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Verlangsamung der Erdrotation

441 Beiträge, Schlüsselwörter: Gezeiten, Erddrehung, Drehimpuls

Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 16:14
Auf Wunsch von Dieter Bremer habe ich diesen Thread aufgemacht, um ein spezielles Problem bei Dieters Mond-These zu besprechen.

Das Problem: Dieter postuliert eine Tageslänge von knapp 2 1/2 Stunden vor dem Absturz seiner Raumstation, heute haben wir eine Tageslänge von 24 Stunden. Welcher Mechanismus kommt dafür in Frage?

Bislang gab Dieter dazu recht simple Erklärungen ab, das Ballerina- und Drehstuhl-Beispiel z.B. (Ballerina dreht sich auf dem Eis und streckt dann die Arme aus und wird dadurch langsamer)
Der Mechanismus dahinter ist die Drehimpulserhaltung - das Raumintegral über den Drehimpuls L = r x p aller Massepunkte = const.

Dummerweise haut diese Analogie nicht hin, da das ganze nur in einem geschlossenen physikalischen System klappt und somit eine starre mechanische Verbindung zwischen dem Ursprungskörper und seiner Extension voraussetzt - die Arme der Ballerina, die Beine des Drehstuhldrehers.

Bei Dieters Mondentstehungsszenario gibt es aber keine starre Verbindung zwischen den senkrecht aufschießenden Magmafontänen und der Erde - in dem Moment in dem sie die Erdoberfläche verlassen sind sie eigenständige Himmelskörper, die übrigens fast mit Fluchtgeschwindigkeit ausgestoßen werden müssen, denn sie können sich nur in einer Höhe zum Mond formen, in der die von der Erdrotation mitgegebene Geschwindigkeit - am Äquator 4440 m/s bei 2,5-Stunden-Tag - der Bahngeschwindigkeit entspricht. und das ist ganz, ganz weit draußen, Pi mal Daumen in 20000 km Höhe.
Von den Problemen zurückstürzenden Magmas das mit unpassenden Geschwindigkeiten ausgestoßen wurde rede ich hier erstmal nicht :)

Klar nehmen die aufsteigenden Magmaströme Drehimpuls von der Erde mit und verlangsamen die Rotation (wenn sie aus tieferen, mit geringerer Umlaufgeschwindigkeit drehenden Schichten aufsteigen werden sie beschleunigt und bremsen im Gegenzug die Erde etwas ab), aber das dürfte irgendwo im Bereich von 1/80 der Tageslänge liegen (Masseverhältnis)

Bei der "Nuklear"-These der Holländer klappt es übrigens besser, da sich deren Idee zufolge erst eine große mit der Erde verbundene Blase bildete (die Arme der Ballerina) die sich dann abtrennte... die kommen bei ihrem Modell auf eine Verdopplung der Tageslänge nach Mondabtrennung, was auch mit den Daten der Paläentologen übereinstimmt, die von einem 6-Stunden-Tag bei Entstehung der ersten festen Erdkruste ausgehen.
Und seitdem haben die Gezeitenkräfte über 4 Mrd. Jahre die Rotation auf unsere heutige Tageslänge abgebremst.

Und nun bitte ich Dieter um einen Mechanismus, mit dem er dieses Problem lösen will.
Und auch um Vorschläge anderer Mitleser.

Und dann müssen wir gliech das nächste Problem angehen, nämlich wie der Mond auf seine heutige Position kommt. Statt 20000 km ist er ja 380000 km weit weg. Und bei den heutigen 3,nochwas Zentimetern pro Jahr hätte er gerade erstmal 300 m geschafft :)

Auch hier bitte ich um eine ausführliche Erklärung...


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voidol
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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 16:25
Bis vor einer Milliarde Jahre haben wir die Umdrehungszeiten der Erde ziemlich genau. Damals waren es 440 Tage. Erst davor beginnen die Schätzungen.

http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?db_key=AST&bibcode=1972Ap%26SS..16..212P&letter=.&classic=... (3,7 MB)

Am Ende ist eine übersichtliche Grafik.


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voidol
ehemaliges Mitglied

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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 16:28
Wollte sagen: vor einer Milliarde Jahren hatte das Jahr 440 Tage.


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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 16:32
@voidol
woher willst Du das wissen hast Du einen Kalender ?


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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 16:35
@voidol
Das Paper ist schon happig alt :) Wie gesagt, heute geht man von einem 6-Stunden-Tag vor ca. 4 Mrd. Jahren aus, der dann durch Gezeitenkräfte reduziert wurde. Zu Beginn erheblich stärker als heute, wegen der geringeren Mondentfernung.
Durch die gewaltigen Flutberge die damals um die Erde gejagt wurden, sollen erst so viel Salze ausgespült worden sein, dass dadurch Lebensentstehung möglich wurde...


