Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1003273 von Sumpex Master
29.09.2013, 12:30
Hallo,

vielleicht erinnert sich noch jemand (DerSpieler? ^^) an mich. Ich beschäftige mich zurzeit im Rahmen meiner Besonderen Lernleistung mit der Allgemeinen Relativitätstheorie und frage mich die ganze Zeit, wie ein Tensor mathematisch exakt definiert ist? Selbst auf Wikipedia steht "nur", dass er eine Verallgemeinerung von Skalar, Vektor und Matrix (also eine multilineare Abbildung) ist. Für eine wissenschaftliche Arbeit finde ich diese Erklärung jedoch zu unpräzise.

Und die zweite Sache, die mich interessiert ist, warum durch bewegte Ladungsträger immer magnetische Felder entstehen? Wie kann man das physikalisch erklären?
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1003305 von DerSpieler
29.09.2013, 15:09
Aus Sicht eines Physikers ist ein Tensor einfach nur ein allgemeiner Begriff für eine Größe mit beliebig vielen Indizes.
Also z.B.

An
hat einen Index und jedem dieser Indizes ist eine Zahl zugeordnet. z.B. A0 = 17 oder A7 = -27.
Das entspricht im wesentlichen einem Vektor, da man das ganze ja so darstellen könnte:
An = ( A0, A1, A2, ... )

Allgemein ist aber jede Anzahl an Indizes erlaubt, also z.B. auch:

An m k j
und hier ist jeder Kombination von Indizes ein Wert zugeordnet, also z.B. A1 0 7 15 = -8 und A16 5 0 0 = 9.

Letztlich ist ein Tensor aus meiner Sicht also nichts als eine Zuordnung von Zahlen zu bestimmten Indizes-Kombinationen. (Mathematiker haben aber sicher eine strengere und weniger anwendungsorientierte Definition ;-)

Antwort auf Frage 2 folgt gleich...

-----------------------------

edit:

Es gibt hier verschiedene Ansatzpunkte. Auch wenn es vielleicht unbefriedigend sein mag, ist der einfachste der, dass die physikalischen Gesetze (speziell die Maxwell-Gleichungen) klar definieren, dass jedes Magnetfeld durch bewegte Ladungsträger erzeugt wird. Es erzeugt umgekehrt übrigens auch jede bewegte Ladung solche Felder. Die Frage wäre also analog zu "Wieso erzeugt jede Masse Schwerkraft?". Die Antwort lautet erstmal "Es handelt sich um ein elementares Gesetz.".

Ich habe jetzt schon angedeutet, dass die Frage beim Magnetismus etwas vielschichtiger ist. Es ist nämlich so, dass man zum einen mathematisch zeigen kann, dass sich Magnetfelder durch geschickte Koordinatentransformation in elektrische Felder verwandeln lassen d.h. wenn du dich neben fließenden Elektronen, mit identischer Geschwindigkeit bewegen würdest, dann bewegen sich diese (aus deiner Sicht) natürlich nicht, also gibt es für dich auch kein Magnetfeld. Für den äußeren Betrachter hingegen schon. Aus naiver Sicht, würde man nun einen Wiederspruch bei den wirkenden Kräften erwarten, aber es zeigt sich eben, dass sich die elektrischen Felder (bei korrekter Transformation) entsprechend anpassen, so dass die Physik Widerspruchsfrei bleibt. Mit anderen Worten elektrische und magnetische Felder sind eigentlich das gleiche Phänomen und die Unterscheidung kommt nur durch die Bewegung relativ zu den Ladungsträgern zu Stande.

Wie immer: Nachfragen erlaubt ^.^
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1013396 von kankrack
20.10.2013, 20:33
Familien mit mehrern Indizes

0 indizes Element
1 index Vektor
2 Indizes Matix
3 indizes ... Tensor(allgemeier begriff)

