Wie viel wissen wir überhaupt über die Welt?

Astrophysik, Kosmologie, Astronomie, Urknall, Raumfahrt, Dunkle Materie & Energie
klassische Physik, SRT/ART & Gravitation, Quantentheorie
Pluto
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#1 Wie viel wissen wir überhaupt über die Welt?

Beitrag von Pluto » Do 18. Dez 2014, 17:00

Zum Beispiel beschäftigt Komologen auf der ganzen Welt die Frage, Was ist Dunkle Energie?

Das Universum ist flach.
In der Schule lernen wir: Dreiecke haben eine Winkelsumme von 180 Grad. Dies setzte voraus, dass der Raum in dem wir das messen absolut flach ist.
Anhand von Messungen an Quasaren in entfernten Galaxien, können wir diese 180-Grad Regel sogar sehr genau bestätigen!

Runde Zahlen
Die leuchtende Materie aus der die Sterne, und auch wir bestehen, macht 5% aus. Der Rest ist unsichtbar!
Aus den Beobachtungen der Galaxien, schließen wir, dass rund fünf mal soviel Masse notwendig ist, um ihre Bewegungen und Drehungen zu erklären. Diese gehimnisvolle Masse, die noch kein Mensch kennt, nennen wir dunkle Materie (es gibt Ansätze, woraus sie bestehen könnte). Der Rest (72% so vermutet man) besteht aus dunkler Energie — mehr als eine Vermutung?
Naja... wir können bestätigen, dass diese Energie existiert, weil etwas im Universum das "Gerüst" des Raumes auseinander triebt und es beschleunigt.

Was "sagt" die Quantenphysik?
Quantenphysik ist etwa Wunderbares, und wir meine sie zu verstehen, weil sie die Grundlage vieler Dinge des Alltags ist. Mit Hilfe der Quantephysik bauen wir Digitalkameras, Computer, DVD-Player, Industrielaser u.v.m.
Interesanterweise, sagt die Quantephysik Dunkle aus, dass wenn wir alles aus einem Kasten herausnehmen was drin ist, dann ist der Kasten nicht leer. Drinnen ist noch dieselbe dunkle Energie die den Raum auseinanderzudrücken scheint.

Was sagt Einstein?
Einsteins berühmte Formel sagt Äquivalenz von Energie und Masse (E=mc²) voraus.
Ob das auch auf dunkle Energie zutrifft? Wenn icht,, warum nicht?

Außerdem ist die beobachtete dunkle Materie (72% des Universums) um rund 120 Größenordnugen kleiner als es die Quantenphysik fordert.
Warum, und was ist Dunkle Materie.

Harald Lesch erklärt das auf seine humorvolle Weise, und sagt am Ende: "Mein Gott! Ich weiß es nicht!"

Der Naturalist sagt nichts Abschließendes darüber, was in der Welt ist.

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#2 Re: Wie viel wissen wir überhaupt über die Welt?

Beitrag von R.F. » Fr 19. Dez 2014, 19:40

Man glaubt, mit der Quantentheorie die Funktion gewisser Geräte und die den RTen widersprechenden Phänomen erklären zu können. Aber die technischen Errungenschaften gäbe es auch ohne diese Theorie. Wie es übrigens auch die Atombombe ohne Einsteins Formel E=mc² gäbe (deren Fundiertheit trotz heftiger Gegenbehauptungen nie nachgewiesen wurde) .

Ich hatte vor einiger Zeit Links von Artikeln zur Quantentheorie, erschienen in "Spektrum der Wissenschaft", eingestellt. Die Autoren räumten ein, dass die Quantentheorie alles andere als schlüssig ist.

Einen Erfolg auf dem Gebiet der Physik dürfte sich in absehbarer Zeit wohl bei CER einstellen: Die Erfindung einer völlig neuen Waffe. Dann jedenfalls hat sich der Einsatz um den Large Hadron Collider gelohnt. :P

Pluto
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#3 Re: Wie viel wissen wir überhaupt über die Welt?