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voidol
ehemaliges Mitglied

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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 16:51
@FrankD

Aber jemand, der behauptet, dass die Erdverlangsamung und die Mondentstehung erst vor 13.000 Jahren geschah, muss zunächst mal das Papier falsifizieren ;)


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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 16:57
@voidol
Quatsch, die Datierungen sind doch alle falsch, wegen Alpha-Teilchen und so :D

Mich würd schon ein funktionsfähiger Mechanismus zur Rotationsverlangsamung reichen :)


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OpenEyes
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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 17:16
@FrankD

Das allein wäre nicht genug, meine ich. Ein Impact der passenden Größe hätte das bewirken können, einschließlich der Verschiebung der Erdachse. Und das kam schon als Argument, wenn ich mich nicht irre.

Dass die Erde dabei, ebenso wie die Mondmasse, komplett aufgeschmolzen worden wäre hat D-Bremer mit dem Gegenargument beantwortet, dass die Wärmeabstrahlung mit der vierten Potenz der Temperatur zunimmt und daher in wenigen Jahrtausenden alles wieder abgekühlt ist.

Also wäre es vorausschauend gut, auch dieses Gegenargument gleich mit zu entkräften.

Ich habe außerdem den (noch nicht verifizierten) Verdacht, dass auch bei einer Ablösung der Mondmasse durch eine Explosion die Erde glutflüssig zurückbliebe, da durch die bei der Explosion der paar Billionen Tonnen Antimaterie (siehe meine überschlägige Berechnung im anderen Thread) die Erdkruste durch die Druckwelle der Explosion dermaßen zerstückelt worden wäre, dass die Überreste im Magma verschwunden wären


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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 17:24
@OpenEyes
Klar, das sind aber alles Nebenkriegsschauplätze. ich möchte hier erstmal einen ausformulierten Mechanismus zur Verringerung der Erdrotation durch Dieters Szenario sehen ohne ihm wieder Ausweichlöcher zu lassen. Konzentrieren wir uns also in diesem Thread also bitte darauf :)

Man kann ja für die anderen Probleme weitere Einzelthreads aufmachen, halte ich persönlich für sinnvoll.


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PHK
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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 18:20
Kaum passt man mal 5 Minuten nicht auf, schon wird den "lieben Kleinen" der Thread gesperrt. Mh, Mh, Mh, ... was mach ich bloß mit euch?

@FrankD

Irgendwie reden wir an einander vorbei, ich weiß nur noch nicht, ob mit Absicht - oder ohne.

Du hast ja völlig recht, dass, wenn die Station nur normal abstürzt, zerbricht, teilweise verglüht und einfach runterfällt, nicht allzu viel passiert und garantiert kein Mond entsteht.
Ich hab das mit "Papierdrachen" umschrieben und OpenEyes hat es auch schon paar mal "zelebriert". Das liegt einmal am Luftwiderstand (wie du richtig sagst) und zum anderen an der geringen Gesamtdichte der Station, auch wenn sie noch so groß ist. Keine Frage.

ABER: Ich hab ja die Geschichte mit dem Stachel nicht umsonst erzählt. Das ist nämlich kein aus den Fingern gesaugtes Szenario, sondern bei der Bauart der Station (Ringe mit Nabe) eine schätzungsweise mit 90 % (oder noch mehr) wahrscheinliche Möglichkeit.

Warum? Die Station besteht nicht ausschließlich aus "Papier", sondern hat notwendigerweise auch ein paar sehr stabile Teile. Das sind hauptsächlich das Gerippe und die Nabe. Aus der Bauform ergibt sich ("fast zwingend"), Das die Nabe das Stabilste von dem ganzen Ding ist und das mindestens an einem Ende der Nabe der Hauptantrieb sitzt und in dessen "Nähe" (Sicherheit) der Energievorrat (D-Bremers Antimaterie) . Die Antimaterie muss ja irgendwie gelagert sein: vielliecht ein Magnetfeld oder so ähnlich ...

Prallt nun die Station auf die Atmosphäre, brechen zuerst die Ringe ab, die Antimaterie löst sich aus ihrer "Verankerung" und es macht ganz schrecklich Bumm. Damit wird die Nabe augenblicklich zum Stachel (schnell und bisschen warm), was ihr eine unglaubliche Durchschlagskraft verleiht. Die Frage ist, in welche Richtung sie abpfeift, das läßt sich - weiß Gott - überhauptgarnicht berechnen, wenn man sonst keine Daten hat ...

