Einige Klarstellungen in Sachen Physik

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Vorsätze für dezimale Vielfache und Teile von Einheiten (Scientific notation)

Vorsätze | engl. | Vorsatzzeichen | Faktor  
Exa      | exa   |       E        | 10 E 18  =  1 000 000 000 000 000 000 
Peta     | peta  |       P        | 10 E 15  =  1 000 000 000 000 000 
Tera     | tera  |       T        | 10 E 12  =  1 000 000 000 000 
Giga     | giga  |       G        | 10 E 9   =  1 000 000 000 
Mega     | mega  |       M        | 10 E 6   =  1 000 000  
Kilo     | kilo  |       k        | 10 E 3   =  1 000 
Hekto    | hecto |       h        | 10 E 2   =  1 00 
Deka     |       |       da       | 10 E 1   =  10 
         |       |                | 10 E 0   =  1 
Dezi     | deci  |       d        | 10 E -1  =  0.1 
Zenti    | centi |       c        | 10 E -2  =  0.01 
Milli    | milli |       m        | 10 E -3  =  0.001 
Mikro    | micro |       µ        | 10 E -6  =  0.000 001 
Nano     | nano  |       n        | 10 E -9  =  0.000 000 001 
Pico     | pico  |       p        | 10 E -12 =  0. 000 000 000 001 
Femto    | femto |       f        | 10 E -15 =  0.000 000 000 000 001 
Atto     | atto  |       a        | 10 E -18 =  0.000 000 000 000 000 001

[notschefix]

Ich will nur nochmal kurz auf die Ache mit dem Volt, Ampere und Coulomb eingehen...

Ampere
Neben s, m und kg ist das Ampere noch eine der Standard-SI- Einheiten, das heißt, das Ámpere lässt sich nicht in wetere Untereinheiten zerlegen (wie eben Geschwindigkeit V sich in m/s zerlegen lässt).

Coulomb
Die Stromstärke I, dessen Einheit eben das Ampere ist, ist durch folgende Formel definiert:

I = Q/t

d.h., der Strom in einem Leiter ist gleich der geflossenen Ladung pro Zeiteinheit! Fließt in einer bestimmten Zeiteinheit (zum Beispiel eine Sekunde) die doppelte Ladung durch den Leiter, dann verdoppelt sich auch der Strom (beziehungsweise die Stromstärke, Strom und Stromstärke beseuten das gleiche).
Obige Formel kann man jetzt nach der LAdug Q umstellen:

Q = I * t

Über diese Gleichung ist die Einheit der Ladung, das Coulomb C definiert (die Einheiten von I und t sind ja schon bekannt):

1C = 1As ein Coulomb ist eine Amperesekunde!

Volt
Das Volt ist als Arbeit pro Ladung definiert, also welche Arbeit man braucht, um 1 Coulomb in einem elektrischen Feld von einem Ort zu einem anderen zu bewegen Braucht man mehr arbeit um das Teilchen u bewegen steigt die Spannung, genauso wenn die LAdung größer wird und dieser Arbeit mehr Widerstand entgengensetzen kann [wenn man zum Beispil eine positive LAdung an eine positiv Elektrode bringen möchte]).!

Physiker würden sagen sagen, die Spannung beschreibt eine Potentialdifferenz!

Die Einheit der Arbeit ist ja wie weiter oben von Bynaus geschrieben das Joule J. Die Einheit der Spannung nennt man Volt und wird mit V abgekürzt!

Also V = J/C = Nm/As = kg*m^2/A*s^3

gesprochen: KilogrammmmeterquadratdurchAmperesekundehochdrei
(es reicht auch sich JouledurchCoulomb zu merken)

Ohm
Daraus ergibt sich nun nach der bekannten Formel U = RI nach umformen nach R (dem Widerstand)

R = U/I für die Einheit des Wiederstandes Ohm

1 Ohm = 1V/A = kg*m^2/A^2*s^3

Auch hier reicht es sich VoltdurchAmpere zu merken

[Bynaus]

Einige Klarstellungen zu den verwendeten Einheiten.

Die Menschheit hat im Verlauf ihrer Geschichte viele verschiedene Einheiten verwendet, um damit alle möglichen Dinge zu messen. Man denke nur an Ster, Mass, Elle, Fuss, Tand, Meile, Yard, Kilopond usw.
Im Zeitalter der Globalisierung setzt sich ein einheitliches Masssystem auf dem ganzen Planeten durch: das metrische System, auch SI-System (für Standard-Industrie-System) genannt.

Prinzipiell lässt sich jedes Mass der Welt auf drei Grundeinheiten zurück führen, die die Charakteristischen Eigenschaften des Universums wiederspiegeln: Raum, Zeit und Energie, hier in Form von Masse.

Raum: s
Für Distanzmessungen wird die SI-Einheit Meter [m] verwendet. Diese Strecke war ursprünglich als 1 Millionstel des Abstandes zwischen Pol und Äquator gedacht, spätere Messungen zeigten aber, dass ungenau gerechnet worden war. Es gibt einen Normmeter, der in Paris aufbewahrt wird, und der mitlerweile sehr genau vermessen worden ist, so dass die ganze Welt denselben Standard benutzen kann. Untereinheiten davon sind gebräuchlich: km, cm, mm, üm, (ü steht für das my des griechischen Alphabets. --> Mikrometer, Millionstel eines Meters) nm (Nanometer, Milliardstel eines Meters)
Für Flächen wird m^2 verwendet, für Volumen m^3.

Zeit: t
Die SI-Zeiteinheit ist die Sekunde [s] . Ursprünglich als 3600ste Unterteilung einer Stunde, eines 24stels eines normalen Tages gedacht, ist sie heute genauer druch eine Anzahl Schwingungen eines bestimmten Atoms definiert, so dass auch hier ein objektiver Masstab existiert.

Masse: m
Masse wird im SI-System in [kg] gemessen. Hier gibt es ein "Nullkilo", das aber bis heute nicht objektiv bestimmbar ist, dh, wer eine Waage genau kalibrieren will, der muss entweder nach Frankreich pilgern oder eine der vielen Kopien kopieren. Man versucht, das Kilo durch eine Anzahl Atome eines bestimmten Elementes objektiv zu definieren, doch das gestaltet sich ziemlich schwierig.

Alle anderen
Alle anderen Einheiten sind abgeleitete Einheiten. Für die, denen das nicht schon bewusst ist: m*s^-1 ist dasselbe wie m/s, und m*s^-2 ist dasselbe wie m/s^2. Es ist bloss die "mathematische", wissenschaftliche Schreibweise, genauso wie 10'000 = 10^4 ist.

Geschwindigkeit: v
[m / s], geschrieben als [m * s^-1] (Änderung des Ortes: erste Ableitung des Ortes nach der Zeit)

Beschleunigung: a
[m / s / s], geschrieben als [m * s^-2] (Änderung der Geschwindigkeit: zweite Ableitung des Ortes nach der Zeit, erste Ableitung der Geschwindigkeit nach der Zeit)
Bremsen und beschleunigen ist dasselbe, mit umgekehrten Vorzeichen.

