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Die Materie dehnt sich?

42 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Physik, Materie ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Die Materie dehnt sich?

04.07.2014 um 17:10
@Lightwarrior
Ne eben nicht!
Wenn die Abstände innerhalb der Teilchen zunähmen, hätte das entscheidenden Auswirkungen auf derer EM-Bindungskräfte etc..

Wikipedia: Bindungsenergie
Wikipedia: Austauschteilchen
Wikipedia: Starke Wechselwirkung
Wikipedia: Asymptotische Freiheit

ZB. Für letzteren Link-Zusammenhang, würde es bedeuten wenn Zb. Quarks und Gluonen-Konglomerate aus irgendeinem Grund ausgedehnt würden, das sich erwartungsgemäss spontan Quarks und Antiquarks bilden etc.... ein Chaos wäre die Folge!!

Näheres unter Confinemet...
Wikipedia: Confinement

Mal abgesehen von weiteren Effekten, grössere Skalen, auf die ich hier erstmal nicht eingehen will...
(keine Zeit)
NG


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Die Materie dehnt sich?

19.07.2014 um 12:41
@Z.
Ich habe mir die lezten 14 Tage mal ein paar Gedanken gemacht, welche praktischen Auswirkungen die Ausdehnung des Universums hat.
Vorab, Du diskutiertst hier mit einem Laien, dessen Mathematikkenntnisse nicht über angewandte Algebra hinaus gehen und der sich seine bisschen Atomphysikkentnisse selbst zusammengelesen hat. Ich nehme an, das Du in einer sehr viel höheren Liga spielst. Und es könnte sein, dass ich mich jetzt schrecklich blamiere. Aber sei´s drum, ich wags mal...

Also, nach klassischer Lehrmeinung dehnt sich das Universum aus, und zwar (leicht umstritten, aber wir unterstellen das hier mal) mit Lichtgeschwindigkeit. Diese Ausdehnung erfolgt aber nicht in der Weise, dass hier irgendwo eine fest definiere Grenze oder ein Rand ist, sondern das Universum wird gleichmäßig größer, alle Abstände zischen Sternen und Galaxien. Es gibt bei gleicher mengenmäßiger Ausstattung (Anzahl der Atome) mit Materie immer mehr Raum dazwischen.
Das ist gesicherte Erkenntniss. Da es sich überall in unserem Universum gleichmäßig abspielt, muss es auch für die Entfernungen auf unserem Planeten gelten. Die Erde wird größer. Das uns das nicht auffällt und auch nicht zu messen ist liegt zum einen daran, dass die Ausdehnung sehr klein ist. Bei einem (nach Wikipedia) aktuellen Durchmesser des Universums von mindestens 78 Mrd. Lichtjahren und einer Ausdehnung mit Lichtgeschwindigteit (in Richtung und Gegenrichtung, also verdoppeln) sind es gerade mal 2/78 Milliardenstel einer vorgegebenen Strecke im Jahr. Unsere Erde mit einem Durchmesser von 12.750 Kilometern wird jedes Jahr durch die Weltallausdehnung 0,016 Millimeter "größer". In kosmischen Maßstäben sieht das schon anders aus. Ein Lichtjahr wird jedes Jahr um 244 km "länger" (mit abnehmender Tendenz). Sorgen um die Lichtgeschwindigkeiskonstante bräuchten wir uns aber nicht zu machen, es sind weiter 9,5 Billionen Kilometer, nur der Kilometer an sich ist eben nicht mehr der alte, er ist gewachsen.

Zum anderen werden ja auch alle klassischen Maßstäbe im gleichen Maße größer. Auf direktem Wege durch Anwedung dieser Maßstäbe ist die Ausdehnung gar nicht zu messen.

Wenn die Zunahme von Raum im gleichen Maße auch auf Körper wirken würde, diese also im gleichen Maße mitwachsen würden, so würde sich bei einer Verdoppelung der Universumsgröße der Raum (das Volumen) verachtfachen, die in ihm enthaltene Materie aber auch. Das heist, es gäbe nicht mehr Atome im Universum, die vorhandenen wären aber vom Volumen her acht mal so groß. Das bedeutet aber auch acht mal soviel Schwerkraft.

