Gibt es Braune Riesen im All?

[Halman]

wie wäre es mit ...

Super!!!

brauchst du dir aber nicht zu merken, ist nämlich Quatsch. Zum einen führt der Entartungsdruck nicht dazu, dass sich die Atome weniger bewegen können. Wenn man sich das so vorstellt, dass man einmal ein Gas aus nahezu freien Elektronen hat und andererseits Atomrümpfe, da darin herumschwimmen, dann wird die Bewegungsfreiheit der Atomrümpfe überhaupt nicht eingeschränkt.

Soll das heißen, dass man in Braunen Zwergen eine Art Plasma hat, also sich das Wasserstoff im 4. Aggregatzustand befindet? Ich dachte, die wären so kalt, dass man noch gasförmiges Wasserstoff im 3. Aggregatzustand hat. Jedenfalls habe ich die Sendung von Lesch so verstanden.

Je höher die Federkonstante, desto geringe ist die Schwingungsamplitude jedes Atoms bei vorgegebener Schwingungsenergie. Trotzdem gilt für einen solchen Festkörper, dass seine innere Energie U gemäß U = 3NkT mit der Temperatur T zusammenhängt, wobei N die Zahl der Atome ist und k die Boltzmann-Konstante (Verbindungsgröße zwischen Energie und Temperatur). Die Federkonstante und damit die Bewegungsfreiheit jedes Atoms spielt überhaupt keine Rolle.

Ist dass der Grund dafür, warum ein fester Körper (z.B. ein heißes Stück Stahl) eine höhere Temperatur haben kann, als die Luft, obgleich die Moleküle der Luft mehr Bewegungsfreiheit haben?

Allenfalls führt die Entartung des Elektronengases dazu, dass zugeführte Energie (z.B. Volumenarbeit durch Komprimieren) vermehrt in die Erhöhung der Fermi-Energie (diese ist volumenabhängig und umso größer, je kleiner das Volumen wird) statt in die Erhöhung der Temperatur gesteckt wird, eine adiabatische Kompression (adiabatisch = kein oder nur wenig Wärmeaustusch mit der Umgebung) daher eine geringere Aufheizung bewirkt als bei einem nicht-entarteten Gas.

Ich denke mal, das hat Prof. Lesch gemeint. Vielleicht habe ich einen Satz auch falsch verstanden. Es war schon sehr spät, als ich es mir über Kopfhörer angehört habe.

selbst wenn es so wäre, dass der Entartungsdruck zu Abkühlung bei Kompression führte (was nicht so ist), hätte das wenig damit zu tun, ob zwei Protonen mit parallelem Spin fusionieren können.

Da hast Du allerdings recht. In der Sendung von Lesch ging es ja u.a. auch um die Spins der Elektronen.
Bevor ich die Sendung gesehen habe, ging ich allerdings von einem Plasma in Braunen Zwergen aus. Daher kam ich auf die Protonen, weil die Elektronen bei der Fusion, so weit ich weiß, keine Rolle spielen.

[Agent Scullie]

Soll das heißen, dass man in Braunen Zwergen eine Art Plasma hat, also sich das Wasserstoff im 4. Aggregatzustand befindet? Ich dachte, die wären so kalt, dass man noch gasförmiges Wasserstoff im 3. Aggregatzustand hat. Jedenfalls habe ich die Sendung von Lesch so verstanden.

das Problem ist, dass es sehr schwierig ist, Elektronen in einem dichten atomaren oder molekularen Gas quantenmechanisch zu beschreiben.
Es gibt drei Grenzfälle, die sehr einfach zu beschreiben sind

• verdünntes atomares Gas: die Atome sind sehr weit voneinander entfernt, so dass man für jedes Elektron annehmen kann, dass es zu einem festen Atom gehört und nur dessen Kernpotential spürt.
• Festkörper mit Kristallstruktur: die Atomrümpfe befinden sich an festen Gitterplätzen und erzeugen dadurch ein räumlich periodisches Potential, die Elektronen bilden ein Gas, das von diesem periodischen Potential beeinflusst wird
• Plasma: Elektronen und Atomrümpfe bilden ein Gemisch aus zwei weitgehend voneinander unabhängigen und sich kaum gegenseitig beeinflussenden Gasen

Von diesen dreien ist im Fall des Braunen Zwerges das Plasma die beste Näherung. Für Gase unter irdischen Bedingungen, ohne nennenswerten Entartungsdruck, würde man dagegen eher die Näherung verdünnter Gase, mit Korrekturen durch interatomare Wechselwirkungen, verwenden.

Ist dass der Grund dafür, warum ein fester Körper (z.B. ein heißes Stück Stahl) eine höhere Temperatur haben kann, als die Luft, obgleich die Moleküle der Luft mehr Bewegungsfreiheit haben?

könnte man so sehen.

Ich denke mal, das hat Prof. Lesch gemeint. Vielleicht habe ich einen Satz auch falsch verstanden. Es war schon sehr spät, als ich es mir über Kopfhörer angehört habe.

er hat ihn durchaus so formuliert, wie du ihn verstanden hast.

[Halman]

Ich danke euch, Agent Scullie und McWire, für Eure informativen Antworten.
Wie gewohnt, sind eure Beiträge von hoher Qualität.

Auf jeden Fall im ich jetzt schlauer geworden, was Braune Zwerge betrifft.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Halman schrieb nach 2 Minuten und 25 Sekunden:

Es könnte aber exotische braune Überriesen geben, die nur aus Bosonen bestehen und nicht aus Fermionen. Allerdings ist uns so etwas aus der Natur nicht bekannt.

Wie könnte so ein bosonischer Überriese denn theoretisch beschaffen sein? Wie wir gesehen haben, führt meine Idee von einem Helium-Stern nicht zu einem Überriesen.

[Agent Scullie]

Wie könnte so ein bosonischer Überriese denn theoretisch beschaffen sein? Wie wir gesehen haben, führt meine Idee von einem Helium-Stern nicht zu einem Überriesen.

das Problem bei Bosonen ist, dass sie nicht dem Pauli-Prinzip unterliegen und daher keinen Entartungsdruck aufbauen können. Ein bosonischer Stern würde, sofern keine Kernfusion einsetzt, ziemlich schnell zu einem schwarzen Loch kollabieren, auch wenn seine Masse viel kleiner ist als die Grenzmassen für fermionische Weiße Zwerge oder Neutronensterne. Selbst die Erde wäre ohne den Entartungsdruck der Elektronen nicht stabil.

[Halman]

Danke für die Antwort, Agent Scullie.

Also komme ich zu dem Schluss, dass es keine Brauen Riesen im All geben kann.