Kraft: F
Eine Kraft bewirkt eine Geschwindigkeitsänderung, die abhängig von der Masse des zu ändernden Körpers ist. Ihre (abgeleitete) Einheit ist das Newton.
F=m*a=[kg * m * s^-2]=[N]

Arbeit / Energie: W / E
Wenn eine Arbeit über eine gewisse Strecke verrichtet wird, nennt man das eine Arbeit. Dafür wird Energie verbraucht, wobei Energie auch potentiell sein kann, dh, potentielle Energie ist Energie, die aufgrund eines besonderen Zustandes des Objekts jederzeit frei werden kann. Die Einheit der Arbeit und der Energie ist das Joule. (die Amis sagen "Dschaul", was ja eigentlich falsch wäre, aber diese Sprechweise ist gebräuchlich)
W=F*s=[kg * m^2 * s^-2]=[N*m]=E
Wie man aus dieser Formel sieht, ist die Energie perfekt verträglich mit Einsteins Formel E=mc^2:
E=kg*c^2=kg*(m*s^-1)^2=kg*m^2*s^-2=[kg * m^2 * s^-2] (c ist ja MSR, die Lichtgeschwindigkeit, und die hat, wie jede Geschwindigkeit, die Einheit m/s, m*s^-1)

Leistung: P
Leistung ist Arbeit / Energie pro Zeiteinheit, hier also W oder E / t = P. Die Einheit der Leistung ist Watt: [W]=[J/s]=[kg * m^2 * s^-3]

Spannung, Strom, Wiederstand: U, I, R
In der Elektrizität kommen diese drei wichtigen Begriffe vor: sie sind wie folgt miteinander verknüpft: U=R*I, wobei U*I=P ist, die elektrische Leistung.
Die Einheiten der drei sind [V]=Volt für Spannung, [A]=Ampere für Strom und [(Omega)]=Ohm für Wiederstand.
Auch diese Einheiten lassen sich in den SI-Basiseinheiten ausdrücken. (kommt noch)

Druck: p
Druck ist Kraft pro Fläche, also [N*m^-2], die SI-Einheit ist Pascal. Die normale Atmosphäre hat einen Druck von ca. 1013 Hektopascal, also ca. 101300 Pascal.

to be continued!

[Bynaus]

Wie versprochen noch der Beitrag zu den Extrasolaren Planeten

Extrasolare Planeten
Heute (Nov. 2001) sind knapp 70 Planeten bekannt, die um andere Sterne kreisen. Die ersten, zuverlässig und überprüfbaren entdeckten Planeten ausserhalb dieses Sonnensystems wurden 1993 im Orbit um den Pulsar (=rotierender Neutronenstern) PSR 1257+12 entdeckt. Die drei mehr oder weniger erdgrossen Planeten umkreisen den Pulsar in kleinerem Abstand, aber vergleichbaren Bahnverhältnissen wie Merkur, Venus und Erde. Später wurde noch ein Saturngrosser Planet in dem selben System entdeckt. Bis heute ist dieses System das einzige extrasolare Planetensystem mit mehr als drei Planeten.

Die Entdeckung der Pulsarplaneten löste natürlich kein so grosses Echo aus wie die Entdeckung eines Planeten um einen sonnenähnlichen Stern im Jahre 1995. Der Stern 51 Pegasi, ca. 50 Lichtjahre von der Erde entfernt, wird von einem Planeten von etwa halber Jupitermasse umkreist! Bald darauf folgten weitere Berichte über Planten um die Sterne 70 Virginis und 47 Ursae Majoris.

Wenige Monate später sind es plötzlich zehn, dann zwanzig Planeten. Heute sind es knapp 70. Ihre Massen bewegen sich zwischen 0.35 und 11 Jupitermassen. (Die Übergangsgrenze Planet - brauner Zwerg (Zwischenstadium Planet - Stern) wurde mehr oder weniger willkürlich (Kriterium: Deuteriumfusion) bei 13 Jupitermassen gesetzt. Zählt man die entdeckten Objekte mit mehr als 13 Jupitermassen noch dazu, sind es weit über 70 neu entdeckte Objekte.

Die Planeten wurde folgendermassen (wie zuvor Begleitsterne) benannt: Der Hauptstern im 51 Pegasi System heisst nun 51 Peg a, der Planet 51 Peg b. Bisher wurden noch keine anderen Namen verliehen. Treten mehere Planeten in einem System auf, werden sie von innen nach aussen benannt, dh ein zweiter, weiter aussen kreisender Planet im 51 Pegasi System (für den es aber keine Hinweise gibt, nur ein Beispiel) würde dann 51 Pegasi c heissen.

Unterdessen gibt es auch eine ganze Anzahl Systeme, dh, Sterne mit mehr als nur einem entdeckten Planeten, die bekannt sind. Mit drei Planeten führt der Stern Upsilon Andromedae die Liste der Systeme an.

Eine sehr gute, sehr detailliert und ausführliche Auflistung der extrasolaren Planeten findet sich hier:
Extra-solar Planets Catalog

Charakterisierung der Extrasolaren Planeten
Interessant ist, das kaum einer der bisher entdeckten extrasolaren Planeten sich so verhält, wie man dies erwartet hatte. Viele umkreisen ihren Zentralstern auf sehr engen Bahnen, im Abstand von nur wenigen Millionen Kilometern (!) zur Sonnenoberfläche (sog. "Hot Jupiters"). Andere Umlaufen ihren Stern auf hochelliptischen Bahnen, die sie mal sehr nahe, dann wieder sehr weit weg vom Zentralstern führen. Dies hatte man überhaupt nicht erwartet.

Bis auf die Pulsarplaneten sind ALLE bisher bestätigten Planeten Gasriesen, dh, ähnlich aufgebaut wie Jupiter und Saturn. Einige wenige (ca. 10) umkreisen ihren Zentralstern in etwa einem Erdabstand, und ein paar wenige umkreisen ihren Zentralstern sowohl in etwa einem Erdabstand auf einer mehr oder weniger kreisrunden Bahn. Hätte ein solcher Planet einen erdgrossen Mond, wäre darauf Leben denkbar.
Mindestens einer der bisher entdeckten Planeten bedeckt seinen Stern beim Umlauf. (von uns aus gesehen) Damit war es möglich, seinen Durchmesser zu bestimmen. Der Befund ergab, dass der Planet deutlich grösser ist, als er sein sollte, wäre er einfach ein "grosser Bruder" Jupiters, dh, er ist wie aufgebläht. Die Astronomen führen dies darauf zurück, dass die Nähe zum Zentralstern (der Planet ist ein Hot Juptier) die Atmosphäre gewaltig erhitzt und sie sich deshalb ausdehnt. Dies dürfte auch bei anderen HJ der Fall sein.

Entdeckungsmethode
Die Entdeckungsmethode beruht auf dem Dopplereffekt. (bekanntes Beispiel: Signalhorn wird höher, wenn es sich nähert, und tiefer, wenn es sich wegbewegt) Dadurch, dass Stern und Planet sich um ein gemeinsames Massenzentrum bewegen ("Schwerpunkt") bewegt sich der Stern auf einer winzigen Kreisbahn. Dadurch bewegt er sich zur Erde hin und wieder weg, wobei einmal sein Licht ins Blaue, (auf die Erde zu) ein ander mal ins Rote (von der Erde weg) verschoben wird. Diese Verschiebung ist messbar und lässt Rückschlüsse auf die Masse des Planeten zu (vorausgesetzt, man kennt die Masse des Sterns, was aber nicht so schwierig ist). Natürlich hängt das ganze davon ab, wie sehr die Bahnebene des Systems gegen unsere Sichtlinie geneigt ist. Ist die Neigung gross (wir blicken fast von oben drauf) dann bräuchte es, um eine solche Verschiebung zu erreichen, eine viel grösser Planetenmasse als wenn die Neigung klein ist (wir blicken auf die Kante des Systems). Daher geben die Angegebenen Massen immer die Untergrenze der möglichen Masse an. M/sin(i) heisst damit: Die Masse des Planeten hängt davon ab, wie gross die INKLINATION = i ist. Die ermittelte Masse, geteilt durch den Sinus des Inklinations(=Neigungs)winkels gegenüber einer Neigung von 90 zur Sichtlinie (oben drauf), ergibt die wahre Planetenmasse. Wenn wir also auf die Kante blicken (i=90), ist M/sin(i)=M, da sin(90)=1 ist. Damit sieht man auch, dass Planetensysteme, bei denen wir genau von oben drauf schauen, mit dieser Methode nicht zu entdecken sind, da sin(0)=0 und damit M/0 = M = unendlich ist.
Von einem Glücksfall kann man sprechen, wenn eine zirkumstellare Staubscheibe entdeckt wird. Daraus lässt sich in der Regel die Inklination ablesen (da diese Scheibe in derselben Ebene liegt wie der Planet selbst), was dazu führt, dass man die Masse der umkreisenden Planeten genauer kennt.

Zukunft
Natürlich wird die Suche nach weiteren Planeten fortgesetzt. Dabei werden immer kleinere Dopplerverschiebungen messbar, der Rekord liegt bei einem Planeten mit Masse 0,35 Mj, dass sind kaum 100 Erdmassen (ca. Uranus/Neptun), und er wird untertroffen werden.
Parallel sind einige Projekte in Vorbereitung, welche die Entdeckung von erdähnlichen Planeten ermöglichen. Einige arbeiten mit INTERFEROMETRIE, wobei ein Stern im Infrarotbereich aufgenommen wird, und das Licht des Sternes selber ausgeblendet wird, so dass eventuelle Planeten zu sehen wären (da sie nicht mehr überstrahlt würden). Infrarot nimmt man deshalb, weil darin der Kontrast von Stern/Planet viel kleiner ist als im sichtbaren Licht.
Auch wird daran gedacht, Teleskope zusammenzuschalten: fünf Satelliten sollen im Asteroidengürtel einen konstanten Abstand voneinander halten und so das bisher grösse Teleskop bilden.
Beim Stern CM Draconis wurden bereits öfters kurzzeitige Verdunkelungen festgestellt, die als Transit eines etwa erdgrossen Planeten interpretiert werden können. Sollte sich dies als Richtig herausstellen, hätte man die einzigartige Gelegenheit, die Atmosphäre dieses Planten zu analysieren. Sollten sich Spuren von Ozon zeigen, wäre dies ein deutlicher Hinweis auf Leben: denn Ozon entsteht nur bei sauerstoffreichen Atmosphären, die wiederum kaum ohne Leben über längere Zeit bestehen bleiben können, da Sauerstoff sehr reaktionsfreudig wird und deshalb immer wieder freigesetzt werden muss.

[Bynaus]

Umwandlung Materie --> Energie
(siehe auch: Antimaterie, Energieproduktion auf der Sonne)

Bei Verbrennungen (CHEMISCH!) wird keine Materie in Energie umgewandelt. Die Gesamtmasse von Reaktanden ist vor
und nach der Verbrennung gleich. Das heisst zb, dass aus CH4 (Methan) und 4 O2 ----> 2 CO2 und 2 H2O werden. Die
Energie, die bei Verbrennungen frei wird, kommt letztlich aus der Energie, die in den Verbindungen steckt: Die Verbindungen
CH4 und O2 enthalten total mehr Energie als die Verbindungen CO2 und H2O. Der Energieunterschied wird in Form von
elektromagnetischer Strahlung (Wärme und Licht) frei.

Bei der Kernfusion (PHYSIKALISCH!) hingegen verbinden sich die Atomkerne, die in der vorherigen Reaktion völlig
unberührt blieben, mit anderen Atomkernen. Dabei wird wieder Bindungsenergie (diesmal aber zwischen Protonen) frei, die
sich in einem Massendefekt bemerkbar macht. Bei der Kernfusion wird effektiv Materie in Energie umgewandelt.
So gesehen, brennt die Sonne nicht, denn brennen ist, wie in oben angetönt, ein chemischer Prozess.
In der Sonne wird vor allem "normaler" Wasserstoff verbrannt. Deuterium und Tritium kommen natürlich so selten vor, dass
der Sonne schon lange der Brennstoff ausgegangen wäre. Von Deuterium und Tritium ist nur im Falle von künstlichen
Kernfusionsreaktoren die Rede, da diese Isotope einfacher zu fusionieren sind (bei tieferen Temperaturen) als "reiner"
Wasserstoff.

Schwarzschildradius
Der Schwarzschildradius ist nichts anderes als der Radius eines schwarzen Loches. Da die Fluchtgeschwindigkeit von
einem beliebigen Objekt (Erde, Sonne, schwarzes Loch) mit abnehmendem Abstand zunimmt, gibt es einen bestimmten
Abstand, bei dem die Fluchtgeschwindigkeit gleich der MSR (=Lichtgeschwindigkeit im Vakuum) ist. Dieser Abstand wird
Schwarzschildradius genannt. Das heisst, kommt man dem schwarzen Loch näher bzw so Nahe wie der Schwarzschildradius,
kann man ihm nicht mehr entkommen, da man MSR nicht überschreiten kann.

weitere Entwicklung der Sonne
Die Sonne wird sich zum roten Riesen aufblähen, lange bevor der Wasserstoffvorrat aufgebraucht sein wird. Es ist das
Verhältnis Wasserstoff/Helium, das über die Entwicklung zum Roten Riesen entscheidet. So nimmt die Aktivität der Sonne seit
ihrer Entstehung ständig zu. Bereits in ca. 800 Millionen Jahren wird ihre Aktivität derart zugenommen haben, dass die Erde
unbewohnbar wird. Dafür wirds dann auf dem Mars gemütlicher - für eine gewisse Zeit.

(Herstellbarkeit von) Plasma
Beim Plasma sind aufgrund der hohen Temperaturen die ELEKTRONEN nicht mehr an die Atomkerne gebunden, dh, die
Atome sind vollständig Ionisiert. Diesen Zustand nennt man manchmal auch den vierten Aggregatszustand der Materie, auch wenn diese Bezeichnung rein logisch nicht so sinn macht.

Es ist durchaus möglich, ein Plasma mit Hilfe von sehr starken Magnetfeldern einzudämmen,
dies wurde im Verlauf der Versuche, einen Kernfusionsreaktor zu bauen, auch gemacht. Ein TOKAMAK (eine torusförmige
Kammer, die so gebaut ist, dass sich in ihrem Inneren ein ebenfalls torusförmiges Magnetfeld befindet, in welchem sich
wiederum das Plasma befindet) ist eine solche Kammer. (siehe auch Kernfusion)

[notschefix]

Ein Neutronenstern ist ein Sternenrest!

Irgendwann ist der Brennstoff in einer Sonne aufgebraucht und dann gibt es verschiedene Möglichkeiten, was mit dem Rest der Sonne geschieht!

