Weiss jemand, ob es im Weltraum Regionen gibt, wo 100 %iges Vakuum herrscht, wo also weder Staub noch andere Materie in geringer Konzentration vorhanden sind ? Angenommen, ein Raumfahrzeug bewegt sich durch eine solche Region. Was bedeutet dann eigentlich: „Das Raumfahrzeug bewegt sich.“? Sofern auch nur in geringer Dichte etwas vorhanden ist, wo das Raumfahrzeug hindurchfliegt, ist die Bewegung vorstellbar. Aber wie geht eine Bewegung durch das Nichts vor sich ? Oder besteht auch das Vakuum aus etwas, nämlich aus immateriellen Raum-Zeit-Punkten, die einem sich darüber hinwegbewegenden Körper eine bestimmte Raum-Zeit-Logik auferlegen ?
Hallo Torsten.
Weiss jemand, ob es im Weltraum Regionen
gibt, wo 100 %iges Vakuum herrscht, wo
also weder Staub noch andere Materie in
geringer Konzentration vorhanden sind ?
Ich habe mal gelesen, daß der „absolut leere Raum“ im Weltall (d. h. fern von allen Sternen, Planeten, Gaswolken etc.) nicht völlig materiefrei ist. Der Autor gab die mittlere Dichte zu etwa einem Molekül oder Atom pro Kubikmeter(!) an. Der Raum zwischen diesen Molekülen/Atomen ist natürlich in strengstem Sinne leer, allerdings ist zu berücksichtigen, daß auch diese Teilchen noch eine (kleine) thermische Energie haben und deshalb nicht stillstehen. (Ja, ich weiß, es gibt da noch die virtuellen Teilchen. Die habe ich einfach deshalb nicht berücksichtigt, weil sie nicht real sind, im Gegensatz zu den Atome/Moleküle, von denen ich sprach.)
Übrigens reicht die Qualität selbst des besten Labor-Vakuums, das jemals hergestellt wurde, bei weitem nicht an die des Weltall-Vakuums heran. Auch in den heutigen „State-Of-The-Art“-Vakua halten sich noch Milliarden(!) von Gasmolekülen pro Kubikmeter auf.
Trotzdem könnte die Weltall-Dichte von einem Atom/Molekül pro Kubikmeter in (sehr) ferner Zukunft vielleicht mal ein großes Problem darstellen, nämlich dann, wenn es gelingen sollte, Raumschiffe oder Raumsonden - mit völlig neuartigen Antrieben, versteht sich - zu bauen, die etwa mit 10 % Lichtgeschwindigkeit durch den interstellaren Raum fliegen. Bei dieser Geschwindigkeit hätte der Zusammenprall mit den Atomen/Molekülen nämlich einen Verschleiß an der Außenhaut zur Folge, den kein Material lange aushalten würde.
Angenommen, ein Raumfahrzeug bewegt sich
durch eine solche Region. Was bedeutet
dann eigentlich: „Das Raumfahrzeug bewegt
sich.“? Sofern auch nur in geringer
Dichte etwas vorhanden ist, wo das
Raumfahrzeug hindurchfliegt, ist die
Bewegung vorstellbar. Aber wie geht eine
Bewegung durch das Nichts vor sich ?
Der Begriff der Bewegung „an sich“ macht keinen Sinn. Die Größe Beschleunigung dagegen sehr wohl. Bewegung kann immer nur in Bezug auf ein anderes System festgestellt/gemessen werden. Dies ist eine grundlegende Aussage der Relativitätstheorie Einsteins. Da auf der Erde aber alle Objekte der Schwerkraft unterliegen, müssen sie irgendeine Fläche unter sich haben, oder irgendwo festgemacht sein, damit sie nicht in Richtung Erdmittelpunkt fallen. Diese Fläche bzw. dieser Festmachpunkt ist stillschweigend immer das Bezugssystem für eine Geschwindigkeitsangabe (beim Auto z. B. die Straße, bei der Stewardess, die den Gang entlangläuft, der Kabinenboden).
