Kernphysik&Schwarze Löcher

ruyven_macaran

Trockeneisprofi (m/w)
AW: Urknall Entstehungspunkt - Beweis für Außerirdische

Das erste Post dieses Thema wurde ursprünlich hier erstellt, wurde aber nicht einmal mehr von dem extrem weiten Themenrahme dort abgedeckt :rollen:
 
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Kernphysik&Schwarze Löcher

Also was ich am beeindruckensten finde im Universum sind . Schwarze Löcher

Daß sich Masse so dermaßen verdichten kann und so eine hohe Gravitation aufbauen kann das selbst die Photonen des Lichts sich nicht ausbreiten können und angezogen werden( und reinklatschen bzw auf die Oberfläche zurückfallen........ ohne Worte

Hat jemand eine Relation dazu : Wie klein müsste sich die ganze Erde verdichten um so ein Gravitationsfeld aufzubauen ? Ich glaub so groß wie ein Tischtennisball........ vielleicht auch Medizinball ka oder so gloss wie ein Wolkenkratzer .............?


Und noch eine Frage : Kann man Atome/Atomkerne eigentlich kaputt^^ machen? Verschmelzung ist ja nicht zerstört ! Oder sind die unkaputtbar , und exstieren ewig?
 
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Naja, was machst du denn bei einer Kernspaltung :D.

Das ist zwar vermutlich nicht ganz das, was du meinst, aber wie wäre es mit Wasserstoff in einigen chmeischen Reaktionen.

Er betseht ja aus einem Proton und einem Elektron, in einer Säure-Base-Reaktion wird ihm das Elektron entzogen (also im Wasser, wenn die Säure darin gelöst wird) und das Proton ist kurz frei, reagiert aber quasi sofort wieder mit dem Wasser.

Bezüglich schwarzes Loch: Ich glaube, das war Erbsendurchmesser.
 
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Das heisst ja nur Kernspaltung , aber glaub dabei wird der Atomkern nicht zerteilt bzw zerhackt ^^
 
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Äh doch, aus Uran werden Caesium und noch was, das heißt, der Kern zerfällt in zwei andere .:what:
 
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Also was ich am beeindruckensten finde im Universum sind . Schwarze Löcher

Sie sind eigentlich normal, zumindest ist es nichts Ungewöhnliches. Jede Galaxie hat im Kern ein schwarzes Loch.

Daß sich Masse so dermaßen verdichten kann und so eine hohe Gravitation aufbauen kann das selbst die Photonen des Lichts sich nicht ausbreiten können und angezogen werden( und reinklatschen bzw auf die Oberfläche zurückfallen........ ohne Worte

Öhm, das Photon kann sich deswegen nicht ausbreiten, weil die Zeit in einem schwarzen Loch (genauer gesagt jenseits des Ereignishorizontes) stehen bleibt. Um eine Geschwindigkeit zu haben (m/s) brauchst du aber eine Zeit. Das Photon hat einfach gesagt keine Zeit auf Lichtgeschwindigkeit zu kommen. ;)
Und da Gravitation eine Eigenschaft der Raumzeit ist, ist auch klar, wieso das Licht nicht "entkommen" kann.

Hat jemand eine Relation dazu : Wie klein müsste sich die ganze Erde verdichten um so ein Gravitationsfeld aufzubauen ? Ich glaub so groß wie ein Tischtennisball........ vielleicht auch Medizinball ka oder so gloss wie ein Wolkenkratzer .............?

Kannst du ausrechnen. :D
Der Radius einen schwarzes Loches ist das Produkt der Gravitationskonstante multipliziert mit der Masse des Sterns geteilt durch das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit.
Die Erde hätte demnach die Größe einer Kirsche. Die Sonne wäre so groß wie ein mittlerer Berg.

Und noch eine Frage : Kann man Atome/Atomkerne eigentlich kaputt^^ machen? Verschmelzung ist ja nicht zerstört ! Oder sind die unkaputtbar , und exstieren ewig?