Normalerweise wirft ein Stern kurz vor seinem Ende seine äussereGashülle ab und zurück bleibt ein Kern, was mit diesem Kern geschieht ist abhängig von seiner Masse!

Eine der Möglichkeiten ist der Neutronenstern, ein Neutronenstern entsteht, wenn der Restkern schwerer ist als 1,4 Sonnenmassen (das ist diesogenannte Chandrasekhar-Grenze), ist der Kern leichter als 1,4 SM, so wird daraus "nur" ein Weißer Zwerg, ein Körper, der langsam ausglüht (unsere Sonne wird auch so enden).

Beim Neutronenstern ist die anziehung der einzelnen Atome des Sonnenrestkerns so stark, das das Material dort entartet, d. h. die Protonen im Sonnenkern und die elektronen vereinen sich und es entsteht eben ein Neutron. Das passiert eben im ganzen Kern und dann hat man halt einen Neutronenstern!

Neutronensterne haben an der Oberfläche ein starkes Magnetfeld, denn das Magnetfeld der ehemaligen Sonne wird quasi eingefroren, also hat dort wo früher der Rand der Sonne war noch dieselbe Stärke, das heißt aber auc, da der Kern sehr viel kleiner ist als die Ursprungssonne, das an der Oberfläche des Neutronensternes unglaublich starke Magnetfelder auftreten, diese erzeugen Synchrotonstrahlung (, das ist Strahlung, die sehr schnelle (v ungefähr c) Elektronen abgeben, wenn sie durch Magnetfelder abgelenkt werden) und diese kann man hier auf der Erde sehen, wenn die Richtung dieser Strahlung zufällig in Erdrichtung zeigt (Ist klar, wenn die Magnetfelder zufällig so angeordnet sind, das die Strahlung nicht in unsere Richtung zeigt, dann kann man die auch nicht sehen, man sieht ja auch bein einem Laserpointer den Laser nicht überall, sondern nur dort wo er auf festes Material trifft. In meinem Beispiel muss das feste Material eben die Erde sein und der Laserpointer dieser Neutronenstern!)

Körper, die solche Strahlung abgeben nennt man Pulsare (die Strahlungsrichtung ist nicht fest, der Neutronenstern dreht sich ja, darum auch eben diese Strahlung, ähnlich einem Leuchtturm),
also Neutronensterne sind Pulsare!! (<-ich hoffe das stimmt so, also ob man das so sagen kann weiß ich jetzt nicht genau)

[Bynaus]

Sternengucker hat mich auf einen kleinen Fehler aufmerksam gemacht:

Die Andromeda-Galaxie heisst im Messier-Katalog M31 und nicht M33 wie ich geschrieben habe.

[Bynaus]

@Cu Chulainn: :-)

Spektralklassifikation von Sternen
Die Sterne werden entsprechend ihrer Farbe, Masse und Helligkeit in verschiedene Sterntypen, genannt Spektralklassen, eingeteilt.

1. Hauptreihensterne
Sterne der Hauptreihe sind diejenigen Sterne, die sich weder in der Entstehungsphase, noch in der Endphase ihrer Entwicklung befinden. Die Sonne ist ein Hauptreihenstern, nicht aber zB der Stern Beteigeuze im Orion, der sich in der Endphase seiner Entwicklung befindet.
Die Hauptreihe wird so genannt, weil in einem sogenannten Hertzsprung-Russel-Diagramm, (HRD) das die Helligekeit gegen die Temperatur aufträgt, die Hauptreihensterne mehrheitlich auf einer Linie liegen, eben der Hauptreihe.

HARVARD-Klassifikation: nach fallenden Oberflächenteperaturen (und damit verbundener Helligkeit)
O B A F G K M
(Merksatz: oh be a fine girl kiss me :-) )
Später wurde diese Abstufung noch um Helligkeitsabstufungen erweitert, die mit den Ziffern 0 bis 9 bezeichnet werden. So ist zB ein B3 Stern heller als ein B6 Stern, aber weniger hell als ein O6 Stern. Dazu gibt es noch einige weitere, spezialisierte Bezeichnungen, die angehängt werden, wie V für Veränderliche und mehr. Die Sonne ist ein Stern vom Typ G2, Sirius ist ein A1 Stern, Wolf359 ist ein M6 Stern.

Ein Stern bewegt sich durch das HRD im Laufe seines Lebens. Er fängt meistens als kleiner, heisser Stern an und wechselt dann, abhängig von seiner Masse, an einen Platz im HRD, wo er einige Zeit verweilt. Unsere Sonne wird sich in den nächsten paar Milliarden Jahren zunächst zu einem F, dann zu einem K-Riesen, schliesslich zu einem M-Riesenstern entwickeln (und sich dabei immer weiter von der Hauptreihe entfernen), bevor sie ihre Hülle abwirft und den Bereich der Hauptreihe definitif verlässt. (sie wird zu einem weissen Zwerg)

2. Ausserhalb der Hauptreihe
Es gibt, abhängig von der Anfangsmasse eines Sterns, verschiedene Endstadien der Sternentwicklung:

Sterne von bis zu 1,5 Sonnenmassen entwickeln sich zu weissen Zwergen.
Sterne von 1,5 bis 8 Sonnenmassen entwickeln sich zu Neutronensternen.
Sterne mit über 8 Sonnenmassen entwickeln sich zu schwarzen Löchern.

Ein weisser Zwerg ist ein extrem dichter Stern, dessen Kontraktionsbewegung nur vom Elektronengas aufgehalten wird. (bei einem Hauptreihenstern wird die Kontraktionsbewegung von der bei der Kernfusion freigesetzten Energie aufgehalten).

Bei einem Neutronenstern war soviel Masse da, dass das Elektronengas der Kontraktionsbewegung keinen Einhalt gebieten konnte. Die Elektronen werden in die Protonen hineingedrückt, so dass der Stern nur noch aus Neutronen besteht (daher der Name). Von diesen Neutronen geht ein sogenannter Entartungsdruck aus, der hier der Kontraktionsbewegung entgegenwirkt.

Bei einem schwarzen Loch war soviel Masse da, dass auch der Entartungsdruck überwunden wird, und der Stern noch weiter kontrahiert. Man weiss nicht sicher, ob seine Masse wirklich in einer Singulariät verschwindet, aber nach heutigem physikalischem Wissen sollte sie das. Die Gravitation des schwarzen Lochs ist so hoch, dass dessen Fluchtgeschwindigkeit über der Lichtgeschwindigkeit liegt.

[Cu Chulainn]

Thema: Hyperkugel

Das Universum ist eine 4 Dimensionale Kugel,eine Hyperkugel.Die für uns wahrnehmbaren Ereignisse geschehen auf der Oberfläche dieser Hyperkugel.Würde man mit einem Raumschiff von der Erde losfliegen und immer in die selbe Richtung fliegen,so würde man(ganz ähnlich wie auf der Erde)irgendwann bei der Erde wieder ankommen,da man sich auf der Oberfläche einer Kugel bewegt hat.Das Universum ist also folglich zwar endlich,aber nicht begrenzt.

P.S.: thanx to Bynarus für die Erklärung

[Harmakhis]

In diesen Thread bitte nur physikalische und/oder wissenschaftliche Fakten, wie in den Vorrangehenden Posts.