korrigiert mich falls falsch
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1013401 von Johnson
20.10.2013, 20:40
Zumindest nachdem was ich darüber weiß nicht ganz korrekt(aber zumindest relativ anschaulich und auch in den Vorlesungen zur theoretischen Physik meist so eingeführt), wobei sich die Mathematik soviel ich weiß relativ lange schwer damit tat den physikalischen Begriff des Tensors vernünftig zu definieren. Ich hab gerade kein Buch zur Hand, allerdings kann man sagen:"Es ist alles ein Tensor, was sich wieder einer transformiert", aber ich frag gerne nochmal die Literatur und editiere das ganze dann. Problem an deiner Definition dürfte sein, dass Vektoren und Matrizen in verschiedenen Basen unterschiedlich aussehen und Tensoren dies normalerweise nicht tun sollten ( dabei bin ich mir allerdings gerade sehr unsicher weil Tensoren bei uns auch nur angeschnitten wurden und mein Selbststudium diesbezüglich auch schon ein wenig zurückliegt). - bitte Ignorieren sollte nicht richtig sein, wäre über eine Erklärung des ganzen aber Recht froh; Tensoren können durch Skalare, Vektoren, Matrizen dargestellt werden, sind im Allgemeinen jedoch keine; soll heißen: jeder Tensor 2. Stufe lässt sich als Matrix darstellen, allerdings ist nicht jeder Tensor zweiter Stufe eine Matrix, wurde uns zumindest in der theoretischen Physik so gesagt.

Also mein Lehrbuch sagt:

"Seien V,W Vektorräume über dem Körper K. Dann gibt es einen K-Vektorraum V TK(=Tensorprodukt über K ) W zusammen mit einer bilinearen Abbildung
n: V x W -> V TK W
die die folge universelle Eigenschaft haben: Zu jedem K-Vektorraum U zusammen mit einer bilinearen Abbildung
xi: V x W -> U
gibt es genau eine lineare Abbildung
xi_TK : V TK W -> U
mit xi= xi_Tk verkettet mit n."
- nach Fischer - Lineare Algebra

Damit ist dann das Tensorprodukt soweit ich das verstehe definiert. Tensoren sind nun einfach die Elemente aus V TK W.
Einfach ist das ganze dann doch nicht wirklich, vorallem weil das ganze schon einige auch tiefer gehende Kenntnisse in der Linearen Algebra erfordert.

Als physikalische Einführung habe ich noch folgendes gefunden: http://www.math.tugraz.at/~ganster/lv_vektoranalysis_ss_10/17_tensor_definition.pdf
Aber Achtung: Die Einsteinsche Summenkonvention ist nicht ganz richtig durchgeführt, normalerweise wird über selbe ko- und kontravariante Indizes nur summiert( = Index steht oben bzw unten)


/Edit:@ unten: Okay, bei uns wurde das ganze gleich so eingeführt, mit Hinweis auf ko- und kontravarianten Vektoren, wenngleich man mir bis heute nicht wirklich den Unterschied zwischen den beiden erklären konnte
Zuletzt geändert von Johnson am 22.10.2013, 17:44, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1014505 von DerSpieler
22.10.2013, 15:59
Es gibt auch eine Konvention nach der nur Indizes unten existieren und über alle doppelten summiert wird (siehe Wiki).
iirc wurde die bei uns auch in der klassischen Mechanik verwendet und die Lorentz-Indizes kamen dann erst mit relativistischer Physik (speziell theoretischer Elektrodynamik).
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1019652 von mason
01.11.2013, 13:38
Hi, ich hatte eine Wissenschaftliche Frage^^
Globale erwärmung! Ob es so ein Phänomen wahr ist, ist meine Frage :)
also ob es eine globale Erwärmung gibt, besser gesagt, Existiert so ein Phänomen?

Mfg mason
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1020019 von DerSpieler
02.11.2013, 04:21
Ja, der Effekt ist unbestritten.
Der CO2-Gehalt steigt ganz klar durch die Verbrennung von fossilen Energieträgern und es ist auch unbestritten, dass dieses ein Treibhausgas ist. Es lässt Sonnenlicht durch, das den Erdboden aufheizt, blockiert aber die dann vom Boden emittierte Wärmestrahlung. Die Energie von der Sonne bleibt also auf der Erde "gefangen", was die Temperatur nach und nach erhöht.
Die Frage ist aber wie schnell die Erwärmung voranschreitet. Ich persönlich denke, dass die "Klimakatastrophe" aufgebauscht wurde und wir uns keine zu großen Sorgen machen müssen, dass sich das Klima innerhalb weniger Jahre extrem verändert.

PS.: Auch unabhängig davon finde ich es sinnvoll regenerative Energien zu nutzen denn unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen hat ja noch andere Vorteile ;)
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1020072 von mason
02.11.2013, 11:36
Ok danke DerSpieler :-)

Ich habe noch eine Frage, die so Lautet:

Wo das meiste Öl ist, also im Welchen Land kann man den höchsten Öl Gehalt nachweisen?
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1020407 von kankrack
02.11.2013, 22:11
Besonders dämlich sind die Politiker, die den anthropogenen Anteil aufgund von großzügigen "Spenden" von internationen Multis leugnen...

http://www.scientificamerican.com/artic ... n-nonsense

Die Auswirkungen sind immer deutlicher zu spüren, vor allem Entwicklungsländer trifft es hart. Interessieren tut's aber anscheinend eh kaum wen, wenn man bedenkt, dass das Kyoto-Protokoll kaum Auswirkungen hat. Frei nach dem Motto "Mir wurscht, leb eh nichtmer lang, is nicht mein Problem".