Ja, kannst du, das passiert ja in Teilchenbeschleunigern, dort werden Protone (Bausteine des Atomkerns) aufeinander geschossen und die dabei entstehenden Teilchen beobachtet. Daher weiß man, dass Protonen, wie Neutronen auch, aus Quarks bestehen. Das Proton besteht aus zwei Up Quarks und einen Down Quark. Beim Neutron ist es genau anders rum. Gluonen halten die Quarks zusammen. So gesehen besteht das Proton, wie auch das Neutron, zu 95% aus Bindungsenergie und nur zu 5% aus tatsächlicher Masse.
Die Quarks gehören zu den Elementarteilchen, sie sind nicht mehr teilbar (zumindest mit unseren Mitteln nicht mehr).
 
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@Quantenslipstream

Ob jetzt jede Galaxie unbedingt ein Schwarzes Loch in der Mitte hat bezweifle ich.

Zu 2. : wie kann Masse Zeit beeinflussen ?

zu 3. : du sagst behauptest die wäre dann genauso groß wie eine Kirsche , und die Sonne so groß wie sagen wir mal ein 3-tausender Berg , aber die Erde passt nur 109 mal in den Durchmesser der Sonne , aber eine Kirsche 2,5 cm in 3 km , ... hmm oder meinst du es liegt an der fehlenden Masse der Erde , das sie sich theoretisch für so ein Gravitationsfeld nochmehr verdichten müsste , oder an deiner Rechnung bzw Aussage ist was falsch .


zu 4. : und aus Wieviel Quaks besteht ein Atomkern ? , sehen kann man sie ja nicht , nur "nachweisen" . Und wer weis , ob die Atomkerne wirklich zerstört wurden ? , vielleicht , sind die angeblichen Quarksspuren auf den Fotos nur freigesetzte Energie vom Zusammenstoß der Atome mit den Electronen drumrum ( was bei einer Abspaltung halt passiert bzw an Energie freigesetzt wird ) , aber nicht die Atomkerne ! ( wie wenn du zwei Steine aufeinander haust eine Weile , dann werden sie auch warm^und gehen nicht kaputt ). Vielleicht sind die Quarksfotos nur der Nachweiß , wegen der "mangelten" Aufnahme nur die nachgewiesene Energie, die freigesetzt wird bei so einem Zusammenstoß (Abspaltung eines Elektrons oder Neutrons) ? Und die Atomkerne gibst noch so wie vorher und gehen garnich kaputt...!


Und definiere mir Ereignishorizont , Kannst dir nicht vorstellen was? ^^
 
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Ob jetzt jede Galaxie unbedingt ein Schwarzes Loch in der Mitte hat bezweifle ich.

Beobachtungen und Messungen zeigen das aber.
Anders kann man die Entstehung einer Galaxie auch nicht erklären. Du brauchst ein sehr großes Gravitationsfeld, um Sterne zu gruppieren.

Zu 2. : wie kann Masse Zeit beeinflussen ?

Geschwindigkeit kann das auch.
Gravitation ist eine Eigenschaft der Raumzeit, der Raum wir stärker gekrümmt, je mehr Masse vorhanden ist. Durch die Krümmung ändert sich der Weg, er "verlängert" sich. Da das Photon jedoch eine konstante Geschwindigkeit hat (nämlich eben die Lichtgeschwindigkeit) und diese nicht veränderbar ist, ein Photon kann nicht langsamer oder schneller sein als die Lichtgeschwindigkeit, muss sich die Zeit ändern, wenn der Weg länger wird, damit wieder die Geschwindigkeit stimmt.

zu 3. : du sagst behauptest die wäre dann genauso groß wie eine Kirsche , und die Sonne so groß wie sagen wir mal ein 3-tausender Berg , aber die Erde passt nur 109 mal in den Durchmesser der Sonne , aber eine Kirsche 2,5 cm in 3 km , ... hmm oder meinst du es liegt an der fehlenden Masse der Erde , das sie sich theoretisch für so ein Gravitationsfeld nochmehr verdichten müsste , oder an deiner Rechnung bzw Aussage ist was falsch .

