern können. Wie "überleben" sie ?)


An letzterer Frage arbeite ich übrigens z.Zt. selbst !

[Spocky]

Also unser Sonnensystem ist wohl ziemlich atypisch für einen G-Klasse Stern. Zum einen schon deshalb, weil sie ein Einzelstern ist, zum anderen aber auch deshalb, weil hier wohl sehr wenig "Restmüll" von der Entstehung übrig ist, will sagen, sehr wenige Asteroiden.

Hot Jupiters sehe ich auch so

Was die Lücke angeht, so glaube ich, dass diese eher eine Findelücke ist. Will sagen: Man hat nur noch nichts in der Größe gefunden, wobei - theoretisch bilden die beiden ja eine gemeinsame Grenze.

Hat man schon Planeten bei Neutronensternen gefunden?

Planeten können sich nicht im freien Raum bilden, aber sie können aus Systemen hinausgeschleudert werden und dann frei herumfliegen.

Ich glaube nicht, dass der Anteil an Braunen Zwergen so viel Anteil an der dunklen Materia hat. Es gibt zwar welche im Halo von Galaxien, aber das fällt nicht extrem ins Gewicht.

ka

ka

Vielleicht gibt es zu dem Zeitpunkt praktisch keine Gaskomponente mehr, oder zumindest nicht genug, um derartige Reibung zu erzeugen. Vielleicht sorgen aber auch die zur Entstehungszeit stärkeren Sonnenwinde dafür, dass die Brocken "draußen" gehalten werden. Ich denke aber, dass gerade die Sonnenwinde dafür sorgen, dass das Gas irgendwann weiter draußen ist, nämlich dort, wo sich die Gasriesen bilden und dort verteilt es sich auf mehr Raum, so dass die Reibung nicht ins Gewicht fällt.

[Challenger]

Hat man schon Planeten bei Neutronensternen gefunden?

IIRC waren die ersten extrasolaren Planeten die man fand um einen Neutronenstern
Yep..PSR B1257+12. Ein Pulsar.. was nix anderes als ein schnell rotierender Neutronenstern ist.

[Spocky]

- Das Universum sah vor Milliarden Jahren deutlich anders aus (kann man an weit entfernten Galaxien überprüfen). So gab es Quasare (die es heute nicht mehr gibt), und die Sterne hatten deutlich weniger Metalle als heute.

Also wenn die Leutz von RP-Online keinen Fehler gemacht haben (z.B. Mio statt Mrd), dann kann es noch nicht Milliarden Jahre her sein, dass es Quasare gab, sondern allenfalls Millionen:

http://www.rp-online.de/public/article/aktuelles/wissen/weltraum/395182

Dem Artikel nach wurden auf relativ kurzem Raum (100.000 - 150.000 Lj, also etwa dem Durchmesser der Lichtstraße, vllt. etwas mehr) 3 Quasare entdeckt und die sollen nur 10,5 Ma von der Erde entfernt liegen.

[Skymarshal]

@Spocky: Vielleicht gibt es ja auch nähere Quasare. Die sind ja auch nicht "ausgestorben" oder?

Also nähere Galaxien könnten doch theoretisch auch Quasare bilden.

Quasare gehören wie die schwächeren Seyfertgalaxien zur Klasse der aktiven Galaxien. Die Trennung anhand der Leuchtkraft ist rein historisch bedingt. Nach heutiger Annahme befindet sich im Zentrum aller Galaxien mit einem Bulge ein sehr massereiches Schwarzes Loch, das mehrere Millionen bis Milliarden Sonnenmassen umfassen kann. Aktive Galaxien unterscheiden sich von normalen Galaxien dadurch, dass dieses Schwarze Loch zur Zeit an Masse zunimmt, da Materie aus der umgebenden Galaxie (Interstellares Gas oder zerrissene Sterne) durch die Gravitation des Schwarzen Loches angezogen wird.

Quelle:Wikipedia

Wird nicht in nahezu jeder Spiralgalaxie ein schwarzes Loch im Zentrum vermutet?

Dann könnte doch unsere Milchstraße auch mal ein Quasar bilden oder nicht? Kommt drauf an ob das schwarze Loch wächst...

Allerdings steht auch in dem Artikel das die meisten Quasare sehr weit entfernt sein sollen. Woanders habe ich auch mehrmals gelesen das sie die weitesten und ältesten Galaxien sind. Mit der höchsten Rotverschiebung. Und 1/3 Lichtgeschwindigkeit relativ zu uns. Natürlich durch die Raumexpansion.

[Nilani]

Ich hab schon oft gelesen, dass die beobachteten Quasare deshalb so alt sind, weil im jetzigen Universum gar keine neuen mehr entstehen können. Warum genau das unmöglich sein soll, ist mir allerdings nicht ganz klar.