Und warum wird der maximal erlaubte CO² Ausstoß pro Fahrzeug nicht (stärker?) reguliert?
Brüssel will bis 2020 den CO2-Ausstoß auf 95 Gramm pro Kilometer drücken - die deutsche Automobilindustrie "aber die Arbeitsplätze!!!!111!!11"
Da kommt eine großzügige Spende an Merkel gerade recht!
Aber eine vernünftige, logische Erklärung, warum das eine mit dem Anderen zu tun hat, kann keiner äußern.

Öl-Frage: ich habe zwar keine Ahnung, aber ich vermute mal, das kann man daran erkennen, wo Amerika einmarschiert.

http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Olfunde.png
http://www.heise.de/tp/artikel/19/19966/1.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Erd%C3%B6l ... d_Grafiken
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1020503 von DerSpieler
03.11.2013, 02:45
Idealismus in allen Ehren, aber etwas nüchterner betrachtet wäre es doch ziemlich sinnlos wenn die EU hier alleine voranpräscht. Am Ende ist unsere Wirtschaft im Po und China und die USA haben trotzdem die Ganze Welt verpestet.
Aber unabhängig davon halten sich die direkten globalen Folgen bisher noch in Grenzen oder siehst du das anders?
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1020510 von DerSpieler
03.11.2013, 04:14
@ot:
Wie wäre es wenn du nicht mit eine gewaltigen Referenzliste um dich wirfst und stattdessen erstmal eine Aussage machst bevor du diese mit Quellen belegst ;)
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1023003 von mohaji
09.11.2013, 13:41
So ich stell hier dann auch mal eine Frage hinein. Und zwar beschäftige ich mich aktuell mit dieser Aufgabe.

Die Lösung der Aufgabe habe ich, allerdings kann ich nicht nachvollziehen, wie man auf diese Lösung kommt.
Hier nun erstmal die besagten Lösung (1, 2).

Problem bei Teil 1:

  • Wieso führt man die Hilfslänge b gerade so ein? Wenn ich diese Lösung nicht gesehen hätte, dann wäre ich allerhöchstens auf die Idee gekommen die gesamte Länge der Seite (AB) mit b zu bezeichnen.
  • Wie kommt man auf b= 3a*tan30°? Mir ist bewusst, dass tan30° = b/h, sich das h dann wegkürzt und dann b=b stehen bleibt, aber wie man sofort darauf kommt weiß ich jetzt nicht.

Problem bei Teil 2:
  • Die Form des eA ist mir bewusst (1/Betrag*Richtungsvektor), wie kommt man allerdings auf die einzelnen Komponenten des Vektors (in diesem Fall also auf -a, b, -(R/2))?

Hoffe, dass mir hier jemand behilflich sein kann :)


Gruß

mohaji
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1023289 von ZeroPointLibra
09.11.2013, 22:13
Teil 1
Ich beantworte erstmal deine 2. Frage: wie du im 2. Bild des ersten Lösungsteils sehen kannst hast du ein gleichseitiges Dreieck, das man wunderbar in zwei rechtwinklige aufteilen kann. In einem rechtwinkligen Dreieck gilt allgemein: tanα=Gegenkathete/Ankathete. Wenn du das Bild scharf anschaust erhältst du also folgende Gleichung: tan(30°)=b/(3a), stelle das nach b um und du hast die gesuchte Gleichung ;)

Zur ersten Frage: natürlich kannst du auch die ganze Seite AB mit b bezeichnen, dann musst du aber beachten, dass du bei der Aufstellung der obigen Gleichung nur die Hälfte von b benutzt: tan(30°)=(b/2)/(3a) und auch bei der weiteren Rechnung musst du deine Koordinaten anpassen und kannst nicht einfach die aus der Lösung übernehmen.

