Rätsel: Erde und Sonne driften auseinander!

[mac]

Ich hab das jetzt mit 0 – 20000000 Tonnen pro Sekunde Massenverlust in der Simulation nachgerechnet. Das Ergebnis ist linear, ca. 1,2 m pro 1000000 Tonnen in der Sekunde in 100 Jahren. Ein genaues Ergebnis ist nicht ganz einfach zu bekommen, weil die Erdbahn abhängig von den Anfangsbedingungen etwas eiert.

Gruß

MAC

 

[micl]

Ich hab das jetzt mit 0 – 20000000 Tonnen pro Sekunde Massenverlust in der Simulation nachgerechnet. Das Ergebnis ist linear, ca. 1,2 m pro 1000000 Tonnen in der Sekunde in 100 Jahren. Ein genaues Ergebnis ist nicht ganz einfach zu bekommen, weil die Erdbahn abhängig von den Anfangsbedingungen etwas eiert.

Gruß

MAC

Hallo MAC,

Mensch, da hast du dir ja richtig Mühe gegeben. Echt super! Einen Fehler konnte ich nicht feststellen. Ich resümiere das Resultat: pro 1e9 kg/s Masseverlust ergeben sich ca. 1,2 m Radiuszunahme in 100 Jahren.

Laut Wikipedia (Sonne) beträgt der Masseverlust durch Strahlung und Sonnenwind zusammen ca. 5,28e9 kg/s. Setz man dies nun in obige Rechnung ein, ergeben sich 6,336 m Radiuszunahme in 100 Jahren.

Dies entspricht den Messergebnissen von 2005 (ca. 7 m +-2 m).

Gruß micl

 

[Bynaus]

Dies entspricht den Messergebnissen von 2005 (ca. 7 m +-2 m).

Sehr interessant - da frage ich mich, warum der Autor des im Eingangspost gelinkten Artikel behauptet, die Bewegung liesse sich mit dem herkömmlichen Wissen nicht erklären...???

 

[mac]

Verstehe ich auch nicht, beunruhigt mich aber, es wäre gut wenn das nochmal von einigen anderen nachvollzogen werden könnte, nicht daß ich da irgendwo einen blöden Fehler gemacht habe? Man selbst ist bei solchen Kontrollen ja oft betriebsblind.

Gruß

MAC

 

[micl]

Vielleicht waren diejenigen, die es als Rätsel bezeichnet haben, einfach zu faul zum Rechnen (oder Denken). Man nennt es erst mal "Rätsel" und wartet bis jemand die Lösung präsentiert. Diese Arbeit hat jetzt MAC geleistet. Hoch soll er leben!

 

[mac]

ohne zuverlässige Kontrollen und Bestätigungen glaube ich das nicht! Schau Dir mal an, an was die alles gedacht haben bei der Pioneer Anomalie! Prüft es nach! Ich finde zwar nichts, aber was will das schon heißen?

MAC

 

[mac]

Hallo micl,

ich muß Dich leider enttäuschen, einen Fehler habe ich gerade gefunden. Ich habe nicht mit vielfachen von 1 MegaTonne gerechnet sondern schon mit vielfachen des tatsächlichen Gewichtsverlustes, also nur 1/5 ist erklärbar.

Gruß

MAC

 

[micl]

Hallo MAC,

na das entspricht ja dann wieder unseren urspünglichen Ergebnissen. Morgen kniehe ich mich trotzdem noch mal in dein Sheet rein.

Gruß micl

 

[micl]

@MAC: Mit dem Sheet hatte ich ein paar Probleme, aber ich glaube, das Verfahren ist korrekt.

Aus einem anderen Forum habe ich diesen Ansatz:

Auf einer Kreisbahn um einen Zentralkörper mit der Masse m hat jedes Kilogramm eines umlaufenden Körpers die spezifische Gesamtenergie E=v²/2-f*m/r=-f*m/(2*r) [J/kg]

Duch Abnahme der Masse des Zentralkörpers um dm (also: m2=m1-dm), erhöht sich die potenzielle Energie des umlaufenden Körpers. Er versucht dies auszugleichen, indem er eine weiter außen liegende Kreisbahn anstrebt. Deren Radius ist um dr größer als die ursprüngliche Kreisbahn.

dr=r*[(m-dm)/(m-2*dm)-1]

Man kommt hiermit auch auf 1,25 cm/a. So richtig nachvollziehen kann ich die Umformung allerdings nicht.

 

[mac]

Hallo micl,

ich wollte Dir mein EXCEL-Blatt per E-mail schicken, das ging leider nicht. Wenn Du es noch brauchst, dann melde Dich!

Bitte fasse das Folgende nicht als Belehrung auf, ich schreibe es nur deshalb auf, damit Du weist wonach Du fragen kannst, um die Sache zu klären. Ich schreibe es auch deshalb so ausführlich, damit es auch Menschen die nicht mit dieser Materie vertraut sind, den Sinn verfolgen können. Wenn ich die erste Gleichung richtig lese, kann sie nicht richtig sein, da Energie (E) nicht = V^2 ist, da muß noch die Masse mit enthalten sein, so wie bei E=m*c^2. Vieleicht ein Schreibfehler? V interpretiere ich als Geschwindigkeit also m/s hierbei bedeutet m Meter, und s Sekunde. Der zweite Teil der ersten Gleichung -f*m/r hat (immer nur solange wie ich die Terme richtig interpretiere) auch nichts mit Energie zu tun, m habe ich hier wie Du es aufgeschrieben hast als Masse angesehen und f wird normalerweise für Kraft verwendet und Kraft ist Masse * Beschleunigung oder kg*m/s^2. Energie ist Arbeit und Arbeit ist Kraft * Weg oder kg*m^2/s^2 was ja auch bei der Energie in Einsteins Formel herauskommt. In einer solchen Gleichung müssen die beiden Ausdrücke die man voneinander subtrahiert die gleiche Einheit haben, sonst versucht man die berühmten Äpfel von den ebenso berühmten Birnen zu subtrahieren. Ohne zu wissen, was genau mit den Buchstaben gemeint ist, ist das aber kaum zu erkennen. Ich habe es auch nur vermutet aufgrund mir geläufiger Konventionen.
Ich bin aber sehr an diesem Weg interessiert und wenn Du das noch klären kannst, dann würde ich mich freuen.

herzliche Grüße

MAC

 

[micl]

Hallo MAC,

den Ansatz habe ich aus eine anderen Forum kopiert, da mir das Resultat einigermaßen plausibel erschien. Nachvollziehen kann ich die Rechnung aber, wie schon erwähnt, auch nicht wirklich (dachte, ich bin zu blöd).

Momentan komme ich nicht in das Forum rein. Der Server ist wohl gestört. Es ist auf http://www.uni-protokolle.de/foren/ dann auf "Physik" und hier ist es der Thread "Simples mechanisches Problem (oder nicht?)". Dort kannst Du ja noch mal nachhaken.

Beste Grüße
micl

 

[mac]

Hallo micl

schon mal vorab. ich habe in dem Link den Du mir angegeben hast nachgelesen und gesehen daß f für die Gravitationskonstante steht (dieser Gebrauch von f ist mir zwar nicht geläufig aber wenn man es erklärt ist es ok) Mit E ist nicht Energie gemeint sondern Energie/Masse. Mit diesen beiden Erklärungen ist die erste Gleichungskette OK.
Tut mir leid wenn ich Dich mit meinem letzten Post verwirrt haben sollte, aber ohne die Erklärungen für die einzelnen Ausdrücke war die Gleichung für mich nicht verständlich.

Gruß

MAC

 

[mac]

Hallo Wolfgang,

ich meine daß es hier besser aufgehoben ist

eigentlich hatte ich das anders gemeint und zwar nicht Masserverlust durch Sonnenwind, sondern den Sonnenwind selbst, der konstant Druck auf das Magnetfeld der Erde ausübt und gewissermaßen die Erde "wegbläst" .

so ganz abwegig kam mir diese Überlegung gar nicht vor.

Ich hab’ das mal überschlagen.

1 E 9 kg Masseverlust/s durch Sonnenwind
Sonnenwindgeschwindigkeit 400 bis 900 km/s

Die größte Unsicherheit ist die Auffangfläche, die das Erdmagnetfeld bildet. Wenn ich die Reichweite des van Allen Gürtels (45000 km über der Erdoberfläche) zugrundelege, dann könnten von dieser Fläche rund 118 kg Masse des Sonnenwindes pro Sekunde aufgefangen werden. Ob das auch geschieht, oder das Meiste nur vorbeigelenkt wird? Eine weitere Unsicherheit.

Nehme ich 900 km/s für die kinetische Energie, dann sind das in 100 Jahren 1,5E23 Joule.

Um die Erde im Gravitationsfeld der Sonne 100 m ‚hoch’ zu heben, muß man 3,54E24 Joule aufbringen.

Wenn alle Partikel die nahe genug an der Auffangfläche vorbeikommen, auch aufgefangen werden, die mittlere Geschwindigkeit der Partikelmasse bei 450 km/s liegt, und die tatsächliche Auffangfläche bis zur Mondbahn reicht, dann wär’s die Erklärung.

Scheint doch nicht so ganz zu reichen.

Es ist schon etwas spät. Gerade ist mir aufgefallen, daß ich mit 100 m Bahnerweiterung statt mit 10 m gerechnet habe. Hm! Dann allerdings wären wir aber schon ganz schön dicht an der richtigen Größenordnung? Ob man diese Energiequelle wohl geprüft hat?

Herzliche Grüße

MAC


Verwendete Formeln
(Kinetische Energie des Sonnenwindes = ½ * Masse (in kg) der aufgefangenen Partikel * Geschwindigkeit (in m/s) dieser Partikel^2
Arbeit zum ‚heben’ der Erdbahn = Masse der Erde * Beschleunigung durch die Sonne * Hubhöhe
Beschleunigung durch die Sonne = Gravitationskonstante * Masse der Sonne / 1AE^2
1AE = eine astronomische Einheit in m)

 

[Ich]

Hi mac,

da hast du ein paar Würmer drin. Vor allem hast du die Impulserhaltung vergessen. Die verbietet die Verwndlung von kinetischer Energie des Sonnenwinds in kinetische (oder potentielle) der Erde.
Fast alles wird in Wärme umgewandelt, übrig bleibt ein absolut unbedeutender Strahlungsdruck auf die Erde.

 

[UMa]

Hallo,

bei a.de hatten wir das Thema auch schon, da hatte ich verschiedene Effekte ausgerechnet. Siehe hier
http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/showflat.php/Cat/0/Number/392855/an/0/page/11#392855

Systematische Abweichungen durch die verschiedene Sonden halte ich für die wahrscheinlichste Ursache.

Grüße UMa

 

[Klaus]

Hallo Mac,

der Partikelstrom beschleunigt nicht den Erdumlauf, da er die Erde senkrecht zur Erdbahn trifft. Die Kraft der Partikel entspricht daher lediglich einer Veringerung der Anziehungskraft der Sonne und bewirkt somit nur eine konstant (!) größere Umlaufbahn.

 

[Bewegt]

Bei Wickipedia findet man unter Sonnenwind
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenwind
die Größenordnung des Massenverlustes.

Der Massenverlust durch Strahlung liegt ca. 2 Größenordnungen darunter. Kann man über die Solarkonstante rechnen.

Drückt der Sonnenwind ( seine Masse ) die Erde langsam von der Sonne weg (?) , weil der Van Allen Strahlengürtel der Erde wird ja von ihm auch tropfenförmig verzerrt. Gleichzeitig steigt ja die Masse der Erde durch Meteoriten an, die Masse der Sonne nimmt ( vielleicht sogar nahezu mit Lichtgeschwindigkeit ) ab.

 

[mac]

Hallo alle miteinander!

Erst mal vielen Dank für Eure Antworten. Eigentlich wollte ich das Thema gar nicht unbedingt wieder aufkochen, denn wie UMa schreibt, liegt das alles ziemlich dicht an den derzeitigen Messgrenzen.

Trotzdem ein paar Antworten auf Eure Beiträge.

@ich: bezogen auf eine gerichtete, verlustlose Impulsübertragung auf die Erde/Atmosphäre hast Du sicher recht. Ich bin aber von einer Impulsübertragung auf das Magnetfeld ausgegangen. Das Magnetfeld wird durch den Sonnenwind deformiert, das kann doch eigentlich in diesem Zusammenhang nur durch die Übertragung kinetischer Energie stattfinden. Wie effektiv das ist, weis ich aber nicht (hatte ich auch geschrieben)

@UMa: Vielen Dank für den Link! Vieles davon kannte ich noch gar nicht. Sehr interessant.

@Klaus: Stimmt! Hatte ich so spät in der Nacht völlig übersehen.

@Bewegt: Die Angaben zum Massenverlust hatte micl im Beitrag 19 und ich im Beitrag 21 entsprechend korrigiert.

Drückt der Sonnenwind ( seine Masse ) die Erde langsam von der Sonne weg (?) , weil der Van Allen Strahlengürtel der Erde wird ja von ihm auch tropfenförmig verzerrt.

Wie Klaus schon geschrieben hatte und ich mir nur nicht klar gemacht hatte, drückt der Strahlungsdruck senkrecht zur Bewegungsrichtung, Im Sommer in die eine Richtung, im Winter in die andere Richtung, kommt also außer geringfügig verringerter Schwerkraft nichts bei rum.

Gleichzeitig steigt ja die Masse der Erde durch Meteoriten an, die Masse der Sonne nimmt ( vielleicht sogar nahezu mit Lichtgeschwindigkeit ) ab.

was Du damit sagen willst, hab’ ich nicht verstanden.

Herzliche Grüße

MAC

PS Diese Idee Wolfgang, müssen wir also begraben.

 

[Bewegt]

@Bewegt: ... Im Sommer in die eine Richtung, im Winter in die andere Richtung, kommt also außer geringfügig verringerter Schwerkraft nichts bei rum.

von schräg und ein halbes Jahr später von noch schräger alles mit Schwebkraft

was Du damit sagen willst, hab’ ich nicht verstanden.

den Masseverlust der Sonne nur durch Sonnenwind und nicht im Geringsten durch Lichtstrahlen

 

[mac]

Hallo Bewegt,

den Masseverlust der Sonne nur durch Sonnenwind und nicht im Geringsten durch Lichtstrahlen

durch Strahlung ist der Masseverlust etwa 4 mal so hoch wie durch den Sonnenwind.

http://de.wikipedia.org/wiki/Sonne

Herzliche Grüße

MAC