Der Raum dehnt sich faktisch aus, aber von was ?

Das Gesetz der Thermodynamik besagt das die Energie niemals verpufft sondern immer transferiert.

Also wie kann sich das Universum von was ausdehnen bzw wie kann sich der Raum ausdehnen. Von was ?

Woher kommt die Dunkle Energie überhaupt und wenn das Universum 13,8 Milliarden Jahre alt ist und sich faktisch ausdehnt muss es ja auch mal einen kompakt Punkt gegeben haben also die Singularität.

Das bedeutet ja glasklar das Universium ist nicht unendlich wenn es sich faktisch ausdehnt und einen Kälte Tod erleiden wird.

Kann mir jemand erklären was das Univerisum überhaupt zum ausdehnen bzw zum sterben bringt. welche Dynamik oder welcher Faktor warum weshalb. ?

In der Zeit der Analihation wurde wurden 99,9999999% der Materie und Antimaterie in Strahlung Umgewandelt nur win miliardstel der Materie blieb übrig und 0% der Antimaterie.

Das führte dazu, das im jungen Universum die überwiegende Mehrheit an Zeugs in Strahlung vorlag. Diese Strahlung müsste grob geschätzt so Energiereich gewesen sein das man aus ihr die Materie von eine Milliarden Universen erschaffen könnte (nicht berücksichtigt ist dabei die Strahlung welche von Materie absorbiert und in Thermische Energie etc. umgewandelt wurde)

Nachdem sich das Universum ausgedehnt hatte, wurde all diese hoch energetische Gammastrahlung stark rotverschoben, sie wurde zudem was wir heute als Kosmische Hintergrund Strahlung bezeichnen und liegt in tiefen Infrarot Bereich.

Die kosmische Hintergrund Strahlung macht nur 0.01% der Gesamt Energie des Universums aus, somit hat das Universum 99,99999989999% seiner Energie verloren.

Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt das Energie in einem abgeschlossen System erhalten bleibt. Und was ist mehr abgeschlossen als das Universum?

Fazit: Das Universum hat fast alle seine Energie wegen Rotverschiebung verloren, selbst wenn wir alle Materie in Energie umwandeln würden so hätten wir nur ein Milliarstel seiner ursprünglichen Energie, also ist Thermodynamik Falsch!

Am Anfang ein Punkt/Singularität. Am Ende der Inflationsphase die Größe eines Tennisballes/Handballes/Basketballes, also endlich. Heute nach 13,8 Milliarden Jahren unendlich groß und flach. Wann und wie kam es zu dem Übergang?

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Immer wieder lese ich, dass Quantenphysiker noch nicht wüssten, was man als Gravitonen zu sehen habe.

Das verstehe ich nicht, denn:

Jedes Gravitationswellensignal (aufgefangen etwa durch LIGO) lässt sich per Fourier-Transformation als Summe abzählbar vieler harmonischer (= unteilbarer) Gravitationswellen-Signale sehen. Jedes dieser Signale, so denke ich, ist das, was man als Graviton zu sehen hat: eine nicht weiter zerlegbare Anregung des Gravitationsfeldes im Weltraum.

PS. Wenn ich die KI Copilot frage (in welcher konkreten Formulierung auch immer), antwortet sie mir - nur auf Fragen diesen Inhalts - stets:

Leider habe ich im Moment Probleme beim Antworten auf Anfragen. Versuchen Sie es später noch einmal.

Findet Ihr das nicht auch merkwürdig?

Mir ist nämlich was eingefallen wo das nach meinen Berechnungen möglich wäre.

Das würde so ähnlich wie ein sogenanntes "Auftriebskraftwerk"funktionieren.

Ich lese immer wieder, dass Quantencomputer als „exponentiell schneller“ beschrieben werden, aber ich verstehe nicht ganz, wo genau die Grenze zwischen Geschwindigkeit und grundlegend neuen Fähigkeiten liegt.

Gibt es Probleme, die mit klassischen Methoden im Grunde unlösbar sind, mit Quantenansätzen aber realistisch lösbar werden? Oder ist es eher so, dass dieselben Probleme auf beide Arten gelöst werden können, nur mit enormen Unterschieden in Bezug auf Zeit und Ressourcen?

Ich versuche wohl zu verstehen, ob das eher so ist, als würde man vom Fahrrad auf einen Jet umsteigen, oder ob man damit tatsächlich an Orte gelangen kann, die zuvor überhaupt nicht erreichbar waren.

