Welche Leistung könnte ein "Raumenergie-Konverter" liefern?

@oldzambo

Ich habe früher mal im GMX Forum mitgeschrieben, als man das noch konnte, da haben Liezzy und ich unabhängig voneinander ausgerechnet, wie lange man bräuchte, um mit der Schumann-Frequenz eine Tasse Kaffee zu kochen (Wärmeverluste durch Abstrahlung mal vernachlässigt, und 100% Energieausbeute beim Konvertieren)

Ich glaube, wir kamen damals auf über 4 Milliarden Jahre ... :D ... aber dafür schmeckt er dank glücklicher Elektronen auch gleich doppelt so gut.

Also, diese 2,7 K sind aber verdammt kalt. Wie willst Du verwenden können, um irgendeine Leistung zu erreichen?
Einmal Händereiben produziert schon ein Zigfaches dieser "Energie" (Temperatur ist übrigens nicht dasselbe wie Energie).

Peter0167 schrieb:Ich glaube, wir kamen damals auf über 4 Milliarden Jahre ... :D ... aber dafür schmeckt er dank glücklicher Elektronen auch gleich doppelt so gut.

Geil, das hört sich ja fast nach Bio-Elektronen aus 100% artgerechter Haltung an ;)=

WotanWahn schrieb:Ich beziehe mich auf den Wikipedia-Artikel "Weltraum

Ich kann da nichts erkennen, aus dem hervorgeht, dass die kosmische Hintergrundstrahlung Materie von 0 auf 2,7K erwärmt.

WotanWahn schrieb:Also mal einige 10 Kelvin und dann 2,7 - 0,03 Kelvin.

Einige 10 Kelvin - kälteste Materie

2,7 Kelvin - Hintergrundstrahlung, genau genommen keine Temperatur, da keine erhitzte Materie. Die 2,7 Kelvin bedeuten, dass ein Schwarzkörper mit einer Temperatur von 2,7 Kelvin genau die Hintergrundstrahlung emittiert.

0,03 Kelvin - Temperatur, wenn alles an Raum mit Gas gefüllt wäre (Was er nicht ist)

Deswegen auch mein Kommentar zum "erwärmen". Selbst die kälteste Materie ist viel wärmer...

Peter0167 schrieb:WotanWahn schrieb:
Ich beziehe mich auf den Wikipedia-Artikel "Weltraum
Ich kann da nichts erkennen, aus dem hervorgeht, dass die kosmische Hintergrundstrahlung Materie von 0 auf 2,7K erwärmt.

Ok, ich hab es vermischt mit "Spektrum der Wissenschaft", Quiz, "Welche Temperatur hat das Weltall?"

Selbst wenn keine Materie da wäre, so durchdringt noch immer elektromagnetische Strahlung den gesamten Raum. Damit ist hier nicht die Strahlung von Sternen gemeint, sondern die kosmische Hintergrundstrahlung. Sie stammt aus einer Zeit etwa 400 000 Jahre nach dem Urknall, als sich die ersten Atome bildeten. Die Lichtquanten, die zuvor an den ungebundenen Elektronen streuten, konnten sich nun ungehindert im Weltall ausbreiten. Als Relikt des Urknalls, bevölkern sie noch heute das gesamte Universum mit einer Dichte von etwa 400 Teilchen pro Kubikzentimeter.Wissenschaftler empfangen die Strahlung heute im Mikrowellenbereich. Indem sie deren Energie bestimmen, lässt sich auch ihr eine Temperatur zuweisen. Diese liegt nur drei Grad über dem absoluten Nullpunkt von minus 273 Grad Celsius. Im intergalaktischen Raum, fernab von anderen Himmelsobjekten, kommen die wenigen Teilchen mit dieser Hintergrundstrahlung ins thermische Gleichgewicht. Dem Universum kann somit eine Temperatur von minus 270 Grad Celsius zugeordnet werden – abgesehen von lokalen Störungen durch Sterne oder andere Strahlungsquellen.

