Druck VERSCHIEBUNG kinetische Energie potentielle Energie Energie Universum impuls

All-Expansion und potentielle Energie

Von: , Frage gestellt am Mi, 17. Jul 2002

Hallo.

Die meisten Physiker halten ja die Urknall-Theorie für diejenige, welche die Entstehung des Universums in Übereinstimmung mit den Beobachtungen am besten beschreibt. Dabei soll sich das Universum ja ausdehnen, zunächst inflationär, dann langsamer und evtl - sofern die Masse ausreicht - wieder schrumpfen. Die Ausdehnung verstehe ich als Zunahme der Abstände zwischen Körpern im All. Damit nimmt aber doch auch die potentielle Energie des Systems zu. Oder ? Und wenn dem so ist, wo kommt die denn her (Das Universum ist doch per definitionem ein geschlossenes System). Ich könnte mir denken, dass die kinetische Energie des Urknalls selbst halt umgewandelt wird zu potentieller Energie. Das passt aber nicht zur inflationären Phase. Was soll da gewirkt haben ? Sicher haben Physiker da eine einleutende Erklärung, die mir noch nicht klar ist. Kann mir jemand auf die Sprünge helfen ?

Gruß
Jochen

13 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach 20 Minuten 0 hilfreich

   Re: Hintergrundsttrahlung

   Hi Jochen,
   
   die Energie verschwindet nicht und wird auch nicht mehr, sie wird 'dünner'
   
   Analogon:
   Wenn Du ein Gas adiabatische expandierst, kühlt es sich ab.
   Genauso wird das Universum immer 'kälter'
   
   Gandalf
   

2. Antwort von nach 23 Minuten 0 hilfreich

   Abkühlung

   Hallo,
   
   du hast vergessen, dass sich das Universum beim Ausdehnen
   abkühlt. Und daher kommt dann die Energie.
   (Stichwort: adiabatische Expansion)
   
   Gruß
   Oliver
   

3. Antwort von nach einer Stunde 0 hilfreich

   Re: All-Expansion und potentielle Energie

   hallo,
   
   naja, die energie fuer die ausdehnung kommt schlicht aus der kinetischenn energie der ausdehnung.
   
   die inflationaere phase kann die gesichert, also als mehrheitsmeinung mit beweis, bis dato niemand beweisen. dieser symmetrie-bruch in der physik mit geschwindigkeiten ueber c ist noch nicht voellig geklaert.
   
   weiter ist noch nicht klar, ob das universum offen geschlossen oder flach ist, stichwort dunkle materie. evtl wirkt eine "fuenfte" kraft der gravitation sowieso entgegen, stichwort vakuumenergie. also auch da, wo nichts ist, ist etwas aufgrund quantenmechanischer nullpunktsschwankungen oder siehe heisenbergsche unschaerfe.
   
   beste gruesse, lego
   

4. Antwort von nach 12 Stunden 0 hilfreich

   Re: All-Expansion und potentielle Energie

   Die Ausdehnung verstehe ich als
   Zunahme der Abstände zwischen Körpern im All. Damit nimmt aber
   doch auch die potentielle Energie des Systems zu. Oder ?
   Richtig. Und
   wenn dem so ist, wo kommt die denn her (Das Universum ist doch
   per definitionem ein geschlossenes System).
   Weil das niemand weiß, wird diese Energiequelle von den Kosmologen als "Dumkle Energie" bezeichnet. Ich könnte mir
   denken, dass die kinetische Energie des Urknalls selbst halt
   umgewandelt wird zu potentieller Energie.
   Davon abgesehen, daß das nicht reicht (mit der Beschleunigung der Expansion steigt nämlich auch die "kinetische Energie") kann man den Energieerhaltungssatz in solchen Dimensionen und vor allem in einem expandierenden Raum nicht meh anwenden. Die skalare Energie, die wir kennen gibt es nur in der Newtonschen Mechanik, aber in der Kosmologie ist ohne Relativitätstheorie nichts mehr zu wollen und da wird die Energie zu einer vektoriellen Größe für die andere Gesetze gelten. Vereinfacht ausgedrückt verschmelzen in der RT Energie und Impuls, was zu einem neuen Erhaltungssatz führt, nach dem Energie und Impuls nicht notwendigerweise konstant bleiben müssen.
   

   • Antwort von nach 21 Stunden 0 hilfreich

     Re^2: All-Expansion und potentielle Energie

     hallo, Davon abgesehen, daß das nicht reicht (mit der Beschleunigung
     der Expansion steigt nämlich auch die "kinetische Energie")
     kann man den Energieerhaltungssatz in solchen Dimensionen und
     vor allem in einem expandierenden Raum nicht meh anwenden. Die
     skalare Energie, die wir kennen gibt es nur in der Newtonschen
     Mechanik, aber in der Kosmologie ist ohne Relativitätstheorie
     nichts mehr zu wollen und da wird die Energie zu einer
     vektoriellen Größe für die andere Gesetze gelten. Vereinfacht
     ausgedrückt verschmelzen in der RT Energie und Impuls, was zu
     einem neuen Erhaltungssatz führt, nach dem Energie und Impuls
     nicht notwendigerweise konstant bleiben müssen.
     hmmm das kann ich nicht ganz nachvollziehen, warum soll aus dem skalar energie auf kosmologischen raumzeitskalen aufgrund der allgemeinen relativitaetstheorie ploetzlich ein vektor werden, nebst verschmelzung von energie und impuls und brechung des energieerhaltungssatz? ich kann dem a priori nicht folgen.
     ich bitte dich um begruendung.
     
     besten dank, lego
     

     • Antwort von nach 23 Stunden 0 hilfreich

       Re^3: All-Expansion und potentielle Energie

       warum soll aus
       dem skalar energie auf kosmologischen raumzeitskalen aufgrund
       der allgemeinen relativitaetstheorie ploetzlich ein vektor
       werden, nebst verschmelzung von energie und impuls und
       brechung des energieerhaltungssatz?
       Das ist nicht nur auf kosmische Raumzeitskalen beschränkt, sondern gilt generell. In unserer Erfahrungswelt merken wir davon allerdings nichts, weil die RT in diesen kleinen Dimensionen in die Newtonsche Mechanik übergeht. ich bitte dich um begruendung.
       Eine didaktisch sehr gelungene Einführung in die RT findest Du hier: http://www.itp.uni-bremen.de/~noack/masse-2.ps
       

       • Antwort von nach 23 Stunden 0 hilfreich

         Vierervektor

         hallo, warum soll aus
         dem skalar energie auf kosmologischen raumzeitskalen aufgrund
         der allgemeinen relativitaetstheorie ploetzlich ein vektor
         werden, nebst verschmelzung von energie und impuls und
         brechung des energieerhaltungssatz?
         Das ist nicht nur auf kosmische Raumzeitskalen beschränkt,
         sondern gilt generell. In unserer Erfahrungswelt merken wir
         davon allerdings nichts, weil die RT in diesen kleinen
         Dimensionen in die Newtonsche Mechanik übergeht.
         in dem artikel wird nur erlaeutert, dass es sich besser rechnet in relativistischen Bereichen mit dem vierertensor. was im artikel geschrieben steht, musste ich selber im studium und arbeit einige dutzend male durchrechnen. der vierer-tensor fasst richtiger weise energie und impuls zusammen, jedoch kann von keiner verschmelzung hier die rede sein. energie bleibt damit weiterhin ein skalar, impuls und viererimpuls sind hingegen richtig vektoren. von einer brechung des energieerhaltungssatzes ist in dem artikel nicht die rede. hier wird weiter nur die spezielle relatitiviaetstheorie zur anwendung gebracht.
         
         ich finde mich nicht ueberzeugt von meiner meinung, dass energie damit immer noch nur ein skalar bleibt und das der energieerhaltungssatz nur im rahmen von heisenberg gebrochen werden darf, auf pump der zeit entsprechend. vierervektoren hingegen sind eine tolle sache und immer erhalten, nie gebrochen.
         
         beste gruesse, lego
         

         • Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich

           Re: Vierervektor

           energie bleibt
           damit weiterhin ein skalar, impuls und viererimpuls sind
           hingegen richtig vektoren.
           Das ist zwar richtig, aber beim Wechsel des Bezugssystems müssen Energie und Impulos gemeinsam transformiert werden. von einer brechung des
           energieerhaltungssatzes ist in dem artikel nicht die rede.
           Davon war auch nicht die Rede. Innerhalb eines Bezugssystems gelten die Erhaltungssätze weiter, aber in der Kosmologie haben wir es nicht mit einem einzigen Bezugssystem zu tun. Zwei Galaxien, die sich aufgrund der Expansion des Raumes voneinander entfernen, bilden beispielsweise zwei verschiedene Bezugssysteme, was die Anwendung der klassischen Erhaltungssätze verhindert. Man kann in diesem Fall nur noch Erhaltungssätze für Größen formulieren, die gegenüber dem Wechsel des Bezugssystems invariant sind, was für Energie und Impuls nicht zutrifft.
           

           • Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich

             Re^2: Vierervektor

             hallo Mr. energie bleibt
             damit weiterhin ein skalar, impuls und viererimpuls sind
             hingegen richtig vektoren.
             Das ist zwar richtig, aber beim Wechsel des Bezugssystems
             müssen Energie und Impulos gemeinsam transformiert werden.
             ja, hier sind wir uns einig, alles andere war nur begriffsdefintion oder ein missverstaendniss zu energy, impuls, und "energy-impuls" alias vierervektor genannt. von einer brechung des
             energieerhaltungssatzes ist in dem artikel nicht die rede.
             Davon war auch nicht die Rede. Innerhalb eines Bezugssystems
             richtig, ich war zu beginn irritiert ueber deine worte, dass energie und impuls nicht konstant bleiben. gelten die Erhaltungssätze weiter, aber in der Kosmologie
             haben wir es nicht mit einem einzigen Bezugssystem zu tun.
             Zwei Galaxien, die sich aufgrund der Expansion des Raumes
             voneinander entfernen, bilden beispielsweise zwei verschiedene
             Bezugssysteme, was die Anwendung der klassischen
             Erhaltungssätze verhindert.
             ja meine meinung, wobei als naheliegendes beispiel eine galileo-transformation zwischen andromeda und der milchstrasse ausreicht, man muesste hier noch nicht zu der auch im relativistischen falle geltenden lorenztransformation greifen. als beispiel fuer die mitleser. Man kann in diesem Fall nur noch
             Erhaltungssätze für Größen formulieren, die gegenüber dem
             Wechsel des Bezugssystems invariant sind, was für Energie und
             Impuls nicht zutrifft.
             genau, invarianz des vierervektors bei wechsel des bezugssystems.
             
             nachtrag --->
             
             nun ist uns beiden keine neue erkenntnis zuteil geworden ;-), schade eigentlich, aller dissens aufgeloest, trotzdem nett und war ja nicht nur privat,
             
             beste gruesse dir, lego
             

• « Zurück
• 1
• 2
• Vorwärts »

Keine passende Antwort gefunden? Jetzt eigene Frage stellen!