Wenn ich's richtig verstanden habe, sind Quasare besonders massereiche und besonders leuchtstarke schwarze Löcher. Vielleicht verhindern ja die Materiedichte und die Zusammensetzung der heutigen Galaxien die Entstehung neuer Quasare?

Wie würde es eigentlich aussehen, wenn wir in unserer Galaxie einen Quasar hätten? So leuchtstark wie Quasare sind, müsste es doch dann mit Abstand das hellste Objekt der Galaxie sein, oder? Hat jemand evtl eine Zahl, um wieviel heller ein typischer Quasar im Vergleich zu unserer Sonne ist? (ist sicher eine astronomisch hohe Zahl, ein anderer Vergleich tuts auch)

[Regenbogen]

Es wird mir zwar keiner glauben, aber Einstein hat sich in seiner Formel geirrt und deshalb ist die Quantenmechanik nicht mit der allg. Rel.Theor. vereinbar.

Wisst ihr, Einstein ist ein GOTT,
seine Relativitätstheorie ist seine BIBEL,
die treuen Professoren, und Lehrer, und Schüler sind seine *** Schäfchen, die ihm blind folgen, und zu guter letzt:

Wenn de was Kritisches gegen die Rel.Theorie (oder EINSTEIN) sagst, gleich auf dem SCHEITERHAUFEN verbrannt wirst!

Das ist TATSACHE! (Nun, nicht WÖRTLICH, aber das spielt sich in den Köpfen derer ab, die hören, daß da jemand über EINSTEIN läßtert! OH GOTT OH GOTT! EINE GOTTESLÄSTERUNG!

...

So.

Die richtige Formel lautet:

E = m²c²

Noch n paar Fehler:
Masse und Gewicht sind dasselbe!

Kilogramm und Newton.

In der Physik wird behauptet, daß das Gewicht einer Kugel meinetwegen von nem anderen Objekt abhängt, von dem es gerade angezogen wird.

Die Erde ist eine große Kugel,
der Mond eine kleine.

die gesamte Erde zieht die Kugel an --> große Erde, großes Gewicht
der gesamte Mond zieht die Kugel an --> kleiner Mond, kleines Gewicht

Wenn ich jemandem die Kugel gegen die Brust schwenke, plumpst es an seiner Brust ab.
Wenn ich aber die Kugel wie bei einem Hammerwerfer werfe, und mit 50 km/h gegen seine Brust schmettere, hat es eine viel größere Wucht, eine viel größere Masse, und es "WIEGT" auch für denjenigen viel mehr!

Masse und Gewicht ist das gleiche!
Wenn ich etwas beschleunige, bekommt es mehr Masse UND mehr Gewicht! (ist ja das gleiche!)

Das VOLUMEN bleibt das gleiche! (Wenn man es beschleunigt)

Da man mir wahrscheinlich nicht glaubt: Ein Beispiel:

Auf der Erde ein 1-Tonnen-Auto von der Stelle zu bewegen mit gelöster Handbremse, und ein 6-Tonnen-Auto von der Stelle zu bewegen, bedeutet einen IMMENSEN Kraftaufwandsunterschied! Sagt mir keiner, daß es gleichleicht sei! D.h., der 6-Tonner hat VIEL MEHR MASSE! (Ist ja klar! Ist ja auch ein 6-Tonner!)

Das Problem ist: Stell den 6-Tonner auf den MOND, und er bewegt sich GENAUSO LEICHT, wie der 1-Tonner HIER!

D.h., Auf EINMAL hat der 6-Tonner die GLEICHE Masse wie der 1-Tonner, NUR, WEIL DER SICH AUF DEM MOND BEFINDET!

D.h., zwangsläufig: Ich kann die Masse ändern, indem ich die anziehende Masse des Nachbarkörpers ändere (Also Erde/Mond z.B)! Masse und Gewicht sind IDENTISCH!

Ihr müßt es euch andersherum vorstellen: Hier auf der Erde hat der Gegenstand die gleiche Masse, aber wenn der Gegenstand meinetwegen auf
dem stärker anziehenden Jupiter wäre, OBWOHL er dort die GLEICHE Masse haben soll (laut Pysik), ist er DOCH VIEL schwerer vom Fleck zu bewegen! Die MASSE is VIEL TRÄGER! VIEL SCHWERER vom Fleck zu bewegen!
Argh! Da GIBT es keinen Unterschied zw. Masse und Gewicht.

Soweit erstmal. Wer weiteres will, kann nachfragen.

Regenbogen.

[Spocky]

Masse und Gewicht sind NICHT dasselbe.

Wiege mal eine bestimmte Kugel auf dem Mount Everest und am Meer. Du wirst beide male ein anderes Gewicht feststellen. Die MAsse der Kugelhat sich indes nicht geändert.

So einfach ist deine These zu widerlegen.