So weit, so verbüffend einfach. Jetzt kommt der schwierigere Teil, weil ich hier nur noch spekulieren kann:
Das eben gesagte gilt für Moleküle und auch noch sicher für ganze Atome. Bei den Bausteinen der Atome wird es schwieriger, denn hier befinden wir uns im Quantenraum, die klassische Physik gilt nicht mehr.
Es könnte sein, das sich die Raumausdehnung gar nicht auf die Atombausteine auswirkt, diese also gleich groß bleiben. Nur der Raum, auch innerhalb der Atome, würde mehr. Dieses Szenario würde dazu führen das irgendwann die Atome auseinanderbrechen und uns die Atomteilchen um die Ohren fliegen, weil die Naturkräfte sie nicht mehr zusammenhalten könen.
Das zweite Szenario:
Es könnte sein, dass sich die Raumausdehnung weder auf die Atombausteine auswirkt noch auf den Raum innerhalb der Atome. Nur der Raum zwischen den Atomen wird mehr. Der Bestand der Atome ist dann ungefährdet. Ob stattdessen irgendwann die Moleküle auseinander brechen würden, kann ich nicht sagen, da mir die dortigen Bindungskräfte unbekannt sind. Chemie war nie mein Fall.
Für die Beantwortung der Frage, welches Szenario denn nun zutrifft oder keins, ob es noch weitete Szenarios oder evtl. Mischformen dazwischen gibt, fühle ich mich nicht mehr in der Lage. Dafür sind die @Z.s dieser Welt gefragt mit ihrem Studium.
Abschließend möchte ich mich doch einmal öffentlich wundern, dass ich im Netz so wenig zu dem Thema gefunden habe. Ich kann doch wohl unmöglich der einzige sein, der sich damit beschäftigt hat? Die Sache ist grundlegend. Die ganzen Berechnungen über das Alter des Universums stimmen alle nicht, wenn man die (in die Vergangenheit gesehen) "Schrumpfung" des Lichtjahres nicht mit einrechnet. Hat man das berücksichtigt?


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Die Materie dehnt sich?

19.07.2014 um 13:10
@Lupo1954
Also... erstmal soll das was ich schreibe nur Professionell klingen!
Da ich nur über begrenztes Wissen verfüge, mach ich den Rest mit Fantasie wett.
Ganz im Sinne Einsteins :D

Zu deinen Gedanken meld ich mich später.
Eines jedoch gleich....kurz überflieg ;)
Zitat von Lupo1954Lupo1954 schrieb:Nur der Raum zwischen den Atomen wird mehr.
Genau das wird oben drüber als unmöglich von mir dargelegt...!!
Herzlichen Dank für deine Gedanken...bis heut Abend NG Z.


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Die Materie dehnt sich?

19.07.2014 um 21:40
@Lupo1954
Musst dich leider noch Gedulden.. :(
Hab noch zu tun.. Danke.
Gez. PauZ.enclown


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Die Materie dehnt sich?

20.07.2014 um 22:20
@Lupo1954
hierzu die Analogie aus dem Physikunterricht:
Leeren Luftballon nehmen und punkte eng nebeneinander drauf malen, und aufpusten, die Punkte entfernen sich voneinander.
Da bewegung relativ ist, kann sich jeder Körper mit gutem recht als Mittelpunkt des expandierenden Universums behaupten.
Nur iist diese Kraft auf mikroskopischer Ebene vernachlässigbar.
Ob die Welt im Chaos endet kommt wohl darauf an, ob die AUsbreitegeschwindigkeit kosntant bleibt würde ich schätzen.


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Die Materie dehnt sich?

21.07.2014 um 01:15
@Lupo1954
Also ich gehs kurz an.... phhff ok. ;)
Zitat von Lupo1954Lupo1954 schrieb:Also, nach klassischer Lehrmeinung dehnt sich das Universum aus, und zwar (leicht umstritten, aber wir unterstellen das hier mal) mit Lichtgeschwindigkeit.
...die sich aus der Expansion vieler einzelner Sektoren bis zum temporären Rand des Kosmos ergibt, wohlgemerkt. Ein Sektor hat die Grösse eines Raumwürfels mit der Kantenlänge von..
3.08567758 × 10hoch22 meter = 1 Megaparsec = ca 3,2 Lichtjahre

Innerhalb eines jeden solchen Würfels, mit ca. 3,2 Lichtjahren Kantenlänge dehnt sich das Universum aber nur mit ca. 75.000 m/Sekunde aus. (Zur Erinnerung 1 Lichtsekunde 300.000.000 Meter/Sek.)