Beitrag von Pluto » Fr 19. Dez 2014, 19:51

R.F. hat geschrieben:Ich hatte vor einiger Zeit Links von Artikeln zur Quantentheorie, erschienen in "Spektrum der Wissenschaft", eingestellt. Die Autoren räumten ein, dass die Quantentheorie alles andere als schlüssig ist.
Das liegt in der Natur von Wissen, lieber Erwin.
Natürlich wissen wir noch nicht alles über die Quantenphysik. Aber ich kann dir versichern, dass erst das Wissen geschaffen wurde, und dann all die Geräte. Ohne Rutherfords kühner Idee der grundsätzlichen Spaltbarkeit von Atomen, wären die Politiker in Deutschland und später in den USA, nie auf den Gedanken gekommen, eine A-Bombe zu bauen.
R.F. hat geschrieben:Einen Erfolg auf dem Gebiet der Physik dürfte sich in absehbarer Zeit wohl bei CER einstellen: Die Erfindung einer völlig neuen Waffe. Dann jedenfalls hat sich der Einsatz um den Large Hadron Collider gelohnt. :P
Deine Prophetien glänzten noch nie mit Zuverlässigkeit, lieber Erwin.
Das CERN hat sich bereits auf Jahrzehnte hinaus durch die Erfindung des World-Wide-Web bezahlt gemacht.
Der Naturalist sagt nichts Abschließendes darüber, was in der Welt ist.

ThomasM
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#4 Re: Wie viel wissen wir überhaupt über die Welt?

Beitrag von ThomasM » Fr 19. Dez 2014, 20:12

Pluto hat geschrieben:
R.F. hat geschrieben: Einen Erfolg auf dem Gebiet der Physik dürfte sich in absehbarer Zeit wohl bei CER einstellen: Die Erfindung einer völlig neuen Waffe.
Deine Prophetien glänzten noch nie mit Zuverlässigkeit, lieber Erwin.
Aber Pluto
Du kannst dem armen R.F. ja auch jede Vorfreude auf die nahende Apokalypse verderben. Ich wette, der irre Erwin stellt sich jeden Abend sabbernd vor, wie du dich in deine Elementarteilchen auflöst. Ohne das kann der doch gar nicht einschlafen.
Gott würfelt nicht, meinte Einstein. Aber er irrte. Gott nutzt den Zufall - jeden Tag.

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#5 Re: Wie viel wissen wir überhaupt über die Welt?

Beitrag von Halman » Sa 20. Dez 2014, 04:20

Pluto hat geschrieben:Zum Beispiel beschäftigt Komologen auf der ganzen Welt die Frage, Was ist Dunkle Energie?
Wie wäre es mit dieser Antwort: In der einsteinischen Feldgleichung für die Gravitation wird der Energie-Impulstensor aus 16 Komponenten gebildet, die eine Art Matrix bilden. Eine Komponente ist die Energiedichte ρ, die für gewöhnlich den Löwenanteil an ihrer Kopplung der Raumzeit-Metrik hat, also hauptsächlich für die Krümmung der Raumzeit (= Gravitation) verantwortlich ist. Aber es kommt darin auch drei Mal die Druck-Komponente p vor. Positiver Druck trägt ebenfalls zur Gravitation bei, analog zur Energiedichte.
Ein Universum mit negativer Energiedichte würde expandieren, doch sie ist eindeutig positiv. All die Galaxien sind positive Energie. Die theoretische Lösung liegt darin den Druck negativ werden zu lassen. Ist dieser hinreichend groß, würde dieser als "Dunkle Energie" den Raum expandieren.