Oder
besteht auch das Vakuum aus etwas,
nämlich aus immateriellen
Raum-Zeit-Punkten, die einem sich darüber
hinwegbewegenden Körper eine bestimmte
Raum-Zeit-Logik auferlegen ?
Ein Raumfahrer, der in seiner Kapsel sitzt und nicht nach draußen sehen kann (weder direkt noch per Kamera; Funksignale darf er auch keine empfangen), kann keine Information über die Geschwindigkeit seines Raumschiffs erlangen, da ihm kein Bezugssystem zur Verfügung steht. Sehr wohl feststellen kann er aber, ob sein Raumschiff gerade beschleunigt, bremst, oder eine Drehung vollführt (er verspürt dann sogenannte Trägheitskräfte. Ein System, das frei von Trägheitskräften ist, heißt Intertialsystem.)
Mit freundlichem Gruß
Martin
Du machst Dir Gedanken ueber den Sinn der
Relativitaetstheorie. Berechtigt, denn was
ist Bewegung durch das Nichts? Nicht
sinnvoll, wuerde ich denken. Denn wie
die Relativitaet nun einmal meint ist
Bewegung nur relativ zu etwas sinnvoll zu
definieren. Rein theoretisch koennte man
zwar ein Koordinatennetz erfinden und
Bewegungen daran orientieren, aber (und das
ist meines Erachtens der Kern), es besteht
keine Moeglichkeit, in diesem erfundenen
Koordinatennetz Messungen durchzufuehren,
denn Du hast ja keinen Orientierungspunkt.
MEB
Weiss jemand, ob es im Weltraum Regionen
gibt, wo 100 %iges Vakuum herrscht, wo
also weder Staub noch andere Materie in
geringer Konzentration vorhanden sind ?
Angenommen, ein Raumfahrzeug bewegt sich
durch eine solche Region. Was bedeutet
dann eigentlich: „Das Raumfahrzeug bewegt
sich.“? Sofern auch nur in geringer
Dichte etwas vorhanden ist, wo das
Raumfahrzeug hindurchfliegt, ist die
Bewegung vorstellbar. Aber wie geht eine
Bewegung durch das Nichts vor sich ? Oder
Das Raumfahrzeug beschleunigt, verlangsamt oder ändert die Richtung durch Anwendung des Rückstoßprinzips (==> Raketenantrieb; bislang einzig praktikable Möglichkeit eines Antriebs im Weltraum). Ist dieser Antrieb ausgeschaltet, dann behält das Raumfahrzeug aufgrund der Trägheit seiner Masse einfach den letzten aktuellen Zustand bei, wobei sich seine Geschwindigkeit nicht mehr ändert (ein entsprechend „gutes“ Vakuum vorausgesetzt, das dann auch frei von umherfliegenden bremsenden Sternentrümmern ist und das Raumfahrzeug sicher nicht beeinflußt).
Ob und welche Geschwindigkeit und Beschleunigung das Raumfahrzeug erfährt, können die Raumfahrer notfalls durch Beobachtung der Sterne feststellen, denn auch dann, wenn nur noch wenige Moleküle pro Kubikmeter vorhanden sein sollten, das Sternenlicht läßt sich davon nicht aufhalten (man bedenke, daß der mit den besten irdischen Teleskopen „sichtbare“ Raum immerhin einen Durchmesser von etwa 24 Milliarden Lichtjahren hat!).
Vielleicht kann man sich das auch besser mit einem Kometen vorstellen, der irgendwann von einem großen Stern abgesprengt wurde und ohne einen „Antrieb“ nun durch das All fliegt, bis er bei uns in der Atmosphäre verglüht oder Eisbären vor die Füße fällt. Der hat keine Schwierigkeiten damit, ein noch so dünnes Vakuum zu durchqueren…
Gruß,
Lutz.