Die Galaxienflucht wird ja auf die Expansion des Raumes zurückgeführt. Wenn er sich aber bereits mitsamt den Galaxien in eine flache Unendlichkeit entfaltet hat, wären doch längst alle Galaxien unendlich weit von uns entfernt. Die Materie füllt ja den Raum seit dem Urknall etwa gleichmäßig aus und bildet keine Insel im Zentrum, die der Expansion hinterherhinkt.

Hallo Leute. Ich bin im zweiten Semester an der TUM (Physik) und habe gerade vor, zum Mathestudium (mit dem Nebenfach Physik) an der LMU zu wechseln.

Das Ding ist, dass Ich es mir überhaupt nicht wünsche, noch ein anderes Semester zu verschwenden. Also falls ich das bewältigen kann, muss ich auf jeden Fall mit dem dritten Semester anfangen. Deshalb brauche ich jetzt, dass meine Kredite problemlos ersetzt werden können.

Jedoch habe Ich bemerkt, dass manche Module im Physikstudium einfach nicht ersetzt werden dürfen, z.B. Analysis 2 für Physiker.

Deswegen habe Ich mich dafür entschieden, im kommenden Semester zusätzliche Module wie Analysis 2 und Lineare Algebra 2 zu nehmen (beide für nur Mathematiker). Meine Frage ist: Würde das die Möglichkeit erhöhen, dass ich zum Mathestudium angenommen werde?

Ich werde ebenso wahrscheinlich als das Nebenfach theoretische Physik aussuchen, und das Nebenfach beginnt in den ersten zwei Semestern des Studiums mit Rechenmethoden und Mechanik. Das Zweite ist kein großes Problem, weil meine (künftigen )Kredite, die an der TUM ich im kommenden Semester erhalten werde, einfach ersetzt werden können. Aber muss ich das Modul Rechenmethoden auf jeden Fall ablegen? Oder würden meine Module (Mathe X für Physiker) doch reichen?

Gibt es spezifische Fristen für den Antrag auf Anerkennung von Studienleistungen beim Prüfungsamt der Mathematik, die ich für den Wechsel zum nächsten Semester beachten muss?

Können meine bisherigen Physik-Module der TUM (z. B. Experimentalphysik) als ECTS im Wahlpflichtbereich oder für das Nebenfach Physik angerechnet werden, auch wenn sie nicht die mathematischen Kernmodule ersetzen?

gibt es oder irgendjemanden unter euch, der dieselbe Entscheidung wie ich getroffen hat, nämlich den Wechsel von TUM Physik zu LMU Mathe? oder einfach von Physik zu Mathe überhaupt?

Ich wäre für jede Antwort ganz dankbar.

und für diese, die mir empfehlen werden, mich an das Prüfungsamt zu wenden: Habe ich schon, wurde aber leider ignoriert. Deswegen brauche ich von euch ein paar Auskünfte darüber.

Ich bin aktuell sehr verwirrt. Die Formel von Relevanz ist diese hier:



Egal was man hier tut, Gamma kann immer nur größer werden. Doch dies geschieht ja eigentlich stets mit der selben Magnitude. Wenn sich ein Raumschiff mit 0.9c der Erde nähert oder die Erde sich mit 0.9c dem Raufschiff nähert sind relativistisch äquivalente Aussagen, also muss ja so sein, dass ein stationärer Beobachter auf der Erde die Zeit im Raumschiff gleichstark verlangsamt sieht wie der Beobachter im Raumschiff die Zeit auf der Erde verlangsamt sieht. Warum ist es dann so, dass zwei Zwillinge bei gerade genannter Situation unterschiedlich altern? Ich sehe keinen Faktor von Beschleunigung in der Gleichung

Die Erde bewegt sich mit etwa 2.100.000 km/h durch das Universum – und das entspricht nur rund 0,2 % der Lichtgeschwindigkeit.

Das zeigt erst, wie unfassbar schnell Licht tatsächlich ist.

Betrachten wir ein massives Testobjekt, das sich in der Nähe des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs der Masse M befindet, beschrieben durch die Schwarzschild-Metrik:

ds^2 = -(1 - 2GM/(c^2r)) * c^2 * dt^2 + (1 - 2GM/(c^2r))^-1 * dr^2 + r^2 * (dθ^2 + sin^2(θ) * dφ^2)

Die gravitiv induzierte Zeitdilatation wird durch

Delta tau = Delta t * sqrt(1 - 2GM/(c^2*r))

beschrieben, wobei Delta tau die Eigenzeit des Objekts nahe des Ereignishorizonts ist und Delta t die Koordinatenzeit eines fernen Beobachters. Für r gegen 2GM/c^2 divergiert die Zeitdilatation, sodass eine kurze Eigenzeit des Objekts auf extreme Zeitspannen für einen entfernten Beobachter entspricht.