Aber was dies physikalisch gesehen eigentlich ist - hm ...
Zitat aus Dunkle Energie:

Formen von Dunkler Energie

... Es ist allerdings nicht klar, worum es sich genau bei der Dunklen Energie physikalisch handelt: Die physikalische Natur der Dunklen Energie ist unklar! Es wurden bisher verschiedene Quellen für Dunkle Energie vorgeschlagen:
Im Sichtbaren offenbart sich das Unsichtbare. Dieses Konzept ist mir als Christ gut vertraut. :)

Pluto hat geschrieben:Das Universum ist flach.
In der Schule lernen wir: Dreiecke haben eine Winkelsumme von 180 Grad. Dies setzte voraus, dass der Raum in dem wir das messen absolut flach ist.
Anhand von Messungen an Quasaren in entfernten Galaxien, können wir diese 180-Grad Regel sogar sehr genau bestätigen!
Das ist wirklich interessant und dank der Erklärung von Prof. Lesch habe ich diesen Sachverhalt nun endlich verstanden. Danke, Pluto. :)

Pluto hat geschrieben:Runde Zahlen
Die leuchtende Materie aus der die Sterne, und auch wir bestehen, macht 5% aus. Der Rest ist unsichtbar!
Aus den Beobachtungen der Galaxien, schließen wir, dass rund fünf mal soviel Masse notwendig ist, um ihre Bewegungen und Drehungen zu erklären. Diese gehimnisvolle Masse, die noch kein Mensch kennt, nennen wir dunkle Materie (es gibt Ansätze, woraus sie bestehen könnte). Der Rest (72% so vermutet man) besteht aus dunkler Energie — mehr als eine Vermutung?
Naja... wir können bestätigen, dass diese Energie existiert, weil etwas im Universum das "Gerüst" des Raumes auseinander triebt und es beschleunigt.
Ja, sofern wir vom kosmologischen Prinzip einer homogenen und isotropen Energiedichte ausgehen. Es gibt aber auch eine Theorie (KEIN Mainstream), die eben diese Prämisse anzweifelt. Dazu steht in Andreas Müllers Astrolexikon:
ohne Dunkle Energie

Die simpelste Lösung wäre, dass man etwas, was man nicht versteht, einfach verschwinden lässt. Geht's auch ohne Dunkle Energie? Ja, zumindest wird auch diese Variante diskutiert. Die Idee ist, dass die beobachtete, kosmische Expansion nicht etwa durch eine Dunkle Energie getrieben wird, sondern durch Dichteschwankungen in der Materie (Kolb et al. 2005; astro-ph/0506534). Wie weit dieser Vorschlag trägt ist unklar - das Gros der Kosmologen favorisiert allerdings eine Existenz der Dunklen Energie.

Pluto hat geschrieben:Was "sagt" die Quantenphysik?
Quantenphysik ist etwa Wunderbares, und wir meine sie zu verstehen, weil sie die Grundlage vieler Dinge des Alltags ist. Mit Hilfe der Quantephysik bauen wir Digitalkameras, Computer, DVD-Player, Industrielaser u.v.m.
Interesanterweise, sagt die Quantephysik Dunkle aus, dass wenn wir alles aus einem Kasten herausnehmen was drin ist, dann ist der Kasten nicht leer. Drinnen ist noch dieselbe dunkle Energie die den Raum auseinanderzudrücken scheint.
Diese Theorie hat leider einen Haken, der selbst für astronomische Verhältnisse über die Maßen groß ist. Kurz vor der Überschrift Quintessenzen wird im Astro-Lexikon eingeräumt:
Solche theoretischen Maßnahmen retten leider die Beobachtung nicht: Denn die astronomische Beobachtung liefert eine kritische Dichte von etwa 10^-29 g cm^-3. Das heißt zwischen Theorie und Experiment liegt ein gigantischer Unterschied von etwa 120 Größenordnungen! Das zur beobachteten, kritischen Dichte gehörige Λ ist sehr klein, aber nicht null und beträgt etwa (10^-3 eV)^4!
Zu diesem Problem hatte ich auch meinen "Mentor" befragt, der mir Folgendes zur Antwort gab:
Zitat von Agent Scullie:
Das Problem mit der extrem hohen Energiedichte des Inflatonfeldes, von dem du offenbar sprichst, besteht nicht darin, dass unklar wäre, warum sich die Energiedichte ändert, sondern darin, dass unklar ist, warum sie am Ende der Inflation um so viele Größenordnungen abnahm, dass sie danach mehrere Milliarden Jahre lang keinen Einfluss mehr auf die Expansion des Universums hatte. Während der Inflation lag die Energiedichte im Bereich von 10^80 g/cm^3, heute liegt sie bei etwa 10^-29 g/cm^3, das um den Faktor 10^109 weniger.