Die Rechnung stimmt schon, ein schwarzes Loch ist abhängig von der Masse, von sonst nichts (das andere wie Spin und so lass ich mal weg). Die Sonne hat nun mal entsprechend mehr Masse als die Erde, demzufolge ist sie als schwarzes Loch auch dementsprechend größer.

zu 4. : und aus Wieviel Quaks besteht ein Atomkern ? , sehen kann man sie ja nicht , nur "nachweisen" . Und wer weis , ob die Atomkerne wirklich zerstört wurden ? , vielleicht , sind die angeblichen Quarksspuren auf den Fotos nur freigesetzte Energie vom Zusammenstoß der Atome mit den Electronen drumrum ( was bei einer Abspaltung halt passiert bzw an Energie freigesetzt wird ) , aber nicht die Atomkerne ! ( wie wenn du zwei Steine aufeinander haust eine Weile , dann werden sie auch warm^und gehen nicht kaputt ). Vielleicht sind die Quarksfotos nur der Nachweiß , wegen der "mangelten" Aufnahme nur die nachgewiesene Energie, die freigesetzt wird bei so einem Zusammenstoß (Abspaltung eines Elektrons oder Neutrons) ? Und die Atomkerne gibst noch so wie vorher und gehen garnich kaputt...!

Sagte ich ja, ein Proton besteht aus zwei Up und ein Down Quark, beim Neutron ist es anders rum. Ein Deuterium Kern (Isotop des Wasserstoffs) besteht demnach aus 6 Quarks.
Und ja, Atomkerne sind teilbar, nichts anders ist Radioaktivität. Sie entsteht, wenn ein Atomkern zerfällt und zwei neue Elemente daraus entstehen.
Öhm, wenn die Spuren nur Energie ist, Energie aber äquivalent zur Masse ist, dann muss diese Energie ja irgendwo hergekommen sein. Außerdem kannst du anhand des Detektors ermitteln, dass ein Proton, wechsel positiv geladen ist, auch Spuren negativer Ladung hinterlässt, wenn es mit einem anderen Proton zusammen stößt. Wie erklärst du dir das?
Außerdem beschleunigt man in einem Teilchenbeschleuniger eher selten ganze Atomkerne, da du nur ein geladenes Teil beschleunigen kannst, also musst du vom Atom erst die Hülle "entfernen", damit man es beschleunigen kann, bzw. es muss eben eine elektrische Ladung haben.

Und definiere mir Ereignishorizont , Kannst dir nicht vorstellen was? ^^

Niemand kann sich das "vorstellen". Der Ereignishorizont ist die Grenze eines schwarzen Loches, jenseits des Horizontes versagt unser physikalisches Verständnis, nur mathematisch kann daher das Innere eines Ereignishorizontes untersucht werden.
 
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Sagte ich ja, ein Proton besteht aus zwei Up und ein Down Quark, beim Neutron ist es anders rum. Ein Deuterium Kern (Isotop des Wasserstoffs) besteht demnach aus 6 Quarks.
Und ja, Atomkerne sind teilbar, nichts anders ist Radioaktivität. Sie entsteht, wenn ein Atomkern zerfällt und zwei neue Elemente daraus entstehen.
Öhm, wenn die Spuren nur Energie ist, Energie aber äquivalent zur Masse ist, dann muss diese Energie ja irgendwo hergekommen sein. Außerdem kannst du anhand des Detektors ermitteln, dass ein Proton, wechsel positiv geladen ist, auch Spuren negativer Ladung hinterlässt, wenn es mit einem anderen Proton zusammen stößt. Wie erklärst du dir das?
Außerdem beschleunigt man in einem Teilchenbeschleuniger eher selten ganze Atomkerne, da du nur ein geladenes Teil beschleunigen kannst, also musst du vom Atom erst die Hülle "entfernen", damit man es beschleunigen kann, bzw. es muss eben eine elektrische Ladung haben.