Dies hat tiefgreifende Konsequenzen für die Kausalstruktur der Raumzeit: Lichtkegel kippen stark, geodätische Linien verschmelzen nahezu, und die Rückkehr zur äußeren Umgebung wird durch die nichtlineare geodätische Divergenz stark erschwert. Zudem interagieren diese Effekte mit der Hawking-Strahlung und der Bekenstein-Hawking-Entropie S = kc^3A / (4Gh), die die Beziehung zwischen thermodynamischer Entropie, Quantenfeldtheorie im gekrümmten Raum und makroskopischer Gravitation herstellt.

Unter Berücksichtigung dieser Effekte stellt sich die Frage, wie die Nichtlinearität der Einstein-Feldgleichungen und die singuläre Raumzeitstruktur eine konsistente Definition von simultaner Rückkehr und Kausalität zulassen, insbesondere im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie und moderner Quantenkosmologie.

Wie könnte man physikalisch und mathematisch modellieren, dass ein Objekt nahe des Ereignishorizonts die extreme Zeitdilatation übersteht, ohne dass Kausalität oder Eigenzeitrelationen kollabieren?

Immer wieder sehe ich Videos, in denn behauptet wird, es sind nur fünf Prozent des Weltalls bekannt, die dunkle (= unbekannte) Energie und dunkle (= unbekannte) Masse machen fünfundneunzig Prozent aus.

Wie wäre es denn, wenn die Eigenschaft der Gravitation - vergleichbar mit der Dichteanomalie des Wassers - von der Entfernung abhängt?

Ein Einwohner der Tropen ist ohne technische Hilfsmittel nicht in der Lage, festzustellen, dass sich Wasser unter vier Grad Celsius wieder ausdehnt.

Ebenso ist die gesamte Erdbevölkerung nicht in der Lage, die physikalischen Eigenschaften der Gravitation außerhalb von Galaxien zu untersuchen.

Von dieser Idee habe ich noch nichts gelesen, ist sie bekannt?

in einer Leitung fliesst er immer zurück an Absender,sonst wäre der Stromkreis nicht geschlossen.

Hallo, glaubt man den Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie, resultiert ein Schwarzes Loch im Inneren in einer Singularität, also einem Zustand unendlich kleiner Ausdehnung und unendlicher Dichte.

Dabei stellt sich natürlich die Frage, ob Unendlichkeit in der physikalischen Realität überhaupt existieren kann oder ob das nicht lediglich die Grenzen der Relativitätstheorie aufzeigt.

Grundsätzlich nämlich spricht die Quantenmechanik gegen das Konzept einer Singularität. Die Heisenbergsche Unschärferelation besagt, dass Ort und Impuls niemals gleichzeitig exakt sein können. In einem unendlich kleinen Punkt, wäre dies jedoch zwangsläufig der Fall.

Was also ist eure persönliche Einschätzung, was der Kern eines Schwarzes Lochs ist?

Ist ein Physiker aus seinem Studienwissen befähigt, auch Mathematik zu unterrichten? Auch auf Gymnasialniveau?

Hallo!

Ich weiß, dass diese Frage schon öfters gestellt wurde, aber etwas anders.

Seitdem ich 12 bin, will ich eigentlich Astrophysikerin werden. Seitdem ich mich erinnern kann, habe ich schon immer gerne verstehen wollen, warum Sachen sind, wie sie sind. Damals habe ich aber nicht gewusst, dass man das “Physik” nennt. Mit 8 hat mich die Frage, ob wir alleine in Universum sind, sehr interessiert, aber natürlich interessiert dies viele Menschen und ist kein Grund, eine Karriere als Astrophysiker/in anzustreben. Über diese Sachen habe ich dann oft lange mit meinem Onkel, der gerne Physik und auch Philosophie hobbymäßig betreibt, diskutiert.

Als ich ins Gymnasium kam gefiel mir der Physikunterricht nicht, da ich mit dem System nicht wirklich klarkam. Beispiel: “Warum fällt der Stift, wenn ich ihn loslasse, auf den Boden?!” Antwort: “Wegen der Gravitation.”…Super, danke, aber was ist Gravitation? Das kann doch nicht einfach so sein, das ist doch keine Erklärung!

Natürlich ist mir klar, dass man einem 12 Jährigen nicht die Relativitätstheorie erklären kann, aber man hätte ja die Grundidee erwähnen können…Glücklicherweise stoß ich in dieser Zeit auf so einige Videos im Internet, aber mir wurde schnell klar, dass man dies nicht als Quelle nehmen kann, also begann ich in der Schule mehr nachzufragen, Artikel zu lesen und kaufte mir auch Bücher. Je mehr ich über Physik las, desto faszinierender wurde es, da man Dinge leichter verstehen kann.

Jetzt bin ich in der 11ten Schulstufe und habe angefangen, mir zB Dimensionen, die Suche nach extraterrestischem Leben anzuschauen oder auch die ein oder andere Diplomarbeit über physikalische Theorien zu durchforsten. Mir bereitet dies sehr viel Spaß. In der Schule frage ich nun nochmals genauer nach, weswegen mein Professor mir dann zB die mathematische Erklärung auf E-Mail schickt, aber ich mir mit dieser hohen Mathematik noch schwer tue. Derzeit lese ich auch den “Doppler-Effekt” von Maurizio Musso und E.Hiebl aber auch hier ist die Mathematik eine Hürde und wenn ich nachfrage, meint mein Lehrer, dass ich das noch nicht verstehen kann, weil wir sowas noch nicht ansatzweise gelernt haben…

Meine Probleme sind auch, dass ich mir generell nicht viel zutraue. Auch das Gymnasium wurde mir wegen meines Selbstwertes abgeraten, obwohl ich jedes Jahr (Mit Außnahme in jenem Jahr, in dem ich ein Semester stationär behandelt wurde und deswegen nur einen guten Erfolg erzielte) mit ausgezeichneten Erfolg bestanden habe.

Zudem rege ich mich vor Prüfungen gerne sehr auf und dann kann es zB bei einer Physikprüfung vorkommen, dass ich zwar Beispiele und physikalische Vorgänge gut erklären kann, aber dann bei so kleinen Beispielen, die ich zu ungenau lese, meine Punkte verliere (Bsp: Statt Änderungen Zustände hingeschrieben).

Mir ist klar, dass das Physikstudium und anschließend das Astrophysikstudium kein Zuckerschlecken ist und dass die Noten in der Schule nich viel aussagen. Ich bin auch bereit dazu, an einem Problem mehrere Wochen zu sitzen und auf Freizeit zu verzichten. Ich bin auch bereit dazu, nach einem Scheitern wieder aufzustehen. Ich möchte auch nicht Physik studieren, weil die Dokus auf “Arte Doku” so schöne Bilder zeigen oder wegen einer “Physik-Ästetik”, die auf den sozialen Medien so weit verbreitet ist.

Ich möchte Physik studieren, weil ich verstehen will, warum die Welt so ist, wie sie ist (im Sinne von wie dies erklärt wird, nicht im Sinne von “Ja, weil Gott es so gemacht hat…”). Ich möchte Physik studieren, weil ich Antworten und Beweise für Fragen haben möchte.

Ich habe nur Angst, dass ich das nicht schaffen kann, da fast Alle, die hier auf Frageplattformen antworten, von einem Physikstudium abraten. Ich möchte das schon so lange studieren aber habe bedenken, da ich kein Wunderkind bin, nur weil ich gut in der Schule bin. Andere verstehen Dinge immer besser als man selber und wenn ich mich mit denen vergleiche, so komme ich mir vor wie ein Küken neben einem T-Rex. Andere kommen mit der Mathematik hinter dem Doppler-Effekt sicher klar, nur ich bin wieder mal bildungsresistent…

Auch wenn mir mein Umfeld sagt, ich solle es versuchen, möchte ich eventuell die Meinung von Menschen, die sich damit befassen, wissen.

Würdet ihr mir auch vom Studium abraten?

Vielen Dank im Voraus!

Das zweite von zwei ausgesendeten Lichtsignalen würde doch eher beim Beobachter ankommen.

Ich bereite mich aktuell auf meine Masterarbeit vor und arbeite an einem physikalischen Thema mit Bezug auf Beschleunigung und g-Belastungen. Konkret nutze ich die Beziehung g=G⋅Mr2g = \frac{G \cdot M}{r^2}g=r2G⋅M​, die aus dem Gravitationsgesetz folgt, um daraus Beschleunigungen wie a=n⋅ga = n \cdot ga=n⋅g für belastete Systeme abzuleiten.

Dabei stellt sich mir die konkrete Frage, ob in einer Masterarbeit die vollständige Herleitung der Erdbeschleunigung inklusive Annahmen wie kugelförmige Erde und vernachlässigte Rotation sauber dargestellt werden muss, oder ob es ausreicht, diese Größe als bekannte physikalische Grundlage zu verwenden und direkt weiterzurechnen.

Gerade bei solchen Standardgrößen bin ich unsicher, wie viel Detailtiefe fachlich erwartet wird.