Pluto hat geschrieben:Was sagt Einstein?
Einsteins berühmte Formel sagt Äquivalenz von Energie und Masse (E=mc²) voraus.
Ob das auch auf dunkle Energie zutrifft? Wenn icht,, warum nicht?
Trifft denn Einsteins Formel für Druck p zu?

Übrigens gibt es die hypothetische Spekulation von sog. exotischer Materie mit negativer Energiedichte, welche - soweit ich dies verstanden habe - Antigravitation erzeugen würde.

Pluto hat geschrieben:Außerdem ist die beobachtete dunkle Materie (72% des Universums) um rund 120 Größenordnugen kleiner als es die Quantenphysik fordert.
Warum, und was ist Dunkle Materie.
Du meinst bestimmt die Dunkle Energie Λ und nicht CDM. ;)
Darf ich fragen von wann die Sendung von Lesch ist? Seit März diesen Jahres liegen die neuesten Messungen Weltraumteleskops Planck vor, gem. dem die Daten leicht korrigiert wurden. Die Dunkle Energie ist somit etwas kleiner als gedacht und liegt bei 68,3%.

Mit den Sensationen von Messungen ist es natürlich so eine Sache. Laut den BICEP2-Ergebnissen vom März schien eine Inflationsphase aufgrund von Verwirbelungen in der kosmischen Hintergrundstrahlung durch Gravitationswellen nachgewiesen zu sein. Doch nun kommt die Ernüchterung:
Zitat aus der Zeit:
Supernova statt Gravitationswellen?

Im März wollten Forscher Gravitationswellen aus der ersten Sekunde nach dem Urknall nachgewiesen haben. Nun spricht eine Analyse eher für Überreste explodierter Sterne.
Auch lesenswert der Artikel von Welt der Physik.

Pluto hat geschrieben:Harald Lesch erklärt das auf seine humorvolle Weise, und sagt am Ende: "Mein Gott! Ich weiß es nicht!"
Vielen Dank für sein unterhaltsames und vor allem lehrreiches Video. lieber Pluto. :clap:
Tja, ein Proton müsste man sein: Dann würde man die Quantenphysik verstehen, wäre immer positiv drauf und hätte eine nahezu unendliche Lebenszeit:-) - Silvia Arroyo Camejo

R.F.
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#6 Re: Wie viel wissen wir überhaupt über die Welt?

Beitrag von R.F. » Sa 20. Dez 2014, 09:12

ThomasM hat geschrieben: - - -
Aber Pluto
Du kannst dem armen R.F. ja auch jede Vorfreude auf die nahende Apokalypse verderben. Ich wette, der irre Erwin stellt sich jeden Abend sabbernd vor, wie du dich in deine Elementarteilchen auflöst. Ohne das kann der doch gar nicht einschlafen.
Wie würdest Du jemanden bezeichnen, der nach drei Schlägen auf den Kopf noch immer fragt, wo es da poltert? :P

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#7 Re: Wie viel wissen wir überhaupt über die Welt?

Beitrag von R.F. » Sa 20. Dez 2014, 11:08

Pluto hat geschrieben: - - -
Natürlich wissen wir noch nicht alles über die Quantenphysik.
Ich kann Deine Argumentation nicht nachvollziehen, lieber Pluto. Habe ich je den Eindruck vermittelt, ich wäre gegen die Erforschung der Materie?