Und angenommen, Forscher könnten einen teilchen- und strahlungsfreien Raum erzeugen, so wäre immer noch kein perfektes Vakuum erreicht. Verantwortlich dafür sind die seltsamen Auswüchse der Quantenmechanik. Danach entstehen auch am absoluten Nullpunkt – der praktisch niemals erreicht werden kann – im völligen Nichts ständig Teilchen-Antiteilchen-Paare, die sich sofort wieder gegenseitig vernichten. Diese Quantenfluktuationen zeugen davon, dass der absolut leere Raum Energie besitzt – die Vakuumsenergie. Also ließe sich theoretisch auch hier eine Temperatur festlegen.

Abahatschi schrieb:Annahme: die "Raumenergie" existiert.
Dann würde sie mit der Materie wechselwirken und diese "verändern" (aufheizen, ionisieren etc.), das könnte man messen und eventuell nutzen.

Am Ende des im vorangehenden Beitrags zitierten Textes aus "Spektrum der Wissenschaft" wird die theoretische Möglichkeit erwähnt, der Nullpunkt- oder Vakuumenergie eine Temperatur zuzuordnen. Dann könnte sie auch einen Beitrag zur Erwärmung von Materie zusätzlich zur Hintergrundstrahlung liefern.

Aber außer einer Erhöhung des thermischen Gleichgewichts wird man die Vakuumenergie ebensowenig wie die Hintergrundstrahlung nutzen können. Denn es gibt ja kein Potentialgefälle, weil nirgendwo der absolute Nullpunkt von Null Kelvin herrscht. Ein Potentialgefälle wäre aber nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik nötig, um eine Umwandlung in eine andere Energieform vornehmen zu können.

WotanWahn schrieb:Quiz, "Welche Temperatur hat das Weltall?"

Wenn ich vor die Wahl gestellt werde, einem Fachjournal oder Wikipedia zu glauben, zieht Wiki in der Regel den Kürzeren. In diesem Fall jedoch nicht. Ich halte diese Formulierung für extrem unglücklich gewählt:

WotanWahn schrieb:Im intergalaktischen Raum, fernab von anderen Himmelsobjekten, kommen die wenigen Teilchen mit dieser Hintergrundstrahlung ins thermische Gleichgewicht. Dem Universum kann somit eine Temperatur von minus 270 Grad Celsius zugeordnet werden

Hier ist die Version, der ich geneigt bin zu glauben:

Dem Raum selbst lässt sich keine Temperatur zuordnen, sondern nur seiner Materie und den in ihm wirkenden Strahlungen. Die (sehr dünn verteilte) Materie im Weltraum kann sehr hohe Temperaturen aufweisen. Die irdische Hochatmosphäre erreicht Temperaturen von ca. 1400 Kelvin. Das intergalaktische Plasma-Gas mit einer Dichte von weniger als einem Wasserstoffatom pro Kubikmeter kann Temperaturen von mehreren Million Kelvin erreichen.[9] Die hohe Temperatur resultiert aus der Geschwindigkeit der Teilchen. Ein gewöhnliches Thermometer würde allerdings Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt anzeigen, da die Teilchendichte viel zu gering ist, um einen messbaren Wärmetransport zu bewirken.

Die Temperatur der Hintergrundstrahlung beträgt derzeit 2,7 Kelvin (also −270,45 °C). Sie spielt jedoch keine Rolle für die Temperatur der Materie im Weltraum. Die kältesten Regionen im Weltraum wurden in dunklen Molekülwolken gefunden und betragen wenige zehn Kelvin.[9]

Wikipedia: Weltraum#Temperatur des Weltraums

Einen Satz will ich noch mal herausgreifen, weil er eindrucksvoll belegt, was geschieht, wenn man etwas auf eine Sache anwendet, für die es nicht gedacht ist (so wie bei der Sache mit dem Stefan Bolzmann Gesetz):

Ein gewöhnliches Thermometer würde allerdings Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt anzeigen, da die Teilchendichte viel zu gering ist, um einen messbaren Wärmetransport zu bewirken.

Genau, das Thermometer WÜRDE diese Temperatur anzeigen, wenn es denn jemand täte, aber so gut wie niemand käme auf die Idee es tatsächlich zu verwenden, um die Temperatur des intergalaktischen Mediums zu bestimmen.