Teil 2
Um die Komponenten zu bekommen musst du dir eine geeignete Zeichnung machen und daraus ablesen, wegen der Dreidimensionalität ist es sogar praktischer zwei Zeichnungen aus verschiedenen Blickwinkeln zu machen.
Guck dir das Bild der Aufgabenstellung an und überlege dir, welche Strecke du in x-Richtung zurücklegen musst, um vom Kugelmittelpunkt zum Stützpunk A zu kommen: hier ist es nicht schwer abzulesen, dass man genau a Einheiten nach rechts gehen muss, als x-Koordinate legen wir also erstmal a fest. Die y-Koordinate kann man aus dieser Zeichnung schlecht ablesen weil die y-Achse sozusagen in den Bildschirm hineingeht, gucken wir uns also die Kugel mal von oben an (Lösung 1, 2. Bild). Hieraus lesen wir ab, dass wir vom Mittelpunkt aus um b Einheiten nach unten gehen müssen um zum Punkt A zu kommen, die y-Koordinate ist also -b. Für die z-Richtung nehmen wir wieder das Bild aus der Aufgabenstellung und lesen für z=-R/2 ab.
Achtung: bei der Bestimmung der Koordinaten bin ich vom Mittelpunkt aus zum Stützpunkt A gegangen, die eigentliche Kraft wirkt aber natürlich vom Stützpunkt auf die Kugel und nicht andersherum, deswegen müssen wir den Vektorpfeil einmal umkehren, also bei allen Koordinaten das Vorzeichen ändern und erhalten für den Kraftvektor (-a, b, R/2), für den Einheitsvektor muss dann natürlich nochmal normiert werden.

In der Lösung hat sich hier ein kleiner Vorzeichenfehler eingeschlichen, die z-Komponente ist mit -(R/2) angegeben, nach dem Gleichheitszeichen ist das mysteriöse Vorzeichen aber gleich wieder verschwunden ;)


Hoffe das war einigermaßen verständlich, sonst frag gerne weiter ^^
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1023329 von mohaji
09.11.2013, 23:27
@ZeroPointLibra: Ist jetzt erstmal keine weitere Frage mehr, für heute habe ich alle Antworten, wer weiß aber schon wie das morgen sein wird? :D Danke für die hilfreiche Antwort :)
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1049591 von FirstGlumanda
15.01.2014, 19:04
Hier kommt wieder eine Eis-in-Vakuum-Frage:
Wenn ich Baby-Schnecken sammle und diese mit roter Lebensmittelfarbe "füttere" bzw. Salat ect. damit einfärbe, wird das Schneckenhaus dann rot?
Google spuckt nichts aus und meine Biolehrerin weiß es nicht genau...
MfG, FirstGlumanda.
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1049632 von DerSpieler
15.01.2014, 20:51
Das ist einfach auch schwer zu beantworten, da man wissen müsste wie der Farbstoff verstoffwechselt wird.
Man müsste erstmal wissen ober der Farbstoff (chemisch) stabil genug ist um die Verdauung der Schnecke zu überleben und das glaube ich bei Lebensmittelfarbe eigentlich nicht. Selbst wenn wird dieses aus biologischer Sicht unsinnige Molekül eher ausgeschieden als dass es das Schneckenhaus einfärbt. Es ist also imo genrell denkbar aber wäre ein ziemlicher Glückstreffer, wenn der Farbstoff wirklich am Ende ins Haus eingebaut wird.
Wahrscheinlicher ist da schon roter Schneckenschleim :D

Kann natürlich sein, dass Schnecken dafür bekannt sind alle Spurenstoffe in das Haus einzubauen. Gibts hier einen Schneckenexperten der das weiß?
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1066149 von mohaji
14.03.2014, 18:56
Ich lasse dieses Thema mal nach knapp zwei Monaten Pause wieder aufleben :D

Und zwar habe ich Probleme beim Verständnis des Carnotschen Kreisprozess.
Wenn ich danach gefragt werden würde dann würde ich ihn so erklären:
Zunächst wird aus einem Wärmereservoire Wärme isotherm in das Arbeitsmedium transportiert. Das Arbeitsmedium (die Maschine) kann nun Arbeit verrichten (adiabatische Zustandsänderung).
Nun muss sich das Arbeitsmedium wieder abkühlen. Dies macht es, indem es Wärme in ein kaltes Wärmereservoire abgibt (isotherme Zustandsänderung).