Selbstverständlich eignen sich nur Naturalismus-Gläubige für entsprechende Forschungsvorhaben. Das wolltest Du doch wohl andeuten, nicht wahr, lieber Pluto?
Pluto hat geschrieben: Aber ich kann dir versichern, dass erst das Wissen geschaffen wurde, und dann all die Geräte.
Jawoll! Ohne Maxwells Gleichungen gäbe es die Glühlampe bis heute nicht...Mensch Pluto, Du scheust nicht davor zurück, mir so etwas weis machen zu wollen...
Pluto hat geschrieben: Ohne Rutherfords kühner Idee der grundsätzlichen Spaltbarkeit von Atomen, wären die Politiker in Deutschland und später in den USA, nie auf den Gedanken gekommen, eine A-Bombe zu bauen.
Von den in den Atomkernen gespeicherten riesigen Energiemengen wussten auch Becquerel und das Ehepaar Curie. Den Segen ihrer Forschungsarbeiten bekamen die Bürger der Städte Hiroshima und Nagasaki als erste zu spüren...
Pluto hat geschrieben:
R.F. hat geschrieben:Einen Erfolg auf dem Gebiet der Physik dürfte sich in absehbarer Zeit wohl bei CER einstellen: Die Erfindung einer völlig neuen Waffe. Dann jedenfalls hat sich der Einsatz um den Large Hadron Collider gelohnt. :P
Deine Prophetien glänzten noch nie mit Zuverlässigkeit, lieber Erwin.
Vor etwa einem Jahr vertrat ich die Meinung, dass sich die Verhältnisse immer mehr in Richtung eines großen Krieges entwickeln werden. Ich sehe keinen Grund, von dieser Vermutung Abstand zu nehmen.
Wenn das die Öffentlichkeit auch so nicht wahrnimmt: Die Forschung hat immer mehr die Entwicklung von neuartigen Waffen zum Ziel. Wer etwas anderes annimmt, ist nicht von dieser Welt. Der Kampf um die Weltherrschaft ist im vollen Gange...
Pluto hat geschrieben: Das CERN hat sich bereits auf Jahrzehnte hinaus durch die Erfindung des World-Wide-Web bezahlt gemacht.
Die Grundlagen dafür gab es schon zuvor...

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#8 Re: Wie viel wissen wir überhaupt über die Welt?

Beitrag von Pluto » Sa 20. Dez 2014, 12:22

R.F. hat geschrieben:Habe ich je den Eindruck vermittelt, ich wäre gegen die Erforschung der Materie?
Leider war das schon öfter der Fall. :(

R.F. hat geschrieben:Ohne Maxwells Gleichungen gäbe es die Glühlampe bis heute nicht...
Oh nein, wo denkst du hin? :roll:
Maxwells Gleichungen genügten bei Weitem nicht um die Glühlampe zu erfinden. Sie waren höchstens ein kleines Steinchen auf dem langen Weg dahin.

R.F. hat geschrieben:Von den in den Atomkernen gespeicherten riesigen Energiemengen wussten auch Becquerel und das Ehepaar Curie. Den Segen ihrer Forschungsarbeiten bekamen die Bürger der Städte Hiroshima und Nagasaki als erste zu spüren...
Das ist leider falsch.
Den von dir genannten Forschern fehlte das entscheidende Modell, sowie die experimentellen Grundlagen die erst von Rutherford richtig als die Spaltbarkeit des Atoms erkannt wurden.
Aber selbst das macht Rutherford NICHT zum "Urvater" der A-Bombe. Das waren erst Politiker und die Militärs. Da mussten erst die bahnbrechenden Ergebnisse von Otto Hahn kommen, dem die erste Spaltung im Experiment gelang.

