Naturgesetze überall gleich?
Hey,
woher wissen eigentlich Wissenschaftler, also jetzt vorallem die Astrophysiker, dass die Naturgesetze, also Gravitation, usw..., überall gleich sind?
Es könnte ja sein, dass es irgendwie nur auf der Erde so ist, aber an anderen Orten ganz anders, weswegen manche Sachen uns keinen Sinn machen, wie zum Beispiel das Phänomen mit der dunklen Materie, oder lieg ich da völlig falsch?
Bitte lasst es mich wissen.
Freu mich auf die Antworten ☺️
LG
Melissa💖
6 Antworten
Die Idee ist nicht neu, und sie wurde ausführlich getestet, aber alle Beobachtungen sind konsistent mit der Annahme, daß die Naturkonstanten nicht zeitlich driften.
In vielen Fällen ist es ohnehin so, daß veränderte Naturgesetze die Entwicklung des Universums vollständig torpedieren. Wenn z.B. die Stärke des starken Wechselwirkung auch nur minimalgeschwankt wäre, dann hätten sich nie Atomkerne in den beobachteten Mengen bilden können, und das würden wir dann doch merken.
Aber die Hubble-Konsante ist eben keine Naturkonstante, sondern ergibt sich aus diesen (und ein paar weiteren Faktoren, wie der Masseverteilung im Univerum). Daher darf sie driften.
Hingegen wäre eine Drift von z.B. der Elementarladung oder der Planck-Konstante extrem ungesund, weil sich das z.B. an 1000 Stellen in der Chemie niederschlägt. Enzyme, die von 2 Milliarden Jahren noch richtig funktioniert haben, würden das heute nicht mehr tun, die ganze Geologie wäre davon betroffen, und das würde auch Spuren hinterlassen.
Ich glaube das ist nicht ganz richtig. Die Hubble Konstante kann nicht hergeleitet werden. Aber ja, sie ist keine Konstante wie sich herausgestellt hat, daher sagt man heute auch häufiger Hubble Parameter
Man geht davon aus das die uns bekannten Naturgesetze der Physik überall gleich sind, das kann man u. a. durch Beobachtungen und Messungen im Universum feststellen. Zudem ist quasi die Physik mit dem Urknall entstanden, daher sollte sie auch überall im Universum so vorhanden sein, denn der Raum ist ja mit dem Urknall entstanden. Die dunkle Materie hat quasi ihre eigenen Gesetze bezogen auf die Teilchen aus der sie besteht, aber auch die dunkle Materie übt Gravitation aus, beugt sich also den Naturgesetzen. Natürlich kann es auch irgendwo im All physikalische Phänomene geben, die man noch nicht kennt oder auf der Erde so nicht findet, aber das geht dann mehr über in die Spekulationen.
Hallo MelissaT69,
Wenn die Naturgesetze anderswo im Universum abweichen würden, müßten wir uns regelmäßig erstmal die Frage stellen, welche N-Gesetze dort wohl vorliegen könnten.
Deshalb war das erstmal eine Arbeitshypothese der frühen Astrophysik, weil sie nur bei gleichen N-Gesetzen arbeiten kann.
Inzwischen wurden die Naturkonstanten aber sehr oft und mit sehr hoher Präzision überprüft und wir haben keine Abweichungen entdeckt.
Durch diese vielfache Bestätigung wurde die ursprüngliche Arbeits-hypothese zu einer harten Theorie.
Schönen Gruß
PS:
Mir fällt gerade noch ein, daß es bei einer Supernova mal große Aufregung zu geben schien, weil die Neutrinos vor dem Licht ankamen - mußten sie dann nicht schneller als die LG sein?
Die ganze Aufregung lag aber vor allem am mangelndem Verständnis der Journalisten.
Neutrinos kommen immer früher irgendwo an, weil sie nun mal sofort vom Ort ihrer Entstehung "abhauen" können, während das Licht sich erst "freikämpfen" muß. Die Sternoberfläche sieht nämlich noch eine kleine Weile recht stabil aus, während sich im Inneren der Kollaps längst vollzieht.
PPS:
Lese gerade, daß in einigen Antworten angenommen wird, daß die N-Gesetze sogar zwischen einzelnen Planeten abweichen würden.
Tut mir für die Antworter leid, aber das ist grob falsch.
Nur weil irgendwelche (oberflächlichen) Effekte abweichen, weichen die N-Gesetze nicht ab. I.e. wird Gravitation von Masse verursacht: weniger Masse heißt also schwächere Gravitation. Das sollte einleuchten, schließlich unterliegen verschieden starke Elektromagnete auch nicht verschiedenen Naturgesetzen.