Nun kommt der Punkt, an dem es bei mir im Moment happert. Der vierte Prozess ist ebenfalls eine adiabatische Zustandsänderung (adiabatische Kompression), allerdings kann ich mir diesen Prozess im Vergleich zu den anderen nicht so richtig veranschaulichen. Wird das Arbeitsmedium in seine Ausgangslage gebracht? Wenn ja, was soll besagte Ausgangslage sein?
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1066549 von Johnson
15.03.2014, 22:29
Carnot Kreisprozess ist etwas speziell wenn man die Entropie noch nicht eingeführt hat.
Für adiabatische Zustandsänderungen ist dQ ( eigentlich kleines delta weil kein vollständiges Differential, aber das weiß eh kaum ein Lehrer in der Schule)=0, das heißt es wird dem System ( Gas) weder Wärme zugeführt, noch abgeführt, eine eventuelle Änderung der inneren Energie ist demnach ausschließlich aus einer Volumenänderung zu erzielen.
In deinem Fall bedeutet dies, dass sich das Gas zusammenzieht und die gesamte Änderung der Energie durch die Volumenänderung ( dW=-p dV) in innere Energie umgewandelt wird. Dabei sind jedoch weder p noch V oder T konstante Größen.
Mathematisch sieht man dies sofort am 1. Hauptsatz:
dU=T*dS-p*dV=dQ+dW

Für konstantes S bzw dQ=0 ( keine Wärmezufuhr) folgt sofort: dU=Nk*dT=-p*dV.
Löst man die daraus entstehende Differentialgleichung für das ideale Gas, so folgt hieraus die Adiabatengleichung p*V^(kappa)=const.
Vergleicht man dies nun mit der idealen Gasgleichung, so erkennt man,dass bei dieser Änderung keine der "klassischen" (p,V,T) Gasvariablen konstant ist.

Legt man dies alles zugrunde, so kannst du dir die Übergänge zwischen den einzelnen "Stationen" wie folgt vorstellen:

Ausgangszustand T_0,p_0,V_0
isotherme Ausdehnung -> T_0,p_1<p_0,V_1>V0
adiabatische Ausdehnung -> T_1<T_0,p_2<p_1,V_2>V_1
isotherme Kompression -> T_1,p_3>p_2,V_3<V_2
adiabatische Kompression -> Ausgangszustand

sieht erstmal ein wenig strange aus, malt man sich das ganze mal in ein p-V ( altanativ T-S) Diagramm wird einem dabei vieles klarer




Falls ich das ganze noch ein wenig weiter ausführen soll, bzw noch mehr dazu wissen willst, schreib am besten ne PM/bzw sag hier im Thread bescheid, dann kann ich das Ganze auch mal mathematisch "sauber" aufschreiben.


PS: Habs jetzt zum x-ten mal korrigiert und hoffe ich hab die Frage ausreichend beantwortet, weil ich bis dato mit meinen Antworten nicht wirklich zufrieden war.
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1101737 von AbsolLugia
28.06.2014, 17:37
Also ich hätte da noch ein paar kleine Fragen zum Thema Zeitreisen :

1. Wenn es wirklich möglich ist in die Vergangenheit zu reisen , sieht man sich dann "Selber" in dieser Zeit?Also das jüngere Erscheingsbild einer selbst das man vor so und so vielen jahren gewesen ist und man genau das gleiche macht wie damals, oder ist es so das man selber dann das frühere "selbst" ist?

2.Könnte man die gesamte Zukunft ändern? Also z.B wenn man in der Vergangenheit auf eine andere Schule geht etc. (Frag mich nicht wie das geht xD) ?

3. Würde man sich dann noch daran erinnern wenn man wieder in der eigenen Zeit ist und man hätte was in der Vergangenheit geändert was vorher gewesen ist?
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1102108 von Yusel
30.06.2014, 06:24
Es gibt da natürlich verschiedene Theorien. Ich finde auf dieser Infografik von IFLS sind diese wunderbar erklärt!

https://fbcdn-photos-d-a.akamaihd.net/hphotos-ak-xpa1/t1.0-0/10373703_841765332511146_2774850762665535363_n.jpg

Also zusammengefasst:
1) Es bleibt alles in der Zukunft fix und Handlungen in der Vergangenheit ändern nichts
2) Das Gegenteil; Aktionen ändern die Zeitlinie.
3) wie 2), nur dass es nicht eine fixe Zeitlinie gibt, sondern parallele, die unabhängig verlaufen (du würdest bei einer Reise in die Vergangenheit also eine neue Zeitlinie erschaffen, die unabhängig von der "normalen" läuft)

Aber natürlich ist eine Zeitreise, besonders in die Vergangenheit, noch eine Sache, die viiiel mehr erforscht werden muss.
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1105118 von Pantirak
10.07.2014, 22:36
Ich stehe als überzeugter Atheist und Naturphylosoph vor folgendem theologischen Problem.


Am Anfang war der Urknall, die gesamte Energie die heute im Universum existiert auf einem Punkt gebündelt, und heute ist das Universum wie wir es kennen.
Für mich existieren zwei logische Theorien, wie es mit dem Universum weitergehen könnte.

1.) Das Universum expandiert immer weiter und erlischt irgendwann (Big Rip) Klassische Geschichte Geboren, Leben, Sterben. Nicht wirklich etwas besonderes.
2.) Das Universum zieht sich wieder zusammen und konzentriert sich am Ende auf einen Punkt (Big Crunch)
Hierbei gerate ich in einen Loop hinein.
Grund ist folgender: Durch Vakuumfluktuationen entstehen Teilchen-Antiteilchen-Paare (Teilchen Paare mit jeweils positiver und negativer Energie (Energieerhaltung). Negative Teilchen können in schwarze Löcher fallen. Durch Einsteins Relativitätstheorie ist Energie=Masse. Demzufolge können schwarze Löcher Masse verlieren. (Hawking-Strahlung)
Sinkt die Masse unter einen bestimmten Wert, explodiert das Schwarze Loch.
Da ich stark daran zweifel, dass Materie bei schwarzen Löchern verschwindet (sonst würden die zwei genannten Theorien nicht aufgehen) liegt die Schlussfolgerung nahe, dass der Inhalt des schwarzen Loch's bei einem Kollaps freigegeben wird.

Wenn ich das nun in die Big Crunch Theorie einfüge: Urknall, Universum expandiert, Universum zieht sich wieder zusammen, das letzte schwarze Loch verliert langsam aber sicher seine Masse und explodiert irgendwann, und wieder von vorne = ein sich immer wiederholender Loop.

Jetzt stößt mein Atheismus an seine Grenze: Woher kommt verdammt nochmal die Energie/Materie? Gibt es doch etwas höheres da draußen? Hilfe? :D


Gruß
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1105420 von Johnson
12.07.2014, 00:13
Dann versuche ich mich mal dran (ohne vollständige Garantie auf Richtigkeit, hab von ART vergleichsweise wenig Ahnung):
Wenn ein schwarzes Loch per Hawkingstrahlung zerstrahlt bleibt am Ende "nichts" über, da ja via Hawking-Strahlung sämtliche Energie abgegeben wurde auf dem dir beschriebenen Weg, da ja durch die Antiteilchen die Energie/Masse das Loches sinkt, das Ganze kann man auch relativ einfach noch klassisch (also ohne irgendwelche Quantenfeldtheorie oder so) rechnen, musste ich letztes Semester in Teilchenphysik auch mal.
So nun verstehe ich dein Problem an diesem Prozess nicht, da ja ein schwarzes Loch nicht instantan zerfällt und demnach zumindest nach meinem Kenntnisstand dein Szenario von der Konzentration aller Masse/Energie in einem schwarzen Loch/ Punkt nur unter Kollaps des Raumes eintreten sollte.