Hallo,
habe mal gelesen, daß laut der Quantentheorie auch im absolut leeren Raum (also wirklich Null Moleküle) wegen der Quantenfluctuation ständig Teilchen-Antiteilchen-Paare entstehen und sich praktisch sofort wieder gegenseitig auflösen. Deshalb soll auch ein Schwarzes Loch nicht wirklich schwarz sein, sondern wie wild strahlen, weil nähmlich an der Grenze zum Schwarzen Loch ständig einzelne dieser Teilchen verschluckt werden und das andere dann herrenlos herumirrt und strahlt
Ob und welche Geschwindigkeit und
Beschleunigung das Raumfahrzeug erfährt,
können die Raumfahrer notfalls durch
Beobachtung der Sterne feststellen,
Wenn du Licht zulaesst, dann hast du ja kein Vakuum mehr, denn Photonen sind ja auch Teilchen.
Weiss jemand, ob es im Weltraum Regionen
gibt, wo 100 %iges Vakuum herrscht, wo
also weder Staub noch andere Materie in
geringer Konzentration vorhanden sind ?
Meines Wissens gibt es ueberall im Universum die kosmische Hintergrundstrahlung, ein Relikt des Urknalls.
Weiter gibt es ueberall Neutrinos, die man „praktisch“ nicht abschirmen kann.
Wenn du Vakuum sagst, dann musst du auch sagen, wie gross. Meinst du 1m^3 oder Groessenskalen etwas eines Atomkernes? Oder du sagst eine Strecke oder Zeitspanne an, waehrend dieser sich das Raumschiff ohne wechselwirken fortbewegt.
Dazu kommt die Quantenmechanik:
Quantenmechanisch ist jeder Raum erfuellt von
a) Vakuumfluktuationen, also von laufend sich bildenden und vernichtenden Teilchen-Antiteilchenpaaren.
b) einer Wahrscheinlichkeitsamplitude JEDES Teilchens des Universums, sich dort zu befinden, FALLS nur das Prinzip der Kausalitaet (Lichtgeschwindigkeit!) nicht verletzt ist, mag der WAHRSCHEINLICHSTE Aufenthaltsort auch mehrere Lichtjahre oder weiter entfernt sein. Es versteht sich, dass mit zunehmender Entfernung diese Wahrscheinlichkeitsamplitude sehr bald unmessbar klein, aber nie voellig verschwindet.
Angenommen, ein Raumfahrzeug bewegt sich
durch eine solche Region. Was bedeutet
dann eigentlich: „Das Raumfahrzeug bewegt
sich.“?
Sofern auch nur in geringer
Dichte etwas vorhanden ist, wo das
Raumfahrzeug hindurchfliegt, ist die
Bewegung vorstellbar. Aber wie geht eine
Bewegung durch das Nichts vor sich ? Oder
besteht auch das Vakuum aus etwas,
nämlich aus immateriellen
Raum-Zeit-Punkten, die einem sich darüber
hinwegbewegenden Körper eine bestimmte
Raum-Zeit-Logik auferlegen ?
Das weiss keiner.
Bobok Semjon.
Hallo Torsten!
Es gab schon einmal in diesem Forum eine Diskussion über das „Nichts“, und da kamen sehr unterschiedliche Meinungen zu Tage. Du kannst ja mal ins Archiv schauen, ob dir diese Infos irgendwie Erleuchtung bringen.
Eine andere Überlegung: Selbst wenn es in einem bestimmten Bereich (wie groß die Ausdehnung auch immer ist) des Universums ABSOLUTES Vakuum gibt, und wir auch von den sämtlichen Fluktuationen absehen, dann gibt es doch noch sehr wohl rundherum „ausreichend absolute“ (absolutes gibt es ja eigentlich garnicht -> Relativitätstheorie) Bezugspunkte, mit dem sich innerhalb des „Vakuums“ ein Koordinatensystem aufbauen ließe.
Wenn man natürlich - auf rein theoretischer Basis - eine absolut leere „Ausdehnung“ annimmt (Es ist nur zweifelhaft, ob sowas in unserem Universum zu finden ist), dann kann man eigentlich nicht wirklich feststellen, ob dieser „Raum“ überhaupt vorhanden ist, weil nichts da ist, was man messen könnte und unsere Wissenschaft nunmal immer von meßbaren Daten ausgeht.
Ich glaube, hier stoßen wir auf unsere Grenzen…zumindest im Moment 
mfg!
BStefan