Fragen die mich nicht in Ruhe lassen

Stardust

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Hallo Allerseits, ein lange Mitlesender hat sich endlich angemeldet. ;)

Vorab, ich bin kein Wissentschaftler.

Der Drehimpuls, der von Mikro- bis Makrostruktur in diesem/unseren Universum zu finden ist, kann ich mir nicht so wirklich erklären.

Wo kommt der her oder was ist die Usache?

Bekannt ist ja, das die Natur generell den Weg des einfachsten Widerstandes geht, so weit so gut, ABER:

Was versetzt Galaxien in Rotation?

Warum kreisen Planeten um Sonnen?

Weshalb hält sich die Atomhülle durch Rotation stabil um den Kern?

Woher kommt der Drehimpuls?

OK, das Atom habe ich heute extra nochmal bei Wikipedia versucht zu studieren, die Protonen (woraus sie immer bestehen mögen) werden durch Neutronen (woraus sie immer bestehen mögen) 'abgeschirmt', um durch gleiche Ladungen nicht auseinander getrieben zu werden. Wie ich das verstanden habe bleibt der Kern jedoch weiterhin positiv geladen, also Elektronen werden vom Kern angezogen. Wie ich das bisher verstanden habe ist allein die Fluchtgeschwindigkeit der um den Kern rotierenden Elektronen maßgeblich, das diese nicht in den Kern fallen und die Ladungen sich ausgleichen? Warum machen sich Atome diese 'Arbeit'?

Weiter geht es in etwas größerem Maßstab, mit Sonnensystemen. Aus der Staubscheibe um einen entstehenden Stern bilden sich mitunter Planeten usw. Ein Planet, wie z.B. die Erde ist entstanden und hat eine Eigenrotation, rotiert um seine Sonne. Doch warum? Was ist der Anstoß für die Rotation?

Desweiteren die Rotation der meisten Galaxien, warum rotieren diese?

War der eventuelle Urknall nur ein Rotationsimpuls, der in Ruhe befindliche Materie zum Anstoß bewegt hat?

Gibt es gar keine Dunkelmaterie (deren Definition ich nicht verstehe) und die sich erweiternde Ausdehnung unseres Universums ist nur eine Folge einer Rotation des Universums?

Noch viele Fragen stellen muß, das soll die erste sein. ;)
 

Ich

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Hi erstmal,

Woher kommt der Drehimpuls?
Versuch dich erstmal in das Konzept "Drehimpuls" einzudenken, dann lösen sich die Rätsel. http://de.wikipedia.org/wiki/Drehimpuls
Wenn das ganze Universum nur aus zwei Teilchen bestünde, die in irgendwelche Richtungen fliegen, dann haben diese beiden gemeinsam bereits Drehimpuls. Nicht weil irgendwelche Rotationen vom Urknall auf sie einwirken, sondern weil ihre Impulse (ihre Bewegungsrichtungen) im Allgemeinen nicht auf einer Linie liegen. Mehr ist nicht dahinter.
Wenn diesen beiden Teilchen nun einfällt, sich aneinander zu binden, dann bleibt dieser Drehimpuls erhalten und führt dazu, dass sie sich umkreisen. Einzig und allein, weil sie sich nicht genau getroffen haben, und nicht, weil ein geheimnisvolles Prinzip plötzlich "Drehung" einführt.
Was versetzt Galaxien in Rotation?

Warum kreisen Planeten um Sonnen?
Derselbe Grund. Zwei Gaswolken sind nicht genau aufeinander zugestürzt, sondern mit leichtem Versatz. Das ist immer so, weil man so genau gar nicht zielen könnte.
Weshalb hält sich die Atomhülle durch Rotation stabil um den Kern?
Das hat erstmal nichts mit Drehimpuls zu tun. In vielen Orbitalen (s-Orbitale heißen die) hat's gar keinen Drehimpuls, die Atome sind trotzdem stabil. Deine Vorstellung entspringt dem Bohr'schen Modell, und das ist falsch.
 

Orbit

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Hallo Stardust
Willkommen im Forum!
Dein Fragenkomplex zur Rotation ist sehr interessant.
Auch ich wälze immer wieder solche Fragen. Da auch ich Laie bin, kann ich Dir ausser einer einzigen keine bündigen Antworten geben. Diese einzige betrifft Deine letzte Frage
...Ausdehnung unseres Universums ist nur eine Folge einer Rotation des Universums?
Eine Rotation des Universums wird nicht festgestellt, und die Expansion hat bestimmt nichts mit Rotation zu tun.
Aber sonst!?
Ich denke, man muss generell zwischen Rotation und Drehung unterscheiden, um weiter zu kommen. Rotation gibt es im Makrobereich. Im Quantenbereich wird man eher an Drehung denken.
Atome sind nicht miniaturisierte Planetensysteme. Atomkerne erst recht nicht.
Spin und Bahndrehimpuls von Teilchen sind Quantenbedingungen, denen keine konkrete Vorstellung aus der Alltagswelt zu Grunde liegt.
So viel fürs erste. Da werden wir wohl noch lange diskutieren.

Herzlich Grüsse
Orbit
 

komet007

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Derselbe Grund. Zwei Gaswolken sind nicht genau aufeinander zugestürzt, sondern mit leichtem Versatz. Das ist immer so, weil man so genau gar nicht zielen könnte.

Angenommen ein Raumgebiet verdichtet sich innerhalb eines Galaxienhaufens, woraus sich schließlich eine Galaxie bildet. Hätte die Corioliskraft des Haufens nicht auch eine Auswirkung auf die Drehimpulsrichtung der Galaxie gehabt?

Weiter angenommen, eine Globule wird durch eine Supernovaexplosion aus ihrer Staubwolke gelöst. Der Drehimpuls wird ihr dabei durch äußere Einflüsse vorgegeben. Ebenso würde sich dieser auf eine mögliche Protoplanetare Scheibe übertragen.

Ich denke mal, dass es grundsätzlich auch einige "äußere" Einflüsse auf die Drehrichtung von Objekten gibt.
 

jonas

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@stardust
Erstmal herzlich willkommen im Forum :)

Zu Deinen Fragen zum (makroskopischen) Drehimpuls gibt es eine sehr schöne Sendung aus der Reihe Alpha Centauri vom Sender BR alpha von Harald Lesch (theoretischer Physiker (und Entertainer :D) an der Uni München):
Sendereihe insgesamt
Warum rotieren Himmelskörper I
Warum rotieren Himmelskörper II
Dazu musst Du den Real Player installieren, den es kostenlos hier gibt.

Die Quintessenz aus den beiden obigen Alpha Centauri Sendungen ist diese: Die im Urknall entstandene Materie, die Urwolke, hatte kleinste Unterschiede in ihrer inneren Bewegung. So dreht sich ein Teil der Wolke ein bisschen nach links, und ein anderer ein bisschen nach rechts. Insgesamt hebt sich der Drehimpuls gegeneinander auf. Durch chaotische gegenseitige gravitative Beeinflussung entstehen immer mehr Wirbel, die zueinander jede mögliche Richtung einnehmen können. Insgesamt bleibt der Drehimpuls der gesamten Masse des Universums Null, aber in einer Unzahl von Untersystemen haben sich unzählige Rädchen gebildet, die völlig chaotisch zueinander rotieren, also wild herumwirbeln. Und zwar auf der grossen Ebene von Galaxienhaufen bis herunter auf die Ebene von Sonnensystemen.

Wenn nun eine kleine Gaswolke unter ihrem eigenen Gewicht kollabiert und in ihrem Zentrum einen Stern bildet, dann zwingt die Gravitation der grossen Masse des Sterns den Rest der Gaswolke in seiner unmittelbaren Umgebung in eine Scheibe. Der Rest, der nicht folgen will, wird rausgeschleudert.

In dieser Scheibe enstehen wiederum kleine Verwirbelungen, die sich zu Planeten verdichten können. Drehimpuls und Corioliskraft führen dann dazu, dass die planetaren Verdichtungen um den Stern den selben Drehsinn erhalten wie das gesamte Sonnensystem. Von Norden (also von irgendwie von oben aus) betrachtet drehen sich die meisten Planeten unseres Sonnensystems nicht nur gegen den Uhrzeigersinn um die Sonne, sondern auch gegen den Uhrzeigersinn um sich selbst. Das ist simple (Dreh)Impulserhaltung, also einfache Mechanik.

Bei den Atomen ist es aber eine völlig andere Sache. IceAge (das ist der Typ mit dem unsäglichen nick "Ich" ... ich nenne ihn englisch buchstabiert I(ai) - C(ci) - H(äitsch), also IceAge :D) hat das (überholte) Bohr'sche Atommodell als irgendwie falsche Vorstellung dessen genannt, was sich auf nuklearer Ebene abspielt: Die Protonen sind positiv geladen, die Elektronen negativ. Damit sie nicht in den Kern stürzen müssten sie mit irrer Geschwindigkeit um den Kern herumsausen wie Satelliten mit Orbitalgeschwindigkeit um die Erde.

Man hat recht schnell im 20. Jahrhundert erkannt, dass die Elektronen in einem solchen (mechanischen) Karussell um den Atomkern eine derartig hohe Schwingungsenergie verlieren würden, dass sie innerhalb von Millisekunden ihre Energie verlieren und in den Atomkern stürzen müssten - was sie aber offensichtlich nicht tun.

Dann kamen Kernphysiker, zusammen mit Quantenphysikern, auf die Idee, dass die Elektronen irgendwie um die Kerne tanzen, und zwar völlig zufällig. Man kann den Elektronen nur eine Wahrscheinlichkeit zuordnen, zu der sie sich an einer bestimmten Stelle aufhalten. Sie tanzen einfach um den Kern herum wie sie gerade Lust haben. Kräfte wie elektrostatische Anziehung gegen Zentrifugalkraft haben hier keinen Platz mehr. Denn hier kommt die Unschärferelation und die Quantenmechanik zum tragen, also Kräfte, die mit der Alltagserfahrung des Makrokosmos nicht mehr kompatibel sind.
 
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aveneer

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@Ich
Wenn das ganze Universum nur aus zwei Teilchen bestünde, die in irgendwelche Richtungen fliegen, dann haben diese beiden gemeinsam bereits Drehimpuls. Nicht weil irgendwelche Rotationen vom Urknall auf sie einwirken, sondern weil ihre Impulse (ihre Bewegungsrichtungen) im Allgemeinen nicht auf einer Linie liegen.
Zwei Punkte bilden nicht immer eine Gerade?
Weil sie den Raum „krümmen“ und daher keine Linie gerade sein kann?
Oder kann der Gesamtimpuls eines Teilchens sich von dessen Flugbahn unterscheiden?
Gruß
Aveneer
 

jonas

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IceAge schrieb:
Nicht weil irgendwelche Rotationen vom Urknall auf sie einwirken, sondern weil ihre Impulse (ihre Bewegungsrichtungen) im Allgemeinen nicht auf einer Linie liegen.
aveneer schrieb:
Zwei Punkte bilden nicht immer eine Gerade?
Zwei Punkte bilden per Definition eine Gerade. Von diesen Punkten gehen nun Vektoren aus, und zwar in der Richtung ihrer Bewegung. Und diese Bewegungsrichtungen sind mitnichten auf die Achse ihrer Verbindungslinie beschränkt.

Sie bewegen sich also mit 99,99999...% in einer unterschiedlichen Achse.

Nachdem sich die zwei Punkte von der sie verbindenden Achse um ein Epsilon seitwärts wegbewegt haben (in gleicher Richtung mit verschiedenen Geschwindigkeiten, oder in gegensätzlicher Richtung mir gleichen Geschwindigkeiten, oder mit welcher Richtung auch immer und Geschwindigkeit auch immer), haben sie eine neue Verbindungslinie zueinander eingenommen. Die Verbindungslinie hat sich also gedreht. Und das nennt man Drehimpuls.

Nur für den Fall, dass sie zueinande in absoluter Ruhe stehen, oder ihre Bewegungsvektoren exakt diametral gegenüberstehen, haben sie zueinander keinen Drehimpuls.

Zunächst haben die unterschiedlichen Vektoren nichts miteinander zu tun ausser ihrer unterschiedlichen Richtung und Geschwindigkeit. Mit der Gravitation ändert sich das: Jetzt kommt Beschleunigung ins System. Und mit ihm Drehimpuls. Und so kommt das ganze Gewimmel in Bewegung.

Edit: @IceAge: habe mit Absicht Vektoren und Kraft nacheinander beschrieben ;) Bitte also nicht zu heftig kritisieren :D
 
Zuletzt bearbeitet:

Ich

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Und mit ihm Drehimpuls. Und so kommt das ganze Gewimmel in Bewegung.

Edit: @IceAge: habe mit Absicht Vektoren und Kraft nacheinander beschrieben Bitte also nicht zu heftig kritisieren
Ich hab noch nie niemand nicht kritisiert. Aber mir war's schon wichtig, dass nicht Drehimpuls reinkommt, sondern dass der da schon immer drin war, und dass Drehimpuls nicht unbedingt eine Drehbewegung impliziert.
 

komet007

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Durch chaotische gegenseitige gravitative Beeinflussung entstehen immer mehr Wirbel, die zueinander jede mögliche Richtung einnehmen können. Insgesamt bleibt der Drehimpuls der gesamten Masse des Universums Null, aber in einer Unzahl von Untersystemen haben sich unzählige Rädchen gebildet, die völlig chaotisch zueinander rotieren, also wild herumwirbeln.

Zu Beginn des Universums muss es jedenfalls hoch chaotisch zugegangen sein.
Materie und Antimaterie vernichten sich gegenseitig fast vollständig.
Die übrig gebliebene Materie hat sehr hohe kinetische Energie.
Es sind vermutlich primordiale Schwarze Löcher entstanden.
Die Dunkle Materie bildet erste Gravitationstöpfe, da sie selbst keine kinetische Energie hat.
Im Grunde müsste der erste Drehimpuls im Universum also von Dunkler Materie ausgegangen sein. Nachdem sich die Materie von der Strahlung entkoppelt hat, konnte sie sich nun gravitativ binden, lt. Theorie wurde sie von der DM eingefangen, wobei sie möglicherweise deren Drehimpuls übernahm.
 

mmgarbsen

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@ Stardust

obwohl meine Meinung hier ja nicht gefragt ist, kann ich mich mal wieder nicht zurückhalten.

> Woher kommt der Drehimpuls ? < Das ist eine sehr gute Frage, die Dir aber wohl niemand erklärend beantworten kann.

Die ganze Fragestellung und Diskussion gehen ja wohl immer von der Selbstverständlichkeit aus, daß der Ruhezustand der Ausgangszustand aller Dinge ist. Und , ist das wirklich so ??

Diese Welt sieht nämlich plötzlich ganz anders aus, wenn man davon ausgeht, daß der Zustand der Bewegung die Ausgangssituation darstellt. Warum sollte sich alles in Ruhe befinden und was ist das überhaupt für ein Zustand? Doch wohl nur eine Annahmen.

MfG
 

Orbit

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Die ganze Fragestellