Universum – die neusten Beiträge

Fragen zu Wellen (Physik)

Hallo liebe Community,

ich habe grundsätzlich Probleme mir eine Welle 3-dimensional vorzustellen. Was ich noch nachvollziehen kann, ist eine sich kreisförmig ausbreitende Welle, wenn man einen Stein ins Wasser wirft. Klar, das kann man ja auch mit dem Auge beobachten. Hier verstehe ich den Zusammenhang auch noch. Der Stein verdrängt mehrere Teilchen und die stoßen die nächsten an usw. Auf diesem Weg wird die Aufschlagsenergie des Steins im Medium quasi verteilt / absorbiert. Ich bin nicht vom Fach, aber ich würde sagen, in diesem Beispiel ist die Welle nichts eigenständiges, sondern die Summe aller Teilchenbewegungen. Korrigiert mich, wenn ich falsch liege :)

Aber wie kann ich mir elektromagnetische Strahlung vorstellen, die sich als Welle im Vakuum bewegt?!? Hier mangelt es an Teilchen, die für die Übertragung genutzt werden können. Es gibt ja immer dieses 2-dimensionale Bild einer Sinuskurve, die wie ein Faden auf und ab geht, während sie von Punkt A zu Punkt B fließt. Aber wie siehts im 3-dimensionalen Raum aus? Geht die Welle/ das Photon (aus Sicht des Photons, das von der Sonne zur Erde rast) tatsächlich nur nach oben und unten? Oder auch nach links und rechts? Kann ich mir ein Photon, das von der Sonne kommt, wirklich so vorstellen, dass es sich wie ein Faden durch den Raum schlängelt? Und wie weit ist die Ausdehnung einer Welle eines einzelnen Photons nach links und rechts / oben und unten?

Es wäre toll, wenn hier jemand mein Verständnis der Welt erweitern könnte :)

Vielen Dank im Voraus

Natur, Mathematik, Technik, Universum, Strahlung, Naturwissenschaft, Physik, Quantenmechanik, Universität

Zeitdilation bei Schwarzen Löchern. Ewige Annäherung an Singularität?

Hey, mir stellt sich seit kurzem eine Frage auf die ich eine Antwort im Internet nicht finden konnte. Ich bin bereits sehr gut informiert über schwarzer Löcher also kann jeder von euch seine volle wissenschaftliche Artikulation raushauen und die Randinformationen weglassen ;-)

Gravitale Zeitdilatation ist ja ein natürliches Phänomen welches sich bei extremen gravitalen Objekten wie schwarzen Löchern besonders gut erkennen lässt. Um auf den Punkt zu kommen: Meine Frage bezieht sich auf die Zeitdilatation die sich bei und vor allem in einem schwarzen Loch abspielt. Da die Zeit, umso näher man sich dem Gravitationsursprung, in diesem Fall der Singularität, nähert, immer stärker gedehnt wird, dürfte doch kein Objekt das den Ereignishorizont überquert hat jemals tatsächlich die Singularität erreichen? Die Gravitationskraft dieser ist ja unendlich - dementsprechend doch auch die fortlaufende Zeitdilatation bei Annäherung. Ergo würde die Annäherung an den Gravitationsursprung ewig und unendlich dauern. Aber von einer existierenden Singularität (also einem faktischen Zentrum eines schwarzen Loches bzw. der Konzentration aller Materie auf einen Punkt) wird ja ausgegangen. Also muss es ein Erreichen der absorbierten Materie der "Mitte" des Schwarzen Loches geben oder nicht? Aber genau das dürfte ja aufgrund der ewigen Zeitdehnung nicht möglich sein?:D Hoffe ihr erkennt meine Frage... Lg

Universum, Gravitation, Schwarzes Loch, Raumzeit, Singularität, Zeitdilatation

Ist der Urknall ein wiederkehrender Zyklus?

Hallo Leute,

entschuldigt den langen Text, aber erst ist leider nötig um zu beschreiben, was ich meine.

Ich habe mal eine ähnliche Frage gestellt, habe seit dem aber noch mal genauer nachgedacht und kam zur Erkenntnis, dass unserer Urknall möglicherweise nicht so einzigartig ist, wie er beschrieben wird, brauche aber Fachkundige, die das eventuell untermauern oder auch als völligen Blödsinn abtun (ist ja auch eine Erkenntnis :P). Ich versuche mal zu erklären, wie ich zu meiner Erkenntnis gekommen bin:

Zuerst störte mich die Theorie um die "Dunkle Energie" so dermaßen, dass ich es einfach nicht hinnehmen will, dass etwas existieren soll, was wir weder nachweisen noch richtig beschreiben können. Ich vermute, dass es nichts weiter ist als Gravitation. Soweit ich weiß ist aktueller Kenntnisstand, dass Gravitation sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, mit unbegrenzter Reichweite aber mit abnehmender Stärke umso weiter es sich vom Objekt entfernt ist, von dem diese Gravitation ausgeht. Wenn man sich die Gravitation so anguckt, dann wirkt sie überall im Universum, Newton fällt der Apfel auf die Fontanelle, der Mond dreht sich um die Erde, die Erde um die Sonne, die Sonne um die supermassereichen schwarzen Löcher im Zentrum der Milchstraße...und die Milchstraße? Sie scheint ihre systematische Rotation um ein massereicheres Objekt noch nicht gefunden zu haben, genauso wie wohl alle Galaxien im beobachtbaren Universum, aber anscheinend bewegen sich die Galaxien ja - zumindest voneinander weg und das immer rapider (wenn man Hubble glauben mag, was ich jetzt mal tue).

Erstes Stichwort ist das "beobachtete Universum". Das Universum ist etwa 13,8 Milliarden Jahre alt. Also können wir maximal 13,8 Milliarden Lichtjahre weit sehen. Da das Licht aber quasi in alle Richtungen strahlt, müsste man ja 27,4 Milliarden Lichtjahre weit sehen können, um von einem Ende zum Anderen gucken zu können (obwohl es ja nicht das räumliche Ende sein muss, sondern "nur" das optisch sichtbare).

Jetzt kommt hinzu die „Expansion des Universums“. Naja soweit ich es verstehe, wurde lediglich beobachtet, dass Galaxien aus dem beobachteten Universum sich immer rapider voneinander entfernen. Der Abstand zwischen den Galaxien wird also größer. Daher kam die Erkenntnis, dass das aber eher langsamer passieren müsste und ab einer gewissen Zeit sogar die Galaxien sich aufeinander zubewegen müssten, damit sich die gesamte Masse des Universums irgendwo wieder konzentriert, aber ist es wirklich so? Galaxien können sich ja genauso gut voneinander entfernen, wenn sich ein Objekt schneller bewegt als das andere, obwohl sie sich gesamt betrachtet in dieselbe Richtung bewegen. Und genau hier liegt mein Problem: Wieso soll Dunkle Energie dafür sorgen?


Hier mal kurz Schnitt - ich muss leider in einem Kommentar weiterschreiben, da der Platz nicht ausreicht.

Universum, Astronomie, Astrophysik, big bang, Gravitation, Physik, Urknall

Interstellar - physikalisch richtig? (Zeitdilation)

Vorweg: Meine Frage enthält Spoiler zum Film "Interstellar".

Für alle die sich unter dem Begriff "Zeitdilation" nichts vorstellen können: Mit der gravitativen Zeitdilatation bezeichnet man den Effekt, dass eine Uhr – wie auch jeder andere Prozess – in einem Gravitationsfeld langsamer läuft als außerhalb desselben.

Es geht darum das die Crew im Film einen Planeten erforscht. In der Nähe des Planeten befindet sich ein super massereiches Schwarzes Loch namens „Gargantua“. Laut dem Film entsprechen 24 Stunden auf dem Planeten, 7 Jahre außerhalb des Einflussbereichs der Gravitation des Schwarzen Lochs, somit auch auf der Erde (ca.). Aber wie soll das möglich sein? Die Zeit verläuft umso langsamer, desto höher die gravitative Wirkung ist, aber um eine solche Zeitverzerrung zu verursachen, müsste die Gravitation doch unvorstellbar hoch sein. Sogar so hoch das nicht einmal ein Planet dort existieren, geschweige denn ein Mensch überleben könnte. Ich meine die Zeit auf der Erdoberfläche vergeht grade mal um den Faktor 7·10^−10 langsamer, als im gravitationsfreien Weltraum. Und ja ich weiß das es im Film nicht um die Schwerkraft des Planeten geht. Das soll nur ein Vergleich sein und zeigen wie groß die gravitativen Kräfte des schwarzen Lochs in dem Bereich demnach sein müssten.

Bitte antwortet jetzt nicht sowas wie: "Ist doch nur ein Film". Der Film wirbt mit physikalischer Richtigkeit und es wurde eng mit dem theoretischen Physiker Kip Thorn zusammengearbeitet. Deswegen vermute ich stark das es dafür eine Erklärung gibt.

Film, Sterne, Universum, Kosmos, Physik, Planeten, Weltraum, Zeit

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