@WotanWahn

Und noch etwas zum intergalaktischem Medium. Dieses besteht zu größten Teil aus ionisiertem Wasserstoffgas. Ionisiert heißt, Protonen und Elektronen sind auf Grund ihrer hohen Energie/Temperatur nicht aneinander gebunden! Anhand der Geschwindigkeit mit der sie sich bewegen, lässt sich die Temperatur bestimmen, und die liegt bei ca. 10⁵K bis 10⁷K. Die Temperatur des CMB liegt hingegen bei ca. 2,7K, das ist deutlich jenseits von dem, was ich als thermisches Gleichgewicht bezeichnen würde.

Wikipedia: Warm-Hot Intergalactic Medium

Rein zahlenmäßig sind die kosmischen Hintergrundphotonen natürlich in der absoluten Überzahl, da fällt das eine Gasteilchen gegenüber den 400.000.000 Photonen pro m³ nicht ins Gewicht, weshalb sich die "Temperatur des Weltalls" auch an der Temperatur des CMB orientiert.

Das heiße Gas wird seine Temperatur auch nicht einfach so los, und schon gar nicht durch die minimale Wechselwirkung mit dem CMB, denn die Photonen streuen im Grunde nur extrem selten an den freien Elektronen (nicht an den Protonen!), und dabei gewinnen die Photonen ganz leicht an Energie, was aber kaum nennenswert ist.

Das Gas wird seine Temperatur/Energie nur los, wenn es sich in Molekülwolken zusammenfindet, und das tut es auch. In diesen Molekülwolken, die oft eine Ausdehnung von mehreren hundert Lichtjahren haben, entstehen dann später neue Sterne. Die abkühlende Materie kann sich immer weniger dem Einfluss der Gravitation entziehen, und bildet schließlich Kondensationskeime (Bereiche höherer Dichte), die dann in sich zusammenfallen, nachdem sie noch einen Großteil ihres Drehimpulses losgeworden sind.

Einige dieser Sterne werden am Ende ihres "Lebens" einen Großteil der Elemente in gewaltigen Explosionen wieder ans Universum zurück geben, was zugleich die Grundlage für neue Sterne und Planeten ist. Und dieser nahezu ewige Kreislauf wird sich noch so lange fortsetzen, bis sich dann eines Tages (Tag und Nacht wird es dann schon lange nicht mehr geben) tatsächlich alles in einem thermischen Gleichgewicht nahe des Nullpunktes befindet. Aber dann wird auch keiner mehr da sein, der diese "Energie" noch nutzen möchte :D

Guats Nächtle

oldzambo schrieb:Die FE-Fuzzies, sowohl die Gurus als auch die Jünger sind nicht durch die Bank geistesgestört, sondern bisweilen intelligente Leute. Ein Turtur, ein Meyl, ein Volkamer, das sind ja nicht irgendwelche Vollidioten, die von Naturwissenschaft noch nie was gehört haben, und das ist der Punkt, der mir die größten Sorgen bereitet!

Intelligenz schützt ja nun nicht grundsätzlich davor, dumme Sachen zu machen. Im besten Fall reduziert sie nur die Wahrscheinlichkeit, dass es dazu kommt. Daher wirst Du auch unter denjenigen, die völlig bekloppte Dinge tun oder sagen, auch immer welche finden, von denen man das nicht erwarten würde. Derartige Fehlschlüsse kommen eher von unserer intuitiven als von unserer rationalen Seite.
Deswegen sind Meinungen und Aussagen einzelner nicht unbedingt belastbar. Vor allem eben dann nicht, wenn sie plausibel widerlegbar sind.

@Peter0167

Peter0167 schrieb: In diesen Molekülwolken, die oft eine Ausdehnung von mehreren hundert Lichtjahren haben, entstehen dann später neue Sterne. Die abkühlende Materie kann sich immer weniger dem Einfluss der Gravitation entziehen, und bildet schließlich Kondensationskeime (Bereiche höherer Dichte), die dann in sich zusammenfallen, nachdem sie noch einen Großteil ihres Drehimpulses losgeworden sind.

Ich überlege gerade, wohin der Drehimpuls "verschwindet".

Bleibt der nicht im später entstehenden Sonnensystem als Rotation der Sonne und der (eventuell entstehenden) Planeten erhalten?