R.F. hat geschrieben:Die Forschung hat immer mehr die Entwicklung von neuartigen Waffen zum Ziel. Wer etwas anderes annimmt, ist nicht von dieser Welt. Der Kampf um die Weltherrschaft ist im vollen Gange...
Das mag in deiner Vorstellung so sein, lieber Erwin. Ich habe gerade eine Liste der 10 meistversprechndsten Forschungsergebnisse des Jahres 2014 vor mir. An erster und zweiter Stelle rangieren:
(a) eine neue Art zielgerichteten Genamnipulation, die es ermöglichen wird, bisher ungeahnt wirkunsvolle Medikamente zur Krebsbekämpfung zu entwickel.
(b) Ein Art atomares "Lego" aus der Nanothechnologie, die es ermöglicht neue Werkstoffe zu schaffen, die möglicherweise der Grundstein werden für widerstandslose Übertragung von Strom (bei erhöhten Temperaturen) zu erschaffen.

Die Produktion neuer Waffen ist nicht dabei.

R.F. hat geschrieben:
Pluto hat geschrieben: Das CERN hat sich bereits auf Jahrzehnte hinaus durch die Erfindung des World-Wide-Web bezahlt gemacht.
Die Grundlagen dafür gab es schon zuvor...
Stimmt! Das Internet (vorher ARPAnet) ist eine Erfindung des amerikanischen Militärs.
Aber erst den Leuten am CERN kam die zündende Idee mit dem URL (http://www....), welches eine Verbreitung und kommerzialisierung des Internets bis in die Haushalte ermöglichte.
Der Naturalist sagt nichts Abschließendes darüber, was in der Welt ist.

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#9 Re: Wie viel wissen wir überhaupt über die Welt?

Beitrag von Halman » Sa 20. Dez 2014, 13:02

Pluto hat geschrieben:
R.F. hat geschrieben:Die Forschung hat immer mehr die Entwicklung von neuartigen Waffen zum Ziel. Wer etwas anderes annimmt, ist nicht von dieser Welt. Der Kampf um die Weltherrschaft ist im vollen Gange...
Das mag in deiner Vorstellung so sein, lieber Erwin. Ich habe gerade eine Liste der 10 meistversprechndsten Forschungsergebnisse des Jahres 2014 vor mir. An erster und zweiter Stelle rangieren:
(a) eine neue Art zielgerichteten Genamnipulation, die es ermöglichen wird, bisher ungeahnt wirkunsvolle Medikamente zur Krebsbekämpfung zu entwickel.
(b) Ein Art atomares "Lego" aus der Nanothechnologie, die es ermöglicht neue Werkstoffe zu schaffen, die möglicherweise der Grundstein werden für widerstandslose Übertragung von Strom (bei erhöhten Temperaturen) zu erschaffen.

Die Produktion neuer Waffen ist nicht dabei.
Nanotechnologie ließe sich hervorragend für die Entwicklung fürchterlicher Waffen verwenden. So einnen Entwicklung halte ich in unserem Jahrhundert sogar für wahrscheinlich.
Tja, ein Proton müsste man sein: Dann würde man die Quantenphysik verstehen, wäre immer positiv drauf und hätte eine nahezu unendliche Lebenszeit:-) - Silvia Arroyo Camejo

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#10 Re: Wie viel wissen wir überhaupt über die Welt?

Beitrag von Pluto » Sa 20. Dez 2014, 17:03

Halman hat geschrieben:Nanotechnologie ließe sich hervorragend für die Entwicklung fürchterlicher Waffen verwenden. So einnen Entwicklung halte ich in unserem Jahrhundert sogar für wahrscheinlich.
Wie kommst du darauf?
Alles was man dazu liest, spricht zwar von "Nano-Waffen", beschreibt aber keine Details, mit einer Ausnahme: leichtere Kamfanzüge für die Truppen durch Miniaturisierung von Kommunikationstechnik und Computer. Das erscheint mich eine ziemlich banale Anwendung zu sein, denn dieselben Anwendungen eignen sich auch für zivile Zwecke. Viele der I-net Seiten scheinen mir zudem auf die Verbreitung von Verschwörungstheorien ausgerichtet zu sein. Z. Bsp.
http://www.newsmax.com/navrozov/nanotec ... id/321455/
http://crnano.org/dangers.htm
Der Naturalist sagt nichts Abschließendes darüber, was in der Welt ist.

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