Ich hoffe ich konnte dir auf diese Weise einen Anstoß geben, ansonsten solltest du dir eher mal die Friedmann-Gleichung anschauen, welche die zeitliche Entwicklung des Universums beschreibt, da man bezüglich alles was sich im Raum befindet nach heutigem Kenntnisstand am ehesten einfach alles homogen und isotrop ist auf astronimisch wichtigen Skalen (kosmologisches Prinzip/Postulat).
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1105422 von DerSpieler
12.07.2014, 00:59
@Pantirak:
Wenn ich recht verstehe, ist dein Problem die Energieerhaltung? Also wenn irgendwo Energie verlorengeht (Hawkingstrahlung ist da vielleicht nur ein schlechter Beispiel) meinst du könnte sich nicht alles genauso wiederholen. Korrekt? Das witzige an der Sache ist, dass es in der Kosmologie keine globale Energieerhaltung gibt. Photonen die durch einen expandierenden Raum fliegen verlieren stetig an Energie, was da vielleicht eher problematisch wäre. Gut, beim Zusammenziehen könnten sie auf die gleiche Weise Energie gewinnen aber der Witz ist, dass die beschleunigte Ausdehnung des Universums permanent unmengen an Energie generiert. Nach momentanem Model bekommen wir immer mehr Energie dazu. Ohnehin sagen die momentanen Messungen, dass das Universum sich nicht zusammenziehen wird sondern ewig expandieren und dann wie angesprochen "sterben".
Über die Bedingungen vor dem Urknall weiß man aber so wenig, dass man nicht sagen kann, dass nicht irgendwelche Prozesse permanent neue "Urknalle" erzeugen also keine Panik was ewige Kreisläufe angeht.
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1107363 von Johnson
18.07.2014, 19:00
Dazu mal folgende Frage:
Wenn die Energieerhaltung verletzt ist, ist mein System ja nicht mehr invariant gegenüber Zeittransformation (Noether-Theorem). Aber wählt damit nicht die Natur eine absolute Zeit und damit einen zeitlichen absoluten Nullpunkt, der damit aber eigentlich Beobachterunabhänig sein müsste? Widerspricht dies nicht eigentlich der Relativitätstheorie an sich, weil man damit doch irgendwie keine Gleichzeitigkeit definieren kann oder?
Kann auch sein, dass ich diesbezüglich hier ziehmlich schwachsinn schreibe, bin diesbezüglich (vergleichsweise) wenig bewandert.
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1107882 von DerSpieler
20.07.2014, 16:21
Das schlimme ist ich müsste das wahrscheinlich beantworten können weil ich da einiges in Richtung Noether-Theorem (QFT usw.) und auch die ART mit erfolg gehört habe. Ich versuchs mal aber ohne Anspruch auf Richtigkeit XD
Noether sagt ja wenn ich mich recht erinnere, dass Symmetrien und Erhaltungssätze gleichbedeutend sind, korrekt? Eine Verletzung von Erhaltungssätzen impliziert dann also eine Asymmetrie in den zugrudeliegenden Gesetzen, was sich sicherlich auch im vorliegenden Fall zeigen lässt. Was ich nicht glaube ist, dass ein Fehlen von Symmetrie unmittelbare Auswirkungen auf zeitliche Koordinatentransformationen hat, denn ich glaube nicht, dass die spezielle oder allgemein Relativitätstheorie irgendwo Energieerhaltung postulieren. Das ist jetzt natürlich keine Erklärung für das "Warum", sondern nur ein paar Argumente dafür, dass das Problem nicht auftauchen sollte.
Eine andere Frage ist es aber ob nun der Symmetriebruch eine Aussage über den allgemeinen Verlauf von Zeit macht und das ist vermutlich schwieriger als meine (und scheinbar deine) Intuition glauben. Bei zeitlicher Symmetrie würde man ja irgendwie vermuten, man nimmt einen Zeitpunkt und das System müsste in Richtung Zukunft und Vergangenheit irgendwie symmetrisch sein nur so ist es ja schon bei den einfachsten Systemem mit Energieerhaltung nicht (wenn man ein System im Phasenraum betrachtet). Mag daran liegen, dass die Symmetrie im Noether-Theorem etwas freier definiert wird als in meiner Intuition.

Zusatz:
Eine Symmetrie in der Lagrange-Dichte impliziert wahrscheinlich keine Symmetrie des gesammten Systems im Phasenraum.
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1107968 von Johnson
20.07.2014, 19:20
DerSpieler hat geschrieben:Noether sagt ja wenn ich mich recht erinnere, dass Symmetrien und Erhaltungssätze gleichbedeutend sind, korrekt? Eine Verletzung von Erhaltungssätzen impliziert dann also eine Asymmetrie in den zugrudeliegenden Gesetzen, was sich sicherlich auch im vorliegenden Fall zeigen lässt. Was ich nicht glaube ist, dass ein Fehlen von Symmetrie unmittelbare Auswirkungen auf zeitliche Koordinatentransformationen hat, denn ich glaube nicht, dass die spezielle oder allgemein Relativitätstheorie irgendwo Energieerhaltung postulieren. Das ist jetzt natürlich keine Erklärung für das "Warum", sondern nur ein paar Argumente dafür, dass das Problem nicht auftauchen sollte.

Soweit bin ja einverstanden, das stellt auch nicht so wirklich mein Problem da soweit ich das verstehe. Noether sagt ja prinzipiell nur, dass Invarianzen unter Symetrietransformationen bei Lagrangefunktion/diche bzw Hamiltonfunktion/operator eine Erhaltungsgröße implizieren, aufgrund der Metrik in der ART ist diese ja bekanntlich nicht mehr vorhanden soweit ich das verstehe. Soviel ich weiß postulieren die beiden Theorien auch keine Energieerhaltung was für mich allerdings zu ein wenig "lustigen"/Paradox anmutenden Effekten führt.