@delta.m

Unsere Sonne, in der 99% der Gesamtmasse des Sonnensystems stecken, hat es geschafft, 99% des Drehimpulses an die Umgebung (also die Planeten) abzugeben. Nur 1% des ursprünglichen Drehimpulses steckt noch in der Sonne.

@Peter0167

Peter0167 schrieb:Nur 1% des ursprünglichen Drehimpulses steckt noch in der Sonne.

Wow,
hätte das - in Anbetracht der großen Masse der Sonne - eher umgekehrt vermutet.

Peter0167 schrieb:Und noch etwas zum intergalaktischem Medium. Dieses besteht zu größten Teil aus ionisiertem Wasserstoffgas. Ionisiert heißt, Protonen und Elektronen sind auf Grund ihrer hohen Energie/Temperatur nicht aneinander gebunden! Anhand der Geschwindigkeit mit der sie sich bewegen, lässt sich die Temperatur bestimmen, und die liegt bei ca. 105K bis 107K

Peter0167 schrieb:Rein zahlenmäßig sind die kosmischen Hintergrundphotonen natürlich in der absoluten Überzahl, da fällt das eine Gasteilchen gegenüber den 400.000.000 Photonen pro m3 nicht ins Gewicht

@Peter0167
Wäre denn nach Deiner Ansicht das Stefan-Bolzmann-Gesetz auf dieses intergalaktisches Medium anwendbar? Wenn man das Medium nicht als schwarzen Körper, sondern als grauen Körper betrachtet, könnte dies ja durch die linear in die Gleichung eingehende Emissionszahl e berűcksichtigt werden.

Mit dem niedrigeren Wert des von Dir genannten Temperaturbereichs, also mit 10⁵ Kelvin, würde sich dann folgendes ergeben:

P = e x 5,67 x 10^-8 x 6 x 10^{5 x 4}
P = e x 34,02 x 10¹² Watt = e x 34,02 x 10⁶ Mega-Watt = e x 34,02 Terra-Watt.

Selbst wenn man die Emissionszahl e mit ein Promille ansetzen würde, bliebe noch eine Wärmeleistung von 34,02 Giga-Watt für einen Würfel mit 1 m Kantenlänge.

@WotanWahn

Das intergalaktisches Medium besteht aus ionisiertem Gas und Strahlung, selbstverständlich kann man da nix mit dem Bolzman Gesetz anfangen, hier gelten die Gesetze der Quantenmechanik.

@WotanWahn

Pass auf, ich bin nicht hier, um dir die Begeisterung für die Physik zu vergriesgnaddeln, im Gegenteil. Aber wenn man solche Themen angeht, sind solche Schüsse ins Blaue nicht hilfreich. Der richtige Ansatz wäre eine genaue Analyse der Gegebenheiten, d.h. womit habe ich es zu tun, was will ich wissen, und wie stelle ich es an, dass ich es dann letztlich weiß!?

Ich fand meinen ersten Ansatz hier im Thread gar nicht so verkehrt:

Peter0167 schrieb:Gäbe es so etwas wie "Freie Energie" oder auch "Raumenergie", und sie würde tatsächlich "nachfließen", wie es die Gurus behaupten, dann hinge die maximale Leistung einerseits von der FE-Maschine ab, wäre aber nach oben hin begrenzt von der Flußrate, mit der die Freie Energie "nachfließt".

Du gehst also davon aus, bei der sogenannten "Freien Energie" handelt es sich um elektromagnetische Strahlung, welche kontinuierlich nachfließt, woher auch immer, und du willst nun wissen, mit welcher Leistung dies geschieht. Nun ist es ja so, dass die EM-Strahlung schon lange kein Teufelszeug mehr ist, wir haben in der Physik so einige brauchbare Werkzeuge, mit denen sich ein Strahlungsfluss bestimmen lässt.