@ Atomkern -- Du sagst wenn er zerfällt -- sprich : er kann ja nicht in Größere zerfallen oder? Also , dann wäre ja bei Wasserstoff Schluss?

Du redest ja von Protonen , in Zusammenhang mit Quarks. Aber aus was bestehen Atomkerne?
Sind DIE unkaputtbar?
 
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........

Ey ey ey....

Atomkerne bestehen als Neutronen und Protonen, so was lernt man eigentlich in der Schule.

Die Neutronen und Protonen sind dann aber halt selbst wieder aus Teilchen aufgebaut, haben also eine innere Struktur, im Gegensatz zu den Elementarteilchen wie Quarks und Elektronen etc.

@Quanti:
Nicht das eigentliche "Schwarze Loch" ist größer, sondern der Ereignishorizont wird nur immer größer, wenn die Ausgangsmasse zunimmt, oder eben Masse agregiert wird. Das eigentliche Schwarze Loch ist immer eine Singularität. und entzieht sich daher der mathematischen Beschreibung unter anderem.
 
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@Quanti:
Nicht das eigentliche "Schwarze Loch" ist größer, sondern der Ereignishorizont wird nur immer größer, wenn die Ausgangsmasse zunimmt, oder eben Masse agregiert wird. Das eigentliche Schwarze Loch ist immer eine Singularität. und entzieht sich daher der mathematischen Beschreibung unter anderem.

Ich weiß, aber hier ist offensichtlich nicht mal Grundwissen vorhanden, und das will ich nicht überstrapazieren. :ugly:
Der Ereignishorizont ist nun mal die Grenze der Raumzeit und somit die Grenze unseres Verständnisses für physikalische Vorgänge, was dahinter passiert, kann man nicht sagen. Aber eine mathematische Singularität kann man schon definieren, man weiß nur nicht, in wie weit man das auf eine astronomische Singularität übertragen kann, da eben bei einer Singularität die Physik keine Aussage mehr treffen kann.
Ich werfe mal die Planck Länge in den Raum, denn sie ist die quantenphysikalische Grenze und daher kannst du eine Singularität auch nicht mit der klassischen Physik der allgemeinen Relativitätstheorie beschreiben, hier brauchen wir eine Quantengravitation. Nur die Quantengravitation könnte eine Singularität beschreiben, doch die haben wir noch nicht.
 
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Soweit ich weiß ja, allerdings sind die zu klein, haben keine "Nahrung" und würden nur Mikrosekunden existieren, bevor sie wieder verschwinden.

Glaube ich zumindest. Genaueres weiß bestinnt Quanti.
 
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Besteht die Gefahr das in Cern ein Schwarzes Loch entstehen kann?

Theoretisch möglich, aber in der Praxis noch nie aufgetaucht und auch wenn, dann ist das schwarze Loch so dermaßen klein und hat so wenig Stabilität, dass es sofort wieder zerstrahlt. Das ganze wird wohl auch so schnell gehen, dass man es kaum feststellen kann.
 
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und selbst wenn, die kosmische Strahlung die unsere Atmosphäre trifft ist teils wesentlich energiereicher, und bis jetzt leben wir auch noch...
 
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Theoretisch möglich, aber in der Praxis noch nie aufgetaucht und auch wenn, dann ist das schwarze Loch so dermaßen klein und hat so wenig Stabilität, dass es sofort wieder zerstrahlt. Das ganze wird wohl auch so schnell gehen, dass man es kaum feststellen kann.

Dazu mal ne Grundsatzfrage:
Wie hat man sich eigentlich ein "schwarzes Loch, dass so klein ist, dass es sofort zerstrahlt", vorzustellen?
"Haarige" Diskussionen mal außen vor besteht das klassische Schwarze Loch für den Laien aus Materie, die so dicht ist, dass nicht einmal Licht/Strahlung von seiner Oberfläche entkommen kann und das diese Dichte durch sein Eigengewicht erreicht. Ein kleines Loch, das Strahlung abgibt, erscheint irgendwie als genau das Gegenteil.


und selbst wenn, die kosmische Strahlung die unsere Atmosphäre trifft ist teils wesentlich energiereicher, und bis jetzt leben wir auch noch...