Alle Fragen, Diskussionen, etc. dazu bitte in diesen Thread: Einige Klarstellungen in Sachen Physik [Diskussion]

[notschefix]

Zur Antimaterie: Es gibt energiereiche Elementarteilchen, die in unterschiedliche kleinere (energieärmere) Kerne zerfallen. Der Zerfall ist dabei immer derselbe (also 2 Teilchen derselben Sorte zerfallen in die gleichen Endkerne).
Bei der Antimaterie sollte das genauso sein, also 2 energiereiche Antimaterieelementarteilchen sollten in die gleichen Endkerne zerfallen. Es kann auch passieren, das einer der Endkeren bei einem Materiezerfall ein Antimaterieteilchen ist, ebenso umgekehrt, dass be einem antimateriezerfall ein Materieteilchen entsteht.

Zu jedem Materiekern gibt es einen Pendant in der Antimateriewelt (Proton = Antiproton Neutron = Antiproton, Epsilom-Hyperon = Anti-Epsilon Hyperon) und man sollte annehmen, das diese auch gleich zerfallen (also die Endprodukte der Materieumwandlung sollten die gleichen sein wie die Endprodukte der antimaterieumwandlung, nur eben halt alles andersrum).
Dem ist aber nicht so, es gibt asynchrone Zerfälle, wo die antimaterie anders zerfällt als die Materie. Bei diesem anderem Zerfall entsteht ein Materieteilchen, während bei dem Materiezerfall kein Antimaterieteilchen entsteht (was ja sein müßte, damit die beiden sich neutralisieren müßten).
Wenn also ein Materieteilchen und ein Antimaterieteilchen zerfallen hat man nach dem Zerfall 2 Materieendkerne mehr als Antimaterieendkerne, es gibt also mehr Materie als Antimaterie.

Dieser Effekt wurde beim Zerfall des Kaon in den 50er Jahren nachgewiesen (allerdings zerfällt nur einer von 1000000 AntiKaonen anders als der Rest), er alleine würde noch nicht ausreichen um das Übergewicht der Materi zu erklären, aber man sucht noch andere Zerfälle, die denselben Effekt haben.

[Bynaus]

Sternnamen
Den Sternen wurden urtümlich (von den babylonischen Astronomen) arabische Eigennamen verliehen: Sirius, Canopus, Vega, Atair, Mizar...
Später versuchte man, die Sterne einigermassen "wissenschaftlich" zu erfassen und benannte sie der Helligkeit nach mit
griechischen Buchstaben, kombiniert mit dem lateinischen Sternbildnamen. Alpha Cenaturi ist also der hellste Stern im
Sternbild Centaurus. Der Stern ist ein Doppelstern (eigentlich ein Dreifachstern), dessen Komponenten (einzelne Sterne)
Alpha Centauri A, B und C heissen. Dann gibt es viele weitere Kataloge, die Sterne erfassen: da gibt es den oft benutzten
Bayer-Flammsted-Katalog, der die Sterne pro Sternbild durchnummeriert: Beispiele dafür sind 51 Pegasi, 47 Ursae Majoris
usw. Es gibt noch andere, zB den Gliese-Katalog (sehr verbreitet) , den Lalande-Katalog, den Barnard-Katalog, den
Ross-Katalog (auch noch ziemlich verbreitet), den BSC-Katalog... usw. Der Stern Alpha Centauri hat also jede Menge Namen:
Ursprünglich hiess er Toliman, ausserdem Alpha Centauri, usw.

Die Galaxien werden in verschiedenste Typen und Klassen eingeteilt. Das N oder M Präfix hat damit aber nichts zu tun.
Wieder handelt es sich dabei um Kataloge, in denen diese Objekte verzeichnet sind: Verbreitet sind der ältere Messier- sowie
der neuere NGC-Katalog. Messier nahm alle nicht-stellaren Himmelsobjekte und nummerierte sie durch. Messier-1 (M1) ist
glaube ich ein Kugelsternhaufen, die benachbarte Andromeda-Galaxie heisst Messier-33 (M33). Der Messier-Katalog enthält
auch planetarische Nebel und Dunkelwolken. Gleichzeitig sind viele der nahen Galaxien im modernen NGC (=New General
Catalogue) verzeichnet, wiederum durchnummeriert.

Nächster Stern, nächste Galaxie
Der nächste Stern zur Erde ist natürlich die Sonne. Ausser der Sonne ist das das Dreifachsystem Alpha Centauri. Die zwei hellen Komponenten (G- und K-Typ) umkreisen einander einmal in 80 Jahren, die dritte Komponente (M-Typ, Alpha Centauri C oder auch Proxima Centauri genannt) umkreist das Paar in über 100'000 Jahren und ist zurzeit der nächste Stern zur Erde abgesehen von der Sonne.

Die nächste Galaxie ist die Milchstrasse, abgesehen davon die Sagittarius-Zwerggalaxie, die auf der anderen Seite des galaktischen Kerns durch die Milchstrassenscheibe fliegt. Danach folgen die kleine und die grosse Magellansche Wolke, danach die Andromeda-Galaxie, die grösser aber leichter (also weniger dicht) als die Milchstrasse ist.

[Bynaus]

Fortsetzung Physik-Thread: (aus einigen Postings von mir in letzter Zeit)

Nebel im Weltraum
Es gibt 3 verschiedene Arten von Nebeln:

1. (Super)nova-Remanents: Überreste von Sternexplosionen, dank Kontrastverstärkung und
Falschfarbenkolorierung entstehen daraus die schönen Hubble-Bilder. Die Remanents enthalten grosse Mengen an Metallen
(in der Astronomie: alle Elemente schwerer als Helium) und im Zentrum liegt der Überrest des Ursprungssterns: ein weisser
Zwerg, ein Neutronenstern (der oft ein Pulsar ist) oder ein schwarzes Loch. Die Remanents erreichen durchmesser von
einigen Lichtstunden bis Lichttagen, bei sehr grossen Zentralsternen wie zB Eta Carinae auch grösser. Im Verlauf der
Jahrmillionen verflüchtigen sie sich. Einer der nächsten Remanents ist der Krebsnebel in knapp 1000 LJ entfernung (wenn ich
mich recht entsinne)

2. Die interstellaren Dunkelwolken: die gesamte Scheibe der Galaxis ist von Gasen durchdrungen. Wenn man Bilder der Galaxis
sieht, sieht man ein dunkles Band in der Scheibenmitte. In diesen Gaswolken entstehen neue Sterne, die dann die Nebel von
innen ausleuchten. (Beispiel: Orion-Nebel, von blossem Auge sichtbar) Diese Nebel sind viel viel grösser als die Remanents
mit Durchmessern bis zu einigen Lichtjahren, obwohl das jeweils einfach der sichtbare Teil der Dunkelwolken ist. IN diesen
ausgeleuchteten Nebeln befinden sich viele neue Sterne, die sich gerade gebildet haben und durch ihren Strahlungsdruck
den Nebel um sich herum wegpusten. (was ebenfalls schöne Hubblebilder gibt)

Wenn man sich diese neugebildeten Sterne und ihre Umgebung genauer ansieht, sieht man noch einen dritten Typ von
Nebeln:
3. protostellare Gaswolken, dh Gaswolken, die unter dem Druck ihrer eigenen Schwerkraft zusammenfallen und deren
Zentrum, zuerst durch Gravitationskontraktion, dann durch Kernfusion Energie abstrahlt. Aus den Überresten der
protostellaren Wolke bilden sich Planeten.