Guggst du z.B. hier:

Wikipedia: Strahlungsleistung

Man benötigt zwar noch einige Daten, wie z.B. die Frequenz und die Anzahl der Photonen, aber sollte man jemals auf "freie Energie" stoßen, die sich in Form von EM-Strahlung manifestiert, wird man sicher Wege finden, das zu ermitteln. Und damit wäre deine Frage auch schon beantwortet, denn mehr Leistung als dieser postulierte Quantenstrom liefert, kannst du auch nicht nutzbar machen. Je nach Wirkungsgrad deiner FE-Maschine nimmt diese Leistung dann noch ab, immerhin reden die FE-Gurus ja selbst davon, keine PMs zu verkaufen, also wird man schon mit Verlusten rechnen müssen :D

WotanWahn schrieb:Selbst wenn man die Emissionszahl e mit ein Promille ansetzen würde, bliebe noch eine Wärmeleistung von 34,02 Giga-Watt für einen Würfel mit 1 m Kantenlänge.

Die von dir ermittelte Leistung würde für einen Massiven Würfel mit 1m Kantenlänge gelten, aber selbst wenn dieser nur aus Luft bestünde (was ja eigentlich schon nich mehr wirklich Massiv is), dann reden wir hier von über 10ex25 Teilchen pro m³, während sich im intergalaktischen Medium durchschnittlich 1 (in Worten EIN) Teilchen pro m³ tummelt.
Wie schon hier erwähnt, das Strahlungsgesetz von Stephan-Boltzmann is bei der Ermittlung von Strahlungsleistung einzelner Teilchen absurd fehl am Platz.

mfg
kuno

Peter0167 schrieb:Man hört zwar oft, dass evtl. die sogenannte Vakuum- bzw. Nullpunktenergie gemeint sein könnte, aber die ist so verschwindend gering, dass sich damit nie im Leben Effekte erklären ließen, wie sie sich FE-Gurus in ihren feuchten Träumen ausmalen.

Mal abgesehen davon dass die gar nicht genutzt werden kann. :D

kuno7 schrieb:Die von dir ermittelte Leistung würde für einen Massiven Würfel mit 1m Kantenlänge gelten, aber selbst wenn dieser nur aus Luft bestünde (was ja eigentlich schon nich mehr wirklich Massiv is), dann reden wir hier von über 10ex25 Teilchen pro m³, während sich im intergalaktischen Medium durchschnittlich 1 (in Worten EIN) Teilchen pro m³ tummelt.

Meine letzte Berechnung mit den 34 Gigawatt bezog sich aber nicht mehr auf ein Teilchen pro Kubikmeter, sondern auf die von @Peter0167 erwähnten heißen Gaswolken mit einer Temperatur von 10⁵ bis 10⁷ Kelvin. (siehe nachfogendes Zitat)

Peter0167 schrieb:Und noch etwas zum intergalaktischem Medium. Dieses besteht zu größten Teil aus ionisiertem Wasserstoffgas. Ionisiert heißt, Protonen und Elektronen sind auf Grund ihrer hohen Energie/Temperatur nicht aneinander gebunden! Anhand der Geschwindigkeit mit der sie sich bewegen, lässt sich die Temperatur bestimmen, und die liegt bei ca. 105K bis 107K. Die Temperatur des CMB liegt hingegen bei ca. 2,7K, das ist deutlich jenseits von dem, was ich als thermisches Gleichgewicht bezeichnen würde.

Wikipedia: Warm-Hot_Intergalactic_Medium

Rein zahlenmäßig sind die kosmischen Hintergrundphotonen natürlich in der absoluten Überzahl, da fällt das eine Gasteilchen gegenüber den 400.000.000 Photonen pro m3 nicht ins Gewicht, weshalb sich die "Temperatur des Weltalls" auch an der Temperatur des CMB orientiert.

Daraufhin hatte @Peter0167 geschrieben:

Peter0167 schrieb:Das intergalaktisches Medium besteht aus ionisiertem Gas und Strahlung, selbstverständlich kann man da nix mit dem Bolzman Gesetz anfangen, hier gelten die Gesetze der Quantenmechanik.

Da unsere Sonne ebenfalls ionisiertes (Wasserstoff) gas enthält und bei Berechnung der Oberflächentemperatur der Sonne auf Basis in Erdnähe außerhalb der Atmosphäre gemessener Strahlungsleistung auf eine schwarze Flache in vielen Beiträgen im Internet stets das Stefan Boltzmann Gesetz angewendet wird, frage ich natürlich, wo die Grenze liegt, dass man dieses Gesetz nicht mehr anwenden kann.