DerSpieler hat geschrieben:Eine andere Frage ist es aber ob nun der Symmetriebruch eine Aussage über den allgemeinen Verlauf von Zeit macht und das ist vermutlich schwieriger als meine (und scheinbar deine) Intuition glauben. Bei zeitlicher Symmetrie würde man ja irgendwie vermuten, man nimmt einen Zeitpunkt und das System müsste in Richtung Zukunft und Vergangenheit irgendwie symmetrisch sein nur so ist es ja schon bei den einfachsten Systemem mit Energieerhaltung nicht (wenn man ein System im Phasenraum betrachtet). Mag daran liegen, dass die Symmetrie im Noether-Theorem etwas freier definiert wird als in meiner Intuition.

Zusatz:
Eine Symmetrie in der Lagrange-Dichte impliziert wahrscheinlich keine Symmetrie des gesammten Systems im Phasenraum.


Okay hier wirds jetzt für mich lustig. Soweit ich Noether kenne, ist mit Symmetrietrafo eigentlich keien Zeitumkehr gemeint oder irre ich da? Und wieso sollte die Symmetrie in der Lagrange-Dichte, die doch eigentlich einer Lorentzinvariante sein sollte (entsprechendes auch in der ART?) keine Symmetrie im gesamten System implizeiren, ich dachte genau das behauptet das Noether-Theorem?

Aber um mein Problem einmal zu visualierien:
Ich möchte die Energie eines Photons messen, dies allerdings von zwei verschiedenen Punkten in der Raumzeit aus. Nun sollte das Ergebnis der Messung ja vom Punkt in der Raumzeit abhängen, oder? Aber damit hab ich doch irgendwie ein Problem mit der Kausalität, da eben dies doch nicht passieren sollte?
Wenn dem so wäre hab ich dann doch auch keine wohldefinierte Energieskala mehr?
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Physik

#1138338 von MaxiS
18.10.2014, 12:47
An alle Physik Pros da draußen,
Ich habe eine Frage zum Thema kräfte. Elektrische und Magnetische Kraft werden ja zur elektrischen Wechselwirkung zusammengefasst. Ich bin mir bewusst das Elektronen bzw. Protonen Monopole sind und Ferro- und Elektromagneten Dipole. Und ich weiß auch, dass Elektrizität ein Magnetisches Feld bildet und umgekehrt. Aber wenn beide Kräfte das gleiche sind, wieso ziehen dann nicht Mgnete auch Elektronen an? Kann mir das bitte einer erklären?
Danke schon mal im Voraus!
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Re: Physik

#1138342 von Johnson
18.10.2014, 12:56
MaxiS hat geschrieben:An alle Physik Pros da draußen,
Ich habe eine Frage zum Thema kräfte. Elektrische und Magnetische Kraft werden ja zur elektrischen Wechselwirkung zusammengefasst.

Elektromagnetische Wechselwirkung ist hier der exakte Ausdruck.
MaxiS hat geschrieben:Ich bin mir bewusst das Elektronen bzw. Protonen Monopole sind und Ferro- und Elektromagneten Dipole. Und ich weiß auch, dass Elektrizität ein Magnetisches Feld bildet und umgekehrt. Aber wenn beide Kräfte das gleiche sind, wieso ziehen dann nicht Mgnete auch Elektronen an? Kann mir das bitte einer erklären?
Danke schon mal im Voraus!

Wie alt bzw auf welchem Wissenniveau befindest du dich denn? Je nachdem kann ich dir einige Formeln geben, womit man das mehr oder weniger sofort sieht, oder man muss das ganze relativ intensiv erkläutern. Aber falls du es dir selbst zutraust dich darin einzulesen, solltest du dir mal die Lorentzkraft und die Maxwell-Gleichungen anschauen. Allerdings übertrifft gerade letztere sowohl den mathematischen als auch den physikalischen Themenbereich der Schule um einiges.

Ansonsten wäre die Frage wohl eigentlich hier besser aufgehoben.
<--- wurde ins Thema eingefügt ;)
~DerSpieler
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Re: Wissenschaftliche Fragen &...

#1138361 von DerSpieler
18.10.2014, 13:51
Um mal direkt auf die Frage zu Antworten, magnetische Kräfte wirken absolut auch auf Elektronen.
Elektronen haben auch eine magnetisches Moment sind also magnetische Dipole (und gleichzeitig wie du sagst elektrische Monopole). Nur eben sehr schwach, so dass sich diese Eigenschaft erst bei starken äußeren Magnetfeldern (siehe Zeeman-Effekt) oder wenn man sehr genau hinschaut (Hyperfeinstruktur) offenbart.
Ich vermute mal das wirft weitere Fragen auf, also bitte nicht zurückhalten! Ich für meinen Teil freue mich über das Interesse ;)
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