Da wir zur Ermittelung der Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums...die Geschwindigkeit aller Sektoren, bis hin zum hypothetischen Rand des Universums, zusammenzählen, er gibt sich die Ausdehnung mit ca. Lichtgeschwindigkeit. Also wenn dann nur am ""Rand""... jeder der Sektoren denht sich nur mit 75.000 m/Sek.
Zitat von Lupo1954Lupo1954 schrieb:Es gibt bei gleicher mengenmäßiger Ausstattung (Anzahl der Atome) mit Materie immer mehr Raum dazwischen.
Nur zwischen den Galaxien, bzw, den Galaxieclustern, aber auch bei diesen gibt es wieder Unterschiede, wie sie der Expansionsdynamik folgen... S. zB. Grosser Attraktor.
Zitat von Lupo1954Lupo1954 schrieb:Da es sich überall in unserem Universum gleichmäßig abspielt, muss es auch für die Entfernungen auf unserem Planeten gelten.
Nein. Zwischen den Galaxien ist die Gravitation relativ flach, besser der Raum relativ leer. Es gibt somit keinen grossen Widerstand/Gravitationspotential, der sich der Expansion erwehren könnte. Innerhalb der Galaxien aber befindet sich genug Gravitation, die erfolgreich der Expansionsdynamik verhindert. Die G-Kräfte sind hier stark genug um eine Raumdehnung zu verhindern. Die Expansion ist nur zwischen den Galaxien und Clustern von Bedeutung.
Zitat von Lupo1954Lupo1954 schrieb:Ein Lichtjahr wird jedes Jahr um 244 km "länger"
Ein LJ kann nicht länger werden, das Licht legt immer die gleiche Strecke zurück. Während der Raum sich dehnt, wird lediglich die "Kosmologische Rotverschiebung" verursacht.
Zitat von Lupo1954Lupo1954 schrieb:Das heist, es gäbe nicht mehr Atome im Universum, die vorhandenen wären aber vom Volumen her acht mal so groß. Das bedeutet aber auch acht mal soviel Schwerkraft.
Wenn... tut es aber Mainstream nicht. Das einzige was ausser der Ausdehnung der Raumzeit zunimmt, ist die statistische Wahrscheinlichkeit betreff Vakuumfluktuationen. Dh. im neu entstandenen Raumbereich ist die Wahrscheinlichkeit für "VF" genauso hoch wie im kleineren vorherigen Bereich. Das Potential an Null-Punkt-Energie, steigt linear mit der Raumexpansion. "VF" sind in dem Falle der Ausdruck für die Dunkle Energie... die da am Werk ist....höchstwahrscheinlich.
Es könnte sein, das sich die Raumausdehnung gar nicht auf die Atombausteine auswirkt, diese also gleich groß bleiben. Nur der Raum, auch innerhalb der Atome, würde mehr.
Also dazu muss ich mir nochn paar Gedanken machen ;) Dennoch würde das nur funktionieren wenn sich alles Ausdehnt, was es nicht tut...siehe oben. Siehe auch Elektromagnetische Kräfte.
Zitat von Lupo1954Lupo1954 schrieb:@Z.s dieser Welt gefragt mit ihrem Studium.
Bin nur der Pausenclown, gibt sicher nicht viele davon.. ;)
Zitat von Lupo1954Lupo1954 schrieb:Abschließend möchte ich mich doch einmal öffentlich wundern, dass ich im Netz so wenig zu dem Thema gefunden habe. Ich kann doch wohl unmöglich der einzige sein, der sich damit beschäftigt hat?
Das liegt sicher daran, das es Wissenschaftlich nicht viel Sinn macht (unkritisch)
Abeeer privat hört man das schon mal öfter.... Ich denke das der Gedanke, allgemein immer wieder mal auftaucht... Mit 14 hab ich auch schon sowas spekuliert...
LG u. Gute Nacht


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pdxbq ehemaliges Mitglied

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Die Materie dehnt sich?