Planetarische Nebel
Planetarische Nebel heissen so, weil sie zu der Zeit, als gerade immer wieder neue "Planeten" (meist Asteroiden) entdeckt wurden, auf den Teleskopen als kleine Scheibchen erschienen. Daher der Name, der nichts mit der Entstehung von Planeten zu tun hat.

Nebel in Star Trek
In Star Trek werden die Nebel oft so wie "Nebel" dargestellt, so dass man die
Warpgondel nicht mehr vor den Sensoren sieht (sozusagen), aber das ist total falsch, da auch der dichteste Nebel (mal
abgesehen von den protostellaren Gaswolken) dünner ist als das beste Industrievakuum, das herstellbar ist. Wären wir in
einem Nebel, würden wir das kaum merken. Nur auf Distanz wirken sie. Die Masse der Materie in Nebeln ist aber trotzdem
sehr gross, dh sie könnte nicht einfach so von einem Stern geschluckt werden. Man hat vor ein paar Jahren ein Nebel
entdeckt, der Alkoholverbindungen enthält, die, würde der heutige Alkoholkonsum der Menschheit konstant bleiben, unseren
Bedarf für dich nächsten 900 Milliarden Jahre decken könnte. (habs nicht nachgerechnet - aber durchaus möglich)

Aussehen eines schwarzen Loches
Ein schwarzes Loch ist erstmal ein dreidimensionales Objekt, eine "Kugel", zumindest der Ereignishorizont ist eine Kugel, da
die Masse des Lochs in eine Singularität zusammengedrückt wurde und damit keine Ausdehnung mehr hat (nimmt man
zumindest an). Die Kugel kann man nicht sehen, ausser bei zwei Ausnahmen:
1. Man sieht deutlich mehr Sterne als normal um einen schwarzen Kreis gruppiert. Das kommt davon, dass die Anziehungskraft des schwarzen Lochs die Lichtstrahlen von weiter hinten liegenden Sternen ablenkt und sammelt, der schwarze Kreis (Kugel) ist das schwarze Loch, das keine sichtbare Strahlung aussendet. 2. Wenn es im System noch einen Stern gibt, dann saugt das schwarze Loch oft Materie aus dessen Hülle ab, die sich in einer Scheibe um das schwarze Loch sammelt. Diese Scheibe nennt man Akretionsscheibe. Von dort aus fällt die Materie auf die"Oberfläche" des schwarzen Lochs, die sich dabei erhitzt und kurz bevor sie durch den Ereignishorizont fällt, einen kurzen Blitz hochenergetischer Strahlung aussendet.

Energieproduktion auf der Sonne
Die Sonne besteht hauptsächlich aus Wasserstoff
und Helium. Unter den gewaltigen Drücken und Temperaturen, die im Kern der Sonne herrschen, können zwei
Wasserstoffatome so nahe zusammengedrückt werden, dass sie zu einem Heliumatom fusionieren. Dabei wird Energie frei in
Form von hochenergetischen Photonen und Neutrinos. Diese Energie ist eine direkte Umwandlung aus Masse nach der
Formel E=mc^2. Sie macht etwa 2% der Masse des Heliumatoms aus. Die hochenergetischen Photonen (Gammaphotonen)
können die Sonne nicht sofort verlassen, sondern bewegen sich langsam, unter stetiger Abbremsung, nach aussen und
brauchen für den Weg vom Sonnenkern bis zur Photosphäre etwa eine Million Jahre. Die Neutrinos hingegen interagieren
nicht mit der restlichen Sonnenmaterie und kommen ungebremst hinaus. (das heisst unter anderem, wenn das Sonnenfeuer
von einem Tag auf den anderen erlöschen würde, würden wir das eine Million Jahre vorher wissen) In der Photosphäre ist die Sonne nicht mehr "dicht", das heisst, ein Teil der Strahlung kann entweichen.
Die Energieproduktion (besser: Umwandlung) durch Kernfusion hat eine zweite wichtige Funktion: sie erzeugt einen
Gegendruck gegen die nach innen gerichtete Gravitation der Sonne, die die Sonne ansonsten zusammendrücken würde. So
stehen Kernfusion und Gravitation in einem selbstregulierenden Gleichgewichtssystem, das erst aufgehoben wird, wenn der
Brennstoffvorrat zu neige geht und die Sonne sich zu einem roten Riesen aufbläht. (Selbstregulierend ist es deshalb, weil die Temperatur im Sonneninneren sofort ansteigen würde, wenn die Sonne sich plötzlich zusammenziehen würde, worauf mehr Kernfusion eintreten würde, welche mehr Wärme produzieren würde, was die Sonne schliesslich wieder ausdehnen würde. Es gibt einen Sterntyp, die sogenannten Cepheidenveränderlichen, der ständig solche schrumpfen-wachsen-schrumpfen Durchgänge durchmacht. Weil ihre Schwankungsperiode von ihrer Leuchtkraft abhängt, kann man sie als "Standardkerzen" zur Entfernungsbestimmung benutzen).

Gravitation der Erde ohne Rotation
Die Gravitation der Erde hängt nur von ihrer Masse ab - sie hat überhaupt nichts mit der Rotation zu tun. Masse tauscht Gravitonen aus - je mehr Masse da ist, umso grösser ist die Interaktion, damit die Anziehung. (der Mond dreht sich allerdings um sich selbst: einmal im Monat: sonst würden wir ja nicht immer die selbe Seite sehen) Allerdings entsteht durch die Rotationsbewegung der Erde eine Fliehkraft, die der Gravitation entgegenwirkt. Das heisst, dass man durch die Rotation der Erde ein klein wenig leichter wird, je schneller sie sich dreht, desdo mehr. Würde sich die Erde mit Orbitalgeschwindigkeit (bei der Erde ca. 8 km/s) drehen, wären wir schwerelos. (zumindest am Äquator). Da sie sich aber viel viel langsamer bewegt, fällt der Effekt kaum auf: Fliehkraft: F=mv^2/r, v (Geschwindigkeit ist 40000 km/Tag = 460 m/s*, r=Radius der Erde am Äquator=6'400'000 m, m, nehmen wir einen Körper von 70kg, kürzt sich nachher so oder so wieder raus.) 70 * (460^2) / 6'400'000 = 2.31 Newton. Die Erde zieht aber denselben Körper mit 70 kg Masse an mit F=m*g, g=9.81 m/s^2 = 686.7 Newton. Das heisst, es wirkt am Äquator also eine Kraft von 686.7 Newton zur Erde hin, und eine Kraft von 2.31 Newton von der Erde weg. Anders gesagt: durch die Rotation der Erde ist man am Äquator ca. 0,3 % leichter.
Wenn die Erde stillstehen würde, wäre die Gewichtskraft auf einen 70 kg schweren Körper 686.7 Newton. (Um auszurechnen, wie es wäre, wenn sie schneller rotieren würde, brauchst du bloss oben beim * eine andere Zahl einsetzen)

[notschefix]

Das heutige gängige Modell der Weltentstehng setzt einen Urknall vorus, der vor ungefähr 15 Mrd. Jahren stattgefunden haben soll!

Auf die Zahl 15 Mrd. kommt man durch die Hubble-Konstante, die ein Proportionalitätsfaktor zwischen Entfernung und Geschwindigkeit einer Galaxie darstellt!
Edwin Hubble fand Anfang des 20. Jahrhunderts heraus, das sich alle Galaxien von uns wegbewegen (Alle? Nein, nicht alle, ein kleines tapferes Dorf...GENUG, dazu weiter unten) und zwar je schneller, desto weiter sie weg sind! Diesen Zusammenhang kann man mit der einfachen Formel

v = H . d

beschreiben, wobei:
V - Radialgeschwindigkeit der Galaxie (der Anteil der Geschwindigkeit, mit der sich die Galaxie von uns wegbewegt)
H - eben die Hubble-Konstante (Einheit m/sec*megaparsec)
d - Entfernung der Galaxie in MegaParsec

Die reziproke Hubble-Konstante (1/H) ist dann das Weltalter!
Die Schwierigkeit ist es aber die Hubble-Konstante festzulegen, man weiß bis heute ihre Größe nicht ganz genau (die meisten Bücher schreiben 75 m/sec*megaparsec, es kann aber auch 50 oder 100 sein, obwohl die neuesten Messungen wohl wirklich 75 liefern, das entspricht dann eben ~15 Mrd. Jahre!

Wie gesagt, nicht alle Galaxien fliegen von uns weg, die Galaxien in unserer Nähe ziehen sich aufgrund der Gravitation an und überwiegen so die Expansionskraft, die aufgrund der hohen Geschwindigkeit der Galaxien herrührt!
Die Milchstrasse und noch ~20 andere Galaxien (darunter die große und kleine Magellansche Wolke) bilden die sogenannte Lokale Gruppe, ein Konglomerat von Galaxien eben, die relativ stabil umeinander kreisen (nein, sie kreisen nicht schnell umeinander, dazu sind sie viel zu langsam, in einem Menschenleben würde man wohl die Unterschiede in ihrer Lage kaum erfassen können, aber es ist ein stabiles System und keine der Galaxien scheint auseissen zu wollen).

Die Lokale Gruppe aber fliegt auch auf einen Galaxienhaufen zu, nämlich den sogenannten Virgo-Superhaufen, eine Ansammlung von 1000en von Galaxien, die eine noch höhere Gravitationswirkung haben und somit die Galaxien in ihrer Umgebung quasi einfangen!

Aber auch der Virgo-Haufen ist noch nicht das Ende, es gibt eine noch größere Formation, auf den der Virgo-Haufen (und damit auch wir in der lokalen Gruppe)zufliegt, allerdings kann man diesen nicht sehen, weil er quasi hinter dem Zentrum unser Milchstrasse liegt und man mit den Teleskopen eben nur das Zentrum sieht und nicht, was dahinter ist!

Diese wahrlich gigantische Gravitative Masse wird der Grosse Attraktor genannt.

Man sieht also, es gibt immer größere gravitative Strukturen im Universum (Mond kreist um Planet - Plnet kreist um Sonne - Sonne kreist um Milchstrasse - Milchstrasse fliegt auf Virgo-Haufen zu - Virgo Haufen fliegt auf Grossen Attraktor zu) und ich bin mir sicher, der Grosse Attraktor ist auch noch nicht das Ende.

An diesem Beispiel sieht man sehr schön, welche Macht die Gravitation hat, sie bindet die umliegende Materie um sich herum und wird dadurch noch stärker!
die Frage die sich Kosmologen jetzt stellen ist, b genug Masse bzw. Gravitation vorhanden ist um die Expansion des Alls zu stoppen. Im Moment sieht es aber so aus, als ob nicht genug Materie da ist um die Expansion zu stoppen...

Die Expansion des Alls stammt noch aus der Energie des Urknalls, von dem wollte ich hier eigentlich schreiben, aber irgendwie bin ich davon ab...na ja, das nächste Mal!
Wenn jemand was bestimmtes hören will kann er mir ja ne PN schreiben, vielleicht fällt mir dann dazu was ein

mfg
notsch

[Bynaus]

Diese Threadüberschrift tönt vielleicht etwas überheblich, aber es gibt viele Threads in diesem Unterforum, in denen Dinge wie die Lichtgeschwindigkeit, Einsteins Theorien, Beamen und vieles mehr angsprochen wird. Dieser Thread soll für Fakten reserviert sein, damit man, wenn dieselbe Frage zum 150mal auftaucht, darauf verweisen kann. Ich weiss, dass viele von Euch die meisten erwähnten Fakten kennen (auswendig), aber es ist doch praktisch, wenn man in Diskussionen auf einen Thread verweisen kann, ohne ständig dieselben Dinge wieder und wieder zu schreiben.

Kommentare zu den Infos bitte in den Einige Klarstellungen in Sachen Physik [Diskussion]-Thread.
Hier nur die reinen pyhsikalischen Fakten.
Kritiken, Verbesserungsvorschläge und mögliche Korrekturen bitte auch im Diskussionsthread posten. Die Verbesserungen werden dann hier im Thread von mir editiert. Da wir aber nicht sicher sein können, dass ihr mit eurer Kritik recht habt, also erst im Einige Klarstellungen in Sachen Physik [Diskussion]-Thread - wenn wir dann sicher sind, dass es stimmt wird es hier geändert. So bleibt die Übersichtlichkeit dieses Threads bestehen und der Inhalt ist auch korrekt. Danke.

= = = = =

Ich fang mal an, gleich mit den häufigsten Problemen:

Warpantrieb - Lichtgeschwindigkeit
Der Warpantrieb aus Star Trek ist mit den Regeln der heutigen Physik möglich. Er nutzt ein Schlupfloch in der Relativitätstheorie, wonach sich nichts schneller als mit MSR durch den Raum bewegen kann. Das heisst, wenn man sich nicht DURCH den Raum bewegt, sondern mit dem Raum (Warpantrieb), oder von Punkt zu Punkt im Raum SPRINGT (Wurmloch), wird die Relativitätstheorie nicht verletzt.
MSR ist eine Abkürzung für "Maximale Signalausbreitungsgeschwindigkeit durch den Raum" und ist eine etwas allgemeinere Bezeichnung für die Konstante der Lichtgeschwindigkeit. MSR ist ca. 300000 km/s, und entspricht der [Lichtgeschwindigkeit im absoluten Vakuum]. Diese Unterscheidung ist nötig, weil die Lichtgeschwindigkeit in anderen Medien (Wasser, Glas, Beton) unterschiedlich gross ist, was zur Verwirrung führen kann, vor allem wenn ein Forschungsbericht auftaucht, dass es gelungen sei, das Licht "anzuhalten".

E=mc^2
Diese Formel hat direkt nichts mit dem "Gesetz" zu tun, dass man sich nicht schneller als mit Licht bewegen kann. Sie beschreibt nichts anderes, als das Energie (E) nichts anderes ist als eine Erscheinungsform von Masse (m) (oder umgekehrt), wobei die "Umrechnung" zwischen den beiden durch den Term "c^2", was MSR^2 entspricht, erfolgt. Siehe auch "Antimaterie".