Allerdings sollte sie sich bei D-Bremers Mondentstehungs-Szenario in Richtung Erde bewegen - und in ein paar Milli- oder Mikrosekunden ist sie auch schon tief drin. Sehr tief - siehe Panzerknacken.

Nun ist die Frage, ob sie da unten tatsächlich noch einmal richtig explodieren muss, um die paar Nullen, die OpenEyes ausgerechnet hat, zu erzeugen - oder ob eventuell schon allein der Druck (Zusatzdruck) der da unten herrscht, reicht, um ne Ecke aus dem Planeten zu reißen.

Lach nicht! In "Druckexplosionen" steckt verdammt viel Kraft, und die wirkt länger als bei "richtigen Sprengungen". Aber egal - ist ja beides möglich.

Und nun sind wir wieder beim Fußball. Ja - jetzt erst. Die Erde kriegt ihren Tritt nämlich erst, wenn die zukünftige Mondmasse ihrer Wege fliegt. (und nicht von Station oder Nabe - das wäre nur der "Blitz im Gehirn und in den Beinen", der Auslöser)
In dem Moment wird nämlich der Restplanet in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt. Und zwar auch ganz schön kräftig. Und hier kommts dann auf den Moment, die Richtung usw. usf. an. Das heißt, wenn alles richtig passt, kann die Erdrotation erheblich abgebremst werden. Frage beantwortet?

Dazu kommt aber noch, dass von der Resterde der "Kern" (das Filet) zuerst beschleunigt wird und dann erst alles andere - zuletzt die Kruste (und die Atmosphäre auf der explosionsabgewandten Seite). Das heißt, der "Kern" rutscht erst mal ein bißchen aus der Mitte und das ganze Ding fängt an zu eiern, bis sich alles wieder eingepegelt hat. Das kann auch noch mal tüchtig abbremsen ....

Dazu kommen noch die Wechselwirkungen des Restplaneten mit den Explosionspartikeln. Die sind ja immer noch in Reichweite. Dazu sag ich jetzt aber nix mehr . So.


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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 18:27
@voidol
voidol schrieb:Wollte sagen: vor einer Milliarde Jahren hatte das Jahr 440 Tage.
Es wird über erdrotation gesprochen nicht um sonnenumrundung ...


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PHK
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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 18:28
Nachtrag: Dass mit einer Blase die Rotationsgeschwindigkeit der Erde verringert wird, ist nur temporär. Weil die Ballerina nämlich wieder schneller wird, wenn die Blase weg ist. Es sei denn - NATÜRLICH - sie wird durch durch die Explosion negativ zur Drehrichtung beschleunigt. Einleuchtend. Oder?


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voidol
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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 18:34
ApokalypsoS schrieb:Es wird über erdrotation gesprochen nicht um sonnenumrundung
Ich habe nie über Sonnenumrundung gesprochen. 440 Tage vor 1 Mrd. Jahren bedeutet, dass der Tag kürzer war. Die Dauer der Sonnenumrundung wird in etwa gleich gewesen sein.

@ApokalypsoS


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bennamucki
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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 18:34
PHK schrieb:Nachtrag: Dass mit einer Blase die Rotationsgeschwindigkeit der Erde verringert wird, ist nur temporär. Weil die Ballerina nämlich wieder schneller wird, wenn die Blase weg ist. Es sei denn - NATÜRLICH - sie wird durch durch die Explosion negativ zur Drehrichtung beschleunigt. Einleuchtend. Oder?
Das stimmt so nicht.

Die Ballerina wird durch die herausragende Blase langsamer. Würde die Blase sich zurückbilden, würde die Ballerina wieder schneller.

Reißt die Blase ab und fliegt von der Ballerina weg, behält sie die derzeitige Drehgeschwindigkeit bei.


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PHK
ehemaliges Mitglied

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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 18:40
@klausbaerbel

Das stimmt auch nicht vollständig richtig, sondern bestenfalls ein Spezialfall.


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bennamucki
ehemaliges Mitglied

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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 18:42
@PHK

Deine Antwort verstehe ich jetzt nicht. Kannst Du das nochmal anders erklären?


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D-Bremer
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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 18:43
Allgemeine Einleitung

Ich befürworte prinzipiell die SACHLICHE Diskussion auch zu diesem Detailthema. Bevor ich mich hier äußere, möchte ich aber erst einmal etwas in das richtige Licht rücken:

Bekanntlich ziehe ich meine Schlussfolgerungen aus Überlieferungen und wissensschaftlichen Veröffentlichungen und lege diese qualitativ dar. Aus gutem Grund vermeide ich quantitative Aussagen, da viele Details bis heute offen sind und die Berechungsergebnisse damit fraglich.