21.07.2014 um 03:25
@pioid

wenn das passieren würde denke ich würden materie eigenschafen verloren gehn. gravitation und wechselwirkungskräfte wäen anders. aber erklären kann ich das nicht :)

weil entweder auch die masse zu nimmt oder aber die zwichenräume immer grösser werden.

und wenn man es nicht merken kann wieso sollte gott etwas erschaffen das seine schöpfung nicht bewundern kann. :)


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Die Materie dehnt sich?

21.07.2014 um 07:51
Ja, genau wie Gedanken expandieren! Oft so bei Hitze!


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21.07.2014 um 15:33
@Z.
...die sich aus der Expansion vieler einzelner Sektoren bis zum temporären Rand des Kosmos ergibt, wohlgemerkt. Ein Sektor hat die Grösse eines Raumwürfels mit der Kantenlänge von..
3.08567758 × 10hoch22 meter = 1 Megaparsec = ca 3,2 Lichtjahre
MEGA-Parsec wären jetzt aber 3.2 Millionen Lichtjahre, was auch mit den 10^22 Metern zusammenpassen würde.


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Die Materie dehnt sich?

21.07.2014 um 16:05
@sirlazarus
Exakt. Mein Fehler Mio. vergessen!!!!
1MPC=3.261.563 LJ und nen paar Zerr-quetschte

Danke ;)


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Die Materie dehnt sich?

25.07.2014 um 16:41
Zitat von Z.Z. schrieb am 19.07.2014:Da ich nur über begrenztes Wissen verfüge, mach ich den Rest mit Fantasie wett.
Ganz im Sinne Einsteins :D
Ach Z...
Zitat von CesairCesair schrieb am 20.07.2014:Nur iist diese Kraft auf mikroskopischer Ebene vernachlässigbar.
Was aber nicht heißen muss, dass sie nicht nachweisbar ist. Nun wissen wir zwar nicht, wie wir die dunkle Energie am besten beschreiben, wohl aber haben wir viele verschiedene Modelle die wir durchprobieren können.

Ein sehr schönes Experiment versucht z.B. ein sogenanntes Chamäleon-Feld als Kandidat für dunkle Energie nachzuweisen. Das besondere an diesem Modell ist, dass die Eigenschaften der dunklen Energie davon abhängen, ob sich in der Nähe Masse befindet oder nicht. (Es passt sich wie ein Chamäleon an ;))

iiK557M

Das kann man eventuell nachweisen. Dazu schnappt man sich einen großzügigen Tropfen eines Bose-Einstein-Kondesats (für eine einfache interne Struktur bei gleichzeitig hoher Masse) und eine relativ große Masse, von der man ausgeht, dass sie schwer genug ist, die dunkle Energie zu beeinflussen.

npB5QcE

Dann bringt man das BEK ("Makroatom") in einen überlagerten Zustand, bei dem es sich sowohl in der Nähe, als auch entfernt von der Masse aufhält.

3Alz47k

Verhält sich die dunkle Energie nun tatsächlich wie das Chamäleon-Feld, dann sollte der Druck in der Nähe der Masse tatsächlich deutlich kleiner sein. Die Ausdehnung der Raumzeit sollte damit zu einer Formänderung führen.

cWMC3Bq

Man beschleunigt nun den rechten Anteil auf den linken zu

oxcolbK

...und sollte dieser Anteil tatsächlich irgend einer Veränderung unterliegen, dann kann man dies über Interferenzeffekte nachweisen.

E3i1FRb

Der Trick dabei ist eben, dass die Interferenz auch bei den winzigsten Veränderungen sichtbar wäre, und somit eine extrem empfindliche Messmethode darstellen würde.

Ob das funktioniert wird sich herausstellen :)


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Die Materie dehnt sich?

25.07.2014 um 17:29
Ach Hypatia...
Wie immer wunderschön aufbereitet und gut erklärt, der Gedankengang, aber da muss ich als Normalsterblicher erst mal gaaanz lange drüber nachdenken...
Dieser Thread fordert einen ganz schön.


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Die Materie dehnt sich?

25.07.2014 um 19:17
@HYPATIA
Endlich...was muss ich auch immer alles formulieren bis ich dich nochmal, aus deinem "Kämmerchen"
locke!!! ;) Schön das du hier bist... :)

Bitte noch eine kurze Stellungnahme zum Threadthema...
Vermutete Materie Dehnung versus. hier vermuteter Instabilität!
Wär sehr hilfreich.


LG...
Bleib ein wenig..

Ps Post geändert. DM Thema nicht anliegend.


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Die Materie dehnt sich?

25.07.2014 um 19:36
Naja, was genau passiert ist noch nicht klar. Theoretisch sollte man die Ausdehnung des Universums im Labor nachweisen können, z.B. an dem oben geschildertem Experiment, bei dem Materie tatsächlich aufgebläht wird.

Wie Materie genau von der Raumausdehnung beeinflusst wird ist noch zu klären. Ist die Raumausdehnung konstant, dann erfahren auch die Teilchen nur eine konstante Kraft. Dann ist die elektromagnetische Wechselwirkung in jedem Fall stärker und die Teilchen bleiben im gleichen Abstand. Entfernte Strukturen dagegen können sich voneinander entfernen, denn sie werden nur noch durch sehr schwache gravitative Effekte aneinander gebunden.

Nimm die Raumausdehnung dagegen dazu, so wird auch der Druck zwischen den Teilchen immer stärker und irgendwann reißen die Bindungen auseinander. Davon sind wir aber auch im Falle zunehmender Ausdehung noch weit entfernt.

Abgesehen davon bin ich sowieso kein Fan von der Vorstellung dass Raum sich "ausdehnt", damit assoziiert man häufig die falschen Sachen. Stell dir lieber vor, dass das physikalische Konzept von "Meter" sich ändert.

600px-Friedmann universes.svg


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Die Materie dehnt sich?

25.07.2014 um 19:54
@HYPATIA
Fast hätte ich dich verpasst.. hast nich "geaddet".

Soweit so gut.
1. Teilchen-Abstand bleibt Konstant
2. Besser, anstatt Expansion-> Krümmungseigenschaften der Raumzeit werden mit der Zeit gedehnt/gestreckt = "" dass das physikalische Konzept von "Meter" sich ändert.""

Bleibt noch das zu erwartende Verhalten des Teilchens-Atoms/bzw. Elementarteilchens selbst.
Dh. innere Struktur der E-Teilchen sollte, "imo unter allen Umständen", konstant bleiben!?
(Allg. s. zB. Starke Wechselwirkung)

Oder unterliegt "E-Teilchen" auch der Ansicht, die sich aus 2. ergibt?
LG :)


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Die Materie dehnt sich?

25.07.2014 um 20:07
Tja, wenn wir das wüssten...


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Die Materie dehnt sich?

25.07.2014 um 20:20
@HYPATIA
;) Sehr aufschlussreich (positiv gedacht)

Ach... Hypatia.
Du hast mir gefehlt, merk ich grad.
Herzlichen Gruss Z.


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Die Materie dehnt sich?

25.07.2014 um 20:32
So niedlich Chamäleons auch sein mögen... irgendwie ist die Chamäleon-Theorie mittlerweile auch schon wieder ein büsschel out, wie mir scheint... :)
http://www.wissenschaft.de/technik-kommunikation/-/journal_content/56/12054/3395623/Dunkle-Energie-%E2%80%93-doch-kein-exotisches-Feld%3F/


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Die Materie dehnt sich?

25.07.2014 um 20:36
Tjoa, ein paar Hoffnungen stecken eben noch in anderen Messmethoden. Aber mir gings sowieso eher darum, ein Beispiel zu nennen wie sich dunkle Energie möglicherweise im Labor bemerkbar machen könnte.


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Die Materie dehnt sich?

25.07.2014 um 20:49
@Noumenon
Sollte die DE intrinsische Eigenschaft der RZ sein (von welchem ich bisher prinzipiell ausging), was meinst Du könnte das mit der These, das die Dimensionen der RZ in einen Hyperraum (weitere R-Dimension) eingebettet sind, zu tun haben..?
Siehst du da Analogien..!? ;)
LG


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