Und noch ein Nachtrag:
Als Kandidaten für Dunkle Materie galten mal Neutrinos, denn die erfüllen fast alle Voraussetzungen: sie interagieren ausschließlich über die Gravitation und die Schwache Kernkraft.
Das stellte sich aber als unhaltbar heraus, denn Neutrinos sind einfach viel zu schnell. Sie gelten deshalb inzwischen als Heiße DM.
Das Objekt des Interesses ist aber Kalte DM, also schwere und zugleich langsame Teilchen, die im übrigen die gleichen Eigenschaften wie Neutrinos haben müssen.
Einige Physiker vermuteten, daß unser Gravitationsgesetz nicht stimmen könne und formulierten deshalb die MOND-Modelle, bei denen im wesentlichen eine auf große Entfernungen abweichende Gravitation angenommen wird.
Das MOND-Problem ist aber, daß diese Modelle nur dann halbwegs stimmig sind, wenn man auch dort DM als existent annimmt und damit erklären sie nur genau das gleiche, wie Einsteins ART.
Wir können DM (genau wie Neutrinos) zwar nicht sehen, aber durchaus ihre Wirkungen wahrnehmen. Da wären im wesentlichen die seltsamen Rotationskurven der Außenbereiche, speziell von Spiralgalaxien und die Existenz riesiger Gravitationslinsen.
Diese Grav-Linsen können nicht einfach gigantische Schwarze Löcher sein, weil die eine viel stärker punktartige Linsenwirkung hätten.
Im Gegensatz zu solchen massiven Objekten besteht DM offenbar aus sehr diffus verteilten Wolke kleiner Teilchen.
Baryonische Materie neigt zur Verklumpung, woran der Elektromagnetismus erhebliche Anteile hat. DM würde irgendwann sicher auch verklumpen, aber nur dann, wenn solche Wolken völlig störungsfrei blieben. Die baryonische Materie sorgt aber für das Gegenteil, indem sie die DM permanent "durchrührt" - die Einflüsse sind durchaus gegenseitig.
Dann gab's noch das MACHO-Modell, das sehr viele massive, aber kleine Objekte im intergalaktischen Raum annahm, vorrangig wären das vagabundierende Planeten bis hin zu alten Braunen Zwergen und auch etlichen Schwarzen Löchern.
Planeten und Braune Zwerge sind aber ungeeignet, denn die gab's noch nicht ganz kurz nach dem Urknall, sondern erst Milliarden Jahre später.
Das gleiche gilt für stellare Schwarze Löcher, bei denen man sich ohnehin fragen müßte, wie solche Massen aus den Galaxien "abhauen" könnten?
Kleine primordale SL wären durchaus denkbar. Allerdings würden die leichteren dieser Exemplare nach und nach durch Hawking-Strahlung verdampfen. In so einem Fall hätte der Anteil der DM sich seit dem Urknall erheblich reduziert, was man an abweichenden Rotationskurven alter (entfernter) Galaxien erkennen müßte. Da wäre aber noch ein anderes Phänomen, nämlich permanente Gammablitze durch die verdampfenden (explodierenden) SL, die wir in dieser großen Zahl registrieren müßten.
DM weicht natürlich nicht von den Naturgesetzen ab - sie unterliegt denen genauso wie baryonische Materie. Und auch Dunkle Energie unterliegt den N-Gesetzen - selbige müssen wir aber erstmal finden.
Das schöne an der Natur ist, dass diese sich selbst einpendelt.
Die Physik ist überall gleich. Energie ist überall gleich. Vielleicht hat es irgendwo mehr, aber eben zu den gleichen Grundbedingungen. Das gilt auch für die Chemie.
So kann man also durchaus die Anziehung von Himmelskörper, deren Deformation durch Sonneneinstrahlung oder Kälte berechnen und annehmen.
Auch kann man davon ausgehen, dass bei unterschiedlichen Bedingungen die Verhaltensweisen identisch sind. 1 KN ist 1 KN, egal ob der Planet gross oder klein ist.
Wie jedoch die Erde beweist, können gewisse Konstellationen zu merkwürdigen Entwicklungen führen.
Bekannt ist z. B. dass Wettergebiete auf der Nord- und Südhalbkugel gegenläufig drehen. Das hat einfach mit der Rotation der Erde zu tun.
Dunkle Materie ist ein Phänomen außerhalb der Erdatmosphäre und daher nicht relevant für das irdische Leben.
Es gibt auf der Erde keine Orte, die Anomalien hinsichtlich der bekannten, physikalischen Gesetze aufweisen.
Wenn eine Naturkonstante sich verändert, ist es eben keine Konstante mehr.. So geschah es z.B. mit der "Hubble Konstante" die nach neuesten Erkenntnissen auch veränderlich ist.