Das gilt übrigens auch bezüglich der neuen Mondentsehungshypothese von Meijer und Kollegen. Dr. Freistetter schreibt dazu:
Aber de Meijer und van Westrenen schreiben selbst, dass ihr Model nur ein qualitatives ist und kein quantitatives:
Quelle: http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/01/entstand-der-mond-durch-eine-nukleare-explosion.php

Also: Es ist durchaus üblich, selbst in der Wissenschaft qualitative Aussagen zu machen, OHNE quantitative Details anzugeben. Bei Meijer akzeptiert das Dr. Freistetter, mir gegenüber hat er immer wieder gefordert, ich müsse vorrechnen und die rein qualitativen Aussagen von mir ignoriert. So ist das, wenn jemand mit zweierlei Maß misst.

In derartigen Diskussionen mit mir wird immer wieder gefordert, dass ich meine Hypothese bis auf das I-Tüpfelchen im Detail erklären muss. Das braucht aber nicht einmal die bisher als derzeitig gültig anerkannte Giant-Impact-Hypothese: Hier die Diskussion aus Wikipedia dazu:
Nach Übereinstimmung einer Mehrzahl von Wissenschaftlern stimmt die Kollisionstheorie sehr gut mit den Beobachtungen überein, auch wenn noch sehr viel Detailarbeit notwendig ist. Vor allem in den Simulationsrechnungen wird noch mit sehr starken Vereinfachungen gearbeitet und es gibt noch keine konsistenten mathematischen Modelle für die Bildung und die Struktur der orbitalen Scheibe nach dem Impakt. Trotz der Unsicherheiten über den genauen Verlauf des Impakts und der nach derzeitigem Kenntnisstand geringen Wahrscheinlichkeit eines derartigen Zusammenstoßes mit einem Körper genau der richtigen Größe genau zur richtigen Zeit mit genau den richtigen Stoßparametern gibt es im Gegensatz zu den anderen vorgeschlagenen Hypothesen zumindest keine größeren Widersprüche zu den Beobachtungen. Obwohl das Modell vom einmaligen Einschlag die Entstehung des Mondes sehr gut erklären kann, können weitere frühe Kollisionen von großen Körpern aus dem All, sowohl mit dem Mond, als auch mit der Erde nicht ausgeschlossen werden. Eine endgültige Klärung dieser alten Vorgänge verspricht man sich in Zukunft von der Mondgeologie, die beispielsweise durch Bohrungen auf dem Mond und Untersuchungen über dessen innere Zusammensetzungen empirische Daten liefern kann, die Rückschlüsse auf seine wahre Entstehungsgeschichte zulässt.
Hier die wichtigen Details:

- Simulationsrechnungen mit starken Vereinfachungen
- noch keine konsistenten mathematischen Modelle für die Bildung und die Struktur der orbitalen Scheibe
- geringen Wahrscheinlichkeit eines derartigen Zusammenstoßes mit einem Körper genau der richtigen Größe genau zur richtigen Zeit mit genau den richtigen Stoßparametern
- erst Bohrungen auf dem Mond können für endgültige Klarheit sorgen

Wie man sieht, sind selbst bei der bisher als gültig anerkannten Mondentstehungshypothese viele Fragen offen, Fragen die ICH HIER beantworten soll.

Ich denke, dass ein Teil der hier an mich gestellten Forderungen hinsichtlich der quantitativen Aussage unrealistisch sind.

Zu den detaillierten Antworten

Frank D. ist ja schon ganz nervös, endlich will er von mit den "Ballerina-Effekt" erklärt haben, zu dem ich ja im anderen Thread eine Versuchsanleitung gegeben habe. Nun, ich möchte Frank D. nicht länger auf die Folter spannen, aber zuvor muss ich wieder einmal eine Falschaussage von ihm berichtigen:
FrankD schrieb:Dummerweise haut diese Analogie nicht hin, da das ganze nur in einem geschlossenen physikalischen System klappt und somit eine starre mechanische Verbindung zwischen dem Ursprungskörper und seiner Extension voraussetzt - die Arme der Ballerina, die Beine des Drehstuhldrehers.
Frank D. hat offensichtlich übersehen, dass Erde und Mond ein Zweikörpersystem bilden und deshalb auch gemeinsam betrachtet werden müssen. Lassen wir Wikipedia zu Wort kommen:
Aus den Trümmern der Kollision bildete sich sofort (d. h. in weniger als 100 Jahren) der Proto-Mond, der rasch alle restlichen Trümmer einsammelte und sich nach knapp 10.000 Jahren zum Mond mit annähernd heutiger Masse verdichtet haben muss. Er umkreiste die Erde damals in einem Abstand von nur rund 60.000 km (Doppelplanet), was zu extremen Gezeitenkräften geführt haben muss, die Erde und Mond eiförmig deformierten. Aufgrund der extremen Reibung der bewegten flüssigen Gesteine führte das zu einer schnellen Abbremsung der Rotation um den gemeinsamen Schwerpunkt, worauf sich Erde und Mond von einander entfernten.
Bevor ich auf die entscheidende Aussage eingehe, möchte ich ganz nebenbei darauf verweisen, dass der Mond sich nach 10.000 Jahren verdichtet hat und so - zumindest aus diesem Blickwinkel - in meine Hypothese passt.

Jetzt zur Antwort auf Franks Frage: Die Lösung gibt der letzte Satz des letzten Zitates vor: Für alle, die es bisher noch nicht gewusst haben - Frank D. bitte genau aufpassen - bilden Erde und Mond ein Zweikörpersystem, das um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreist.

Was heißt das bezüglich des des "Ballerina-Effekts"? Vor der Katastrophe = angezogene Beine beim Drehstuhlexperiment / angezogene Arme bei der Ballerina - rotierte die Erde sehr schnell um ihren eigenen Mittelpunkt. Mit der Entstehung des Mondes kreisen beide Himmelskörper um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Die Entfernung vom Drehpunkt der Erde (= Mittelpunkt der Erde) vor der Katastrophe zur Oberfläche der Ur-Erde ist nach der Katastrophe viel größer geworden. Wie groß genau, hängt von Abstand des Mondes zur Erde ab. Diese Entfernungsvergrößerung vom Schwerpunkt der Rotation entspricht dem Ausstrecken der Arme bei der Ballerina bzw. dem Ausstrecken der Beine beim Drehstuhlexperiment.

Ich hoffe, Frank D. ist jetzt zufrieden. Endlich weiß er, warum sich die Erde nach der Mondentstehung deutlich langsamer drehte.

@OpenEyes
Auf Deine Antimaterieberechnung gehe isch später detailliert ein. Diese halte ich für völlig falsch, zumal Du auch keine Rechnungsgrundlage bezüglich der Antimaterie angegeben hast.


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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 18:43
@PHK
Mach einfach mal ne Überschlagsrechnung und präsentier die uns... ich erinnere daran: Station 1 mm und hohl im Vergleich zu Erde 60 cm Durchmesser und massiv.


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D-Bremer
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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 18:49
@PHK
Frank hat dahingehend recht, dass es hier um die Rotationsverlangsamiúng geht. Nochmal: Die Nabe ist nach m. E. für den K/T-Impakt verantwortlich, nicht für die Mondentstehung. Sie hat diese nur eiigeleitet. Sie hatte sozusagen - wie es so schon in der Apokalypse formuliert ist, den "Schlüssel" zur Schoel.


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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 18:50
@D-Bremer
Das sind leider mal wieder leere Phrasen ohne jegliche Relevanz zum Thema. Die Drehung des Gesamtsystems um einen gemeinsamen Schwerpunkt und die Rotation der Erde um ihre eigene Achse haben leider absolut überhaupt nichts miteinander zu tun, und sind auch nicht in der Lage, den Drehimpuls der Erde zu beeinflussen.
Wie in Deinem Wiki-Artikel steht: Gezeitenreibung. Bei tropfenförmig deformierter Erde - mit allen Konsequenzen :D

Mit "schnelle Abbremsung" bei der Kollisionsthes ist übrigens eine Tagesverlängerung um 18 Stunden in ein paar Milliarden Jahren gemeint, nicht von heute auf morgen.

Also, versuch es bitte noch mal, und am besten mit Angabe von Formeln und einer Überschlagskalkulation.


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D-Bremer
ehemaliges Mitglied

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Verlangsamung der Erdrotation

02.02.2010 um 19:07
Ich habe eine AUSFÜHRLICHEN Beweis geführt. Wenn Du den nicht akzeptierst, kann man ja wohl auch eine AUSFÜHRLICHE Widerlegung erwarten.

Wie wäre es mit einer Begründung, warum sich die für die Rotationsänderung maßgebliche Entfernung vom Rotationsmittelpunkt, der früher im Erdmittelpunkt lag und jetzt im Mittelpunkt des Zweikörpersystems Erde-Mond liegt ANGEBLICH nicht geändert hat?


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