Antimaterie
Antimaterie ist NICHT negative Materie. Es ist Materie mit umgekehrter Kernladung (Proton, +1 --> Antiproton, -1; Elektron, -1 --> Positron, +1, Neutron, 0 --> Antineutron, 0) und umgekehrtem Spin. (dh, Antineutronen und Neutronen sind unterscheidbar). Die Begegnung von einem Teilchen Materie mit einem Teilchen Antimaterie führt gemäss E=mc^2 zur gegenseitigen Vernichtung von Materie und Antimaterie, die dann in in eine andere Form von Energie (hochenergetische Photonen, Gammaphotonen) umgewandelt werden.
Beispiel: So führt die Begegnung 1kg Materie und 1kg Antimatrie also zu der Energiemenge E=m(=2kg)*(300'000'000 m/s)^2 = 1,8 * 10^17 Joule.

Elementarteilchen
"Standardmodell" - Es gibt drei "Familien von Teilchen" (e, my, tau) mit aufsteigenden Massen, oft auch drei Generationen genannt. Aus den 6 Leptonen und 6 Quarks ist ALLE Materie aufgebaut. Diese 12 Teilchen werden Fermionen genannt. Alle haben einen Spin von 1/2, im Gegensatz zu den weiter unten erwähnten Baryonen, die alle einen Spin von +-1 haben.

Leptonen: Elektron, Myon, Tauon; +jeweilige Antiteilchen
Neutrinos(auch Leptonen): elektron-neutrino, my-neutrino, tau-neutrino; +jeweilige Antiteilchen
Quarks ("Hadronen"): Up/Down-Quark, Charm/Strange-Quark, Top/Bottom-Quark; +jeweilige Antiteilchen

Protonen, Neutronen +jeweilige Antiteilchen werden Baryonen genannt. Sie setzen sich aus drei Up/Donw-Quarks zusammen, deren Partialladungen (+-1/3) oder (+-2/3) die Kernladung bestimmen. (+-1, 0)

Man kennt vier fundamentale Wechselwirkungen, die heute alle bis auf die Gravitation auf verschiedene Erscheinungsformen einer einzigen Kraft zurückgeführt werden können. Die Einbindung der Gravitation ist die Hauptbemühung theoretischer Physiker. Die Superstringtheorie ist ein Versuch, die Gravtiation einzubinden.

Die vier fundamentalen Wechselwirkungen: ("Kräfte")
Name - Stärke (relativ) - Wechselwirkung zwischen - Eichbosonen (Überträgerteilchen)
starke Wechselwirkung - 1 - Farbladung und Quarks (hält Quarks zusammen) - Gluonen
elektromagnetische - 10^-2 - elektrische Ladungen (Magnete) - Photonen
schwache Wechselwirkung - 10^-12 - Leptonen und Hadronen (nukleare Zerfallsprozesse)- W+-, Z0-Bosonen
Gravitation - 10^-38 - alle Teilchen - Gravitonen (experimentell nicht nachgewiesen)


Gültigkeit von Theorien in der Physik
Eine Theorie in der Physik ist so lange gültig, wie sie nicht wiederlegt wird. Wiederlegt ist sie dann, wenn es ein Experiment gibt, das alle PhysikerInnen in der Welt objektiv nachvollziehen und überprüfen können, und das der gängigen Theorie zuwiederläuft. Es ist wahr, dass viele PhysikerInnen eine Abneigung gegen "neue" Theorien hegen, weil sie sich schon zu oft als Hirngespinnste entpuppt haben und sie bisher immer am besten fuhren, wenn sie beim Alten blieben. Dennoch wird ein Experiment, das bisherige Theorien überwirft, und "funktioniert", relativ schnell Verbreitung finden in der Wissenschaft, da es immer junge PhysikerInnen gibt, die darauf brennen, sich zu profilieren und neue, bisher unbekannte Phänomene zu erforschen. Deshalb ist die ganze "die Wissenschaft verheimlicht uns, dass... (beliebige verschmähte Theorie)" Aufregung Unsinn.
Die heutigen Theorien über die "Welt", wie Urknallmodell, Standardmodell, Relativitätstheorie sind RICHTIG, aber nicht VOLLSTÄNDIG. Damit sind sie nicht falsch. RICHTIG bedeutet, sie sind ein MODELL (nicht die absolute, objektive Wahrheit, die wahrscheinlich nicht existiert, bzw. von einem menschlichen Geist nicht formuliert werden kann) das alle Phänomene zuverlässig und konsistent erklärt. Keine der Theorien stellt den Anspruch, die Welt vollständig und komplett zu beschreiben, im Gegenteil: obwohl das Standardmodell die am besten überprüfte Theorie der Physik ist, ist man sich sicher, dass es nicht komplett ist. So hat Einsteins Relativitätstheorie Newtons Gesetze nicht umgeworfen, sondern präzisiert. Auch heute noch lässt sich der Fall eines Apfels vom Baum zuverlässig mit F=mg beschreiben, seine kinetische Energie mit E=(mv^2)/2. Dasselbe gilt für die heutigen Angaben. In dem Bereich, in dem die Theorien heute gelten (definiert sind), werden sie auch noch in 1000 Jahren gelten. Das heisst, auch in 1000 Jahren wird sich ein Raumschiff nicht schneller als das Licht durch den Raum bewegen können. Es sei denn, es findet sich ein "Schlupfloch", ein Spezialfall der heutigen Theorien (wie zB der Warpantrieb). Eine Umfassende Theorie der Welt wird die Relativitätstheorie als Spezialfall beinhalten, genauso das Standardmodell, genauso Newtons Gesetze. "Neue Entdeckungen" werden nur dort gemacht, wo sich neue Schlupflöcher finden. Nur dort öffnet sich der Spielraum für Dinge wie Warpantrieb, Subraum und ähnliches.
Dinge, die den etablierten Theorien prinzipiell entgegenlaufen (Energieproduktion aus Gravitation oder aus dem Nichts, siehe die vielen Esoterikseiten), das heisst, Ergebnisse produzieren, die nach den etablierten Theorien nicht möglich sind, haben eine SEHR SEHR grosse Wahrscheinlichkeit, falsch zu sein. Deshalb die verbreitete Skepsis.

Beamen
Egal was für Experimente aufgeführt werden: das Beamen genauso wie bei Star Trek wird immer ein Traum bleiben. Warum? Wegen der Heisenbergschen Unschärferelation. Diese verbietet, Position und Impuls eines Teilchens gleichzeitig zu wissen, und ohne diese BEIDEN wichtigen Informationen ist der Transport auch nur eines Atoms unmöglich.
Es ist, wie wenn man mit einer Lupe versuchen würde, ein Objekt scharfzustellen, und sich das Objekt umso schneller bewegen würde, je näher an den Brennpunkt man mit der Lupe käme. So würde man es nie genau sehen können. Da man das Teilchen aber "sehen" muss, um es zu beamen, ist beamen in der Form unmöglich.
Das bedeutet aber nicht, dass sich nie ein Schlupfloch finden liesse, das beamen auf eine andere Art und Weise (nicht durch Isolierung von Position und Impuls gleichzeitig) ermöglicht.

Kausalität
Die Kausalität: "jedes Ereigniss hat eine Ursache, wobei Ursache zeitlich vor dem Ereigniss kommt" ist nicht bewiesen, jedoch einer der Grundpfeiler der Physik. Es ist deshalb nicht klar, ob sie wirklich gilt, dh unter umständen wären Kausalitätsverletzungen durchaus möglich.

to be continued... auch von euch (bitte nur Fakten)