Die meisten Leute haben nicht davor Angst, von einem schwarzen Loch verstrahlt zu werden ;)
 
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Dazu mal ne Grundsatzfrage:
Wie hat man sich eigentlich ein "schwarzes Loch, dass so klein ist, dass es sofort zerstrahlt", vorzustellen?
"Haarige" Diskussionen mal außen vor besteht das klassische Schwarze Loch für den Laien aus Materie, die so dicht ist, dass nicht einmal Licht/Strahlung von seiner Oberfläche entkommen kann und das diese Dichte durch sein Eigengewicht erreicht. Ein kleines Loch, das Strahlung abgibt, erscheint irgendwie als genau das Gegenteil.

Du musst zwischen quantenmechanischen schwarzen Löcher und klassischen schwarzen Löchern unterscheiden. Ein Mikro schwarzes Loch erreicht die Quantensingularität ja nicht, weil seine Masse dafür ausreichend ist, sondern alleine weil die Energie dafür ausreichend ist. Ist diese Energie wieder weg, kann das Mikro schwarze Loch seinen Quantenzustand nicht halten.
Laut der Stringtheorie sollten bei Teilchenbeschleunigern, sofern die Energie ausreichend ist, Mikro Schwarze Löcher entstehen, die ungefähr die Masse von einigen GeV haben (kein Vergleich mit z.B. einem klasischen schwarzen Loch).
Trifft man in einem Teilchenbeschleuniger also diese schwarzen Löcher an, wäre das ein Hinweis für die Korrektheit der Stringtheorie.
Diese schwarzen Löcher unterliegen natürlich der Quantenphysik (wie alles superkleine nun mal auch) und daher geben schwarze Löcher, laut der Quantentheorie, nun mal Energie ab, ich Form von Vakuumenergie, bzw. der Wahrscheinlichkeitstheorie, also dem Vorhandensein von einer Wahrscheinlichkeit, dass ein Teilchen innerhalb und außerhalb des Ereignishorizontes existieren kann. Dieses virtuelle Teilchen wird dann zu einem realen Teilchen, wenn es sich nicht mehr mit seinem virtuellen "Partnerteilchen" vereinen kann, das innerhalb des Ereignishorizontes existiert. Dieses reale Teilchen hat dem schwarzen Loch aber einen Teil seiner Energie genommen. Bei einem klassischen schwarzen Loch fällt dieser Energieverlust nicht auf (er sollte aber trotzdem vorhanden sein, er wird als Hawking Strahlung bezeichnet, die zwar nur eine Theorie ist, aber sie ist ein Teil der Stringtheorie und gibt es Mini Schwarze Löcher, die zerstrahlen, wäre das auch ein Hinweis, dass Hawking recht hat und es gäbe einen Hinweis für eine Quantengravitation und dass schwarze Löcher Entropie haben [die "Haare" Geschichte ist das Informationsparadoxon des schwarzen Loches]). Jedoch bei einem Mikro Schwarzen Loch macht sich der Energieverlusst bemerkbar und es kann sein, dass das schwarze Loch nicht mehr genug Energie hat für die Aufrechterhaltung der Quantensingularität, das schwarze Loch würde also zerstrahlen.
Das ganze läuft natürlich sehr schnell ab, wahrscheinlich so schnell, dass man es nur schwer von anderen Vorgängen unterscheiden kann (Zahlen oder Vorstellungen hab ich da jetzt nicht, aber wenn man sich die Halbwertszeiten von einigen Teilchen anguckt, dann ist ein Mikro schwarzes Loch wohl noch schneller wieder weg, also weniger als 10 hoch minus 20 Sekunden. Aber immer vorausgesetzt, dass überhaupt so viel Energie "über" ist, dass Mikro Schwarze Löcher entstehen können.

Die meisten Leute haben nicht davor Angst, von einem schwarzen Loch verstrahlt zu werden ;)

Ich kenne auch niemanden, der Angst hat von einem schwarzen Loch "gefressen" zu werden. :D
Das nächste schwarze Loch liegt im Sternbild Einhorn, ist 3500 Lichtjahre entfernt und hat rund 11 Sonnenmassen.
 
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Jup Quanti hats richtig erklärt, warum die mini Schwarzen-Löcher zerstrahlen. Den Effekt mit den virtuellen Teilchen heißt übrigends Quantenfluktuation.

Den kann man sogar recht cool im Makrokosmos sichtbar machen :D

Nehmt einfach 2 sehr sehr sehr Glatte Glasplatten und bringt die extrem dicht zusammen. Ihr werdet dann einen Druck messe, der die zwei Platten zusammenfügt, und eben nicht durch Effekte wie die Van-der-Vaals Anziehung erklärbar ist. Der Grund hierfür liegt darin, das die Wahrscheinlichkeitsdichte für virtuelle Teilchen außerhalb des Spalts größer ist als innerhalb. Damit hat man "Quasi" mehr Teilchen, die von außen auf die Platte "drücken" als von innen. Der Abstand der Platten bestimmt ja die maximale Wellenlänge der virtuellen Teilchen. :D

Schon sehr freaky, aber auch irgendwie sehr cool :daumen:
 
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Jup Quanti hats richtig erklärt, warum die mini Schwarzen-Löcher zerstrahlen. Den Effekt mit den virtuellen Teilchen heißt übrigends Quantenfluktuation.

Jop, oder Nullpunktfluktuation oder Vakuumfluktuation, bzw. Vakuumenergie. Ist ein Teil der Quantenfeldtheorie.

Den kann man sogar recht cool im Makrokosmos sichtbar machen :D

Jop, den Effekt natürlich. Hendrik Casmir hat diesen Effekt vorhergesagt und (öhm weiß nicht genau, wann, glaube in den 30ern oder 40ern) aber in den 50ern, wenn ich nicht irre, wurde er dann entdeckt. :daumen:

Nehmt einfach 2 sehr sehr sehr Glatte Glasplatten und bringt die extrem dicht zusammen. Ihr werdet dann einen Druck messe, der die zwei Platten zusammenfügt, und eben nicht durch Effekte wie die Van-der-Vaals Anziehung erklärbar ist. Der Grund hierfür liegt darin, das die Wahrscheinlichkeitsdichte für virtuelle Teilchen außerhalb des Spalts größer ist als innerhalb. Damit hat man "Quasi" mehr Teilchen, die von außen auf die Platte "drücken" als von innen. Der Abstand der Platten bestimmt ja die maximale Wellenlänge der virtuellen Teilchen. :D

Jop, denn die Theorie sagt, dass das Vakuum nie leer ist, da die Quantenphysik ja von keine absoluten Zahlen ausgeht, sondern nur immer von Wahrscheinlichkeiten (Heisenbergsche Unschärferelation ist hier das Schlagwort), also gibt es auch eine Wahrscheinlichkeit, dass es ein Teilchen gibt, obwohl es keins geben dürfte (nach der klassischen Denkweise). Diese Teilchen existieren virtuell (es sind immer Paare, also ein Anti-Teilchen und ein normales Teilchen) und zerstrahlen dann wieder, wobei als "Rückstand" eben ein Photon übrig bleibt.
Es gibt eine sehr coole Gleichung, mit der man das alles berechnen kann (die ich aber nicht mehr im Kopf hab, aber das Plancksche Wirkungsquantum spielt ebenso eine Rolle wie die Lichtgeschwindigkeit). :cool:

Schon sehr freaky, aber auch irgendwie sehr cool :daumen:

Jop, eigentlich ist das alles Unsinn, wenn man das mal mit der normalen Welt vergleicht. :ugly:
Aber aus den Quarks besteht nun mal die Materie des Universums und im Grunde genommen besteht das Universum zu 95% aus Bindungsenergie, also ist eigentlich alles nur Energie, wie damals auch schon beim Urknall, so viel hat sich also gar nicht mal geändert. :D
 
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