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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 25 Dez 2015 23:38 #1812

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Eine Frage zum Unterschied zwischen Variablen und Konstanten, in diesem Fall Naturkonstanten, philosophisch betrachtet:
Nehmen wir an, der Tacho von einem Porsche zeigt 70 km/h an. Fährt der Porsche jetzt schnell oder langsam? Ohne Bezugspunkt lässt sich das nicht feststellen, das bedeutet, die Geschwindigkeit des Porsches befindet sich in einer Superposition (sowohl schnell als auch langsam.) Erst ein Bezugspunkt legt fest, ob er sich schnell oder langsam bewegt. Beziehe ich in auf eine Autobahn, fährt er langsam, beziehe ich ihn auf den Stadtverkehr, fährt er schnell. Beziehe ich ihn auf den Nürburgring, fährt er extrem langsam, beziehe ich ihn auf eine Tiefgarage, fährt er extrem schnell. Das bedeutet, Variable müssen die Möglichkeit haben, sich auf zwei oder beliebig mehrere Bezugspunkte beziehen zu können, sonst wären sie nicht variabel.
Naturkonstanten haben diese Möglichkeit nicht, sonst wären sie nicht konstant. Warum können sie sich auf nur einen Bezugspunkt beziehen? Könnte es sein, dass sie in einem Umfeld entstanden sind, in der es noch keine verschiedene Bezugspunkte gegeben hat, also im Umfeld vor dem Urknall oder zumindest im Phasenübergang zum Urknall? Das bedeutet, Naturkonstanten beziehen sich heute noch und auch in Zukunft lediglich auf den Urknall, deshalb waren sie von Anfang an konstant und werden es auch immer bleiben?

Und eine andere Frage hätte ich noch:

Seit dem Urknall stößt sich alles gegenseitig ab. Könnte es sein, dass aufgrund der Komplementarität die Gravitation der Gegensatz ist zum Drang, sich gegenseitig abzustoßen. Das würde nicht erklären, was Gravitation ist sondern lediglich, warum sie ist. Nehmen wir an, die Anfangsgeschwindigkeit des gegenseitigen Abstoßens ist unendlich schnell – 1 (was immer das auch aus der Sicht der Mathematik bedeutet) und verringert sich während der Zeit der kosmischen Inflation auf Lichtgeschwindigkeit. Das müsste aufgrund der Komplementarität bedeuten, dass das bei der Gravitation umgekehrt ist. Wenn ich einen Stein in der Hand halte und ihn auslasse, dann fängt seine Geschwindigkeit bei NULL an und er beschleunigt bis zur Lichtgeschwindigkeit (wenn er nicht vorher auf die Erde aufprallt). Kann das so sein?
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Letzte Änderung: von badhofer.

Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 26 Dez 2015 09:18 #1814

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udogigahertz schrieb:

Es "stößt sich keineswegs alles gegenseitig ab"

Natürlich nicht, denn aufgrund der Komplementarität bildet sich zur Gravitation (sehr schwache aber unbegrenzte Kraft) ein Gegensatz zu "schwach und unbegrenzt", nämlich eine sehr "starke aber sehr begrenzte" Kraft (könnte eventuell vielleicht die starke Kernkraft sein). Dazwischen entsteht noch so einiges an gegensätzlichen Kräften. Die gegensätzlichen Kräfte ergeben das Bild, das wir heute haben.

udogigahertz schrieb:

Nein, das kann nicht sein. Nach kurzem Nachdenken solltest du aber auch selbst auf die Lösung kommen.

Denken ist nicht ganz meine Stärke, ich habe aber trotzdem nachgedacht. Mir fällt nichts ein, warum ein Stein ohne Widerstand die LG nicht erreichen sollte. Als Masse natürlich nur annähernd LG
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Letzte Änderung: von badhofer.

Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 26 Dez 2015 11:35 #1817

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udogigahertz schrieb:

Daher ist deine Aussage falsch, ein Stein, den du hier auf der Erde loslässt, wird niemals auch nur in
die Nähe von relativistischen Geschwindigkeitsbereichen kommen können.

Ich meinte, wenn er keinen Widerstand erfährt. Aber, ok, du hast natürlich recht, dass kann hier auf der Erde nicht vorkommen und vielleicht sind die Entfernungen im Universum überall zu gering, sodass das nirgends wo vorkommen kann. Das weiß ich nicht.
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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 26 Dez 2015 19:07 #1825

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udogigahertz schrieb:

Daher ist deine Aussage falsch, ein Stein, den du hier auf der Erde loslässt, wird niemals auch nur in
die Nähe von relativistischen Geschwindigkeitsbereichen kommen können.

Ich meinte, wenn er keinen Widerstand erfährt. Aber, ok, du hast natürlich recht, dass kann hier auf der Erde nicht vorkommen und vielleicht sind die Entfernungen im Universum überall zu gering, sodass das nirgends wo vorkommen kann. Das weiß ich nicht.


Die Endgeschwindigkeit beim Aufschlag hängt von der Masse und vom Radius des Himmelskörpers ab. Sie entspricht der Fluchtgeschwindigkeit, also der Geschwindigkeit, mit der man der Gravitationskraft des Himmelskörpers entkommen kann. Ein paar Beispiele:
Erde: 11,2 km/s
Jupiter: 59,5 km/s
Sonne: 617 km/s
Weißer Zwerg: ca. 6000 km/s
Diese sind noch sehr klein gegenüber der Lichtgeschwindigkeit 300000 km/s.

Bei Neutronensternen kommt man schon in eine relativistische Größenordnung.
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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 05 Feb 2016 12:31 #2496

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Ich habe da doch nochmal eine Frage zu den Naturkonstanten: Gilt das alles auch noch, wenn wir in die Nähe der kosmischen Hintergrundstrahlung reisen könnten? Also am "Rand" des Universums und damit in Richtung Urknall? Verändert sich da nicht einmal ein bisschen was?

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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 05 Feb 2016 12:47 #2497

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Zu badhofers Stein:

Folgendes ist gemeint: Du müsstest dem Stein Energie zuführen (Bewegungsenergie, sog. kinetische Energie) um ihn zu beschleunigen, auf welche Geschwindigkeit auch immer.

Wenn du ihn fallen lässt, verwandelt er potenzielle Energie, die er deswegen hatte, weil ihn jemand zuvor angehoben hat, in kinetische Energie. Die Fallbeschleunigung auf der Erde ist konstant (g=9,81 m/s^2). Die potentielle Energie entspricht der Erdanziehungskraft mit dem Faktor der Fallhöhe, also E(pot)=F(G)*h. Oder dem Produkt aus Masse, Fallbeschleunigung und Fallhöhe, also E(pot)=m*g*h. Wobei natürlich gilt: F(G)=m*g mit F und g als vektorielle, also gerichtet wirkende, Größen.

Wenn du ihm im kräfte-freien Raum einen Schubs gibst, dann hängt es von deiner Kraft ab, die du auf ihn überträgst, wie schnell er wird.

Beide Möglichkeiten lassen sich auch kombinieren. Die kinetische Energie lässt sich immer mit E(kin)=m/2*v^2 berechnen. Für die Gesamtenergie des Steins gilt e=m*c^2.

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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 05 Feb 2016 14:19 #2498

Warum bedient ihr euch denn nicht einfach der newtonschen Gesetze?

1. Ein Stein befindet sich entweder in Ruhe oder bewegt sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit, wenn keine äußere Kraft auf ihn wirkt.
2. Wirkt dagegen eine äußere Kraft, dann bewegt sich euer Stein beschleunigt oder verzögert. ( F= m x a oder Beschleunigung = Kraft / Masse)

Stellt ihr eine Energiebetrachtung an und der Stein befindet sich in einem Schwerefeld, dann gilt der Energieerhaltungssatz: E kin = E pot. In Worten: Die Summe aus kinetischer Energie und potentieller Energie ist konstant. Ein schönes Beispiel ist das reibungsfreie Pendel: Hier verwandelt sich potentielle Energie in kinetische und umgekehrt, vorausgesetzt, das Pendel schwingt auch.

Energiebetrachtung im Weltall: fliegt euer Stein mit konstanter Geschwindigkeit, dann besteht seine Gesamtenergie aus seiner Ruhemassenenergie plus seiner kinetischen Energie, also m x c² + 1/2 m x V² = E gesamt. Das gilt allerdings nur für nicht relativistische Geschwindigkeiten .
Für relativistische Geschwindigkeiten, also Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit, wird es dann etwas komplizierter, denn dann ändert sich die Masse des Steins.

Grüße
Thomas

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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 05 Feb 2016 15:15 #2503

Ich habe da doch nochmal eine Frage zu den Naturkonstanten: Gilt das alles auch noch, wenn wir in die Nähe der kosmischen Hintergrundstrahlung reisen könnten? Also am "Rand" des Universums und damit in Richtung Urknall? Verändert sich da nicht einmal ein bisschen was?


Nach allen Meßergebnissen, die wir haben, sind die Naturkonstanten tatsächlich konstant.

Wie hier im Forum schon diskutiert, sind die Naturkonstanten sehr fein abgestimmt. Wäre eine davon nur minimal anders, dann würden wir in einem unbelebten Universum leben, das stark anders aussehen würde als unseres.
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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 05 Feb 2016 15:41 #2506

Wie hier im Forum schon diskutiert, sind die Naturkonstanten sehr fein abgestimmt. Wäre eine davon nur minimal anders, dann würden wir in einem unbelebten Universum leben, das stark anders aussehen würde als unseres.


wie war das? "gott würfelt nicht"?
;>
gerade diese vorstellung, dass die naturkonstanten so sind macht das gebiet so spannend.
die naturgesetze sind auch daher so eine wertvolle erkenntnis, weil wir auf sie vertrauen können und die aussage treffen: sie gelten überall, zu jeder zeit.
das macht sie so gnadenlos und unabdingbar.
einfach mächtige werkzeuge der historischen und modernen physik.
live must be a preperation for the transition to another dimension.
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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 05 Feb 2016 15:56 #2507

wenn das so weiter geht steht "badhofers stein" bald in büchern ;D
ernsthaft:
so ein stein kann natürlich fast lichtgeschwindigkeit erreichen, nur ist er dann kein stein mehr, sondern ein spaghetto.
ich rede natürich von schwarzen löchern. ein chondrit, der sich auf ein solches massemonster zubewegt wird natürlich mittels fallbeschleunigung in die raumzeitkrümmung beschleunigt.
auch hier gilt nämlich die AR. die atome des steins würden beim fallen in ein schwarzes loch fast lichtgeschwinddigkeit erreichen.

erstaunlich bei dieser vorstellung ist nur: man braucht enorm viel energie um massen nahe an die lichtgeschwindigkeit zu bekommen, dennoch soll dafür die schwächste aller kräfte verantwortlich sein? schwarze löcher sind so gruselig dass man ziemlich geil auf die hoffentlich baldige lösung dieser viehcher wird!

bei der diskusion hier muss man auch bedenken, dass es heutzutage manchmal wesentlich schwieriger ist eine frage zu stellen, als sie zu beantworten.
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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 05 Feb 2016 22:58 #2519

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wenn das so weiter geht steht "badhofers stein" bald in büchern ;D

Tut er ja eigentlich schon. Einstein und andere benutzen ja auch schon solche Metaphern aus dem Leben.

Die Lichtgeschwindigkeit ist in diesem Beispiel natürlich total übertrieben. Es geht lediglich um die Verdeutlichung des Prinzips und ein Prinzip muss auch an den extremen "Rändern der Realität" funktionieren, also auch bei sehr hohen und sehr niedrigen Geschwindigkeiten.

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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 06 Feb 2016 10:02 #2524

Die Lichtgeschwindigkeit ist in diesem Beispiel natürlich total übertrieben.

nö, warum? ich finde die vorstellung schon irre, dass der stein, wenn er euf ein schwarzes loch zurast auseinandergerissen und mit fast c auf dessen oberfläche donnert und zum quantenbrei wird.....ufffff-taataa!
schwer vorzustellen, aber so passiert es jede sekunde.
und nochmal: du darfst nicht vergessen, dass die schwächste aller kräfte diesen stein auf fast c beschleunigt.
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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 06 Feb 2016 10:48 #2529

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Das stimmt, interessant ist es und eigentlich totaler Wahnsinn! Das Stein-Beispiel war aber ursprünglich für die Erklärung eines einfachen Sachverhaltes gedacht, ohne relativistische Betrachtung. Ich hatte dann zur Verdeutlichung übertrieben.

Aber okay, ich glaube der Stein müsste zerstrahlen bevor er das SL erreicht, durch die Gezeitenkräfte, oder?

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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 06 Feb 2016 10:59 #2533

Aber okay, ich glaube der Stein müsste zerstrahlen bevor er das SL erreicht, durch die Gezeitenkräfte, oder?


Der Stein würde durch die Gezeitenkräfte zerrissen. Zerstrahlen würde er hierdurch nicht.
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Film von Josef Gaßner: Sind Naturkonstanten wirklich konstant? 06 Feb 2016 17:01 #2544

Aber okay, ich glaube der Stein müsste zerstrahlen bevor er das SL erreicht, durch die Gezeitenkräfte, oder?

wie claus schon sagte, er würe nicht zerstrahlen sondern auseinandergerissen, die teilchen würden sich immer weiter voneinander entfernen, weil die unteren schneller fallen als die, die weiter weg sind.
irgendwann wird dieser effekt wo stark, dass die teilchen eine art strahl bilden. man nennt das auch spaghettifizierung.
so ein spaghettophänomen spielt sich aber in wenigen sekunden ab.
die teilchen bleiben bis zum "aufprall"* als solche teilchen und werden dann zu elementarteilchenbrei der nur noch eines kennt: schwer sein!

* wir wissen nicht wie man sich eine "oberfläche" eines schwarzen loches vorzustellen hat, nach dem ereignishorizont ist jedenfalls schluss mit lustig und der physik. wobei hawkings neuste herausgaben schon wieder was anderes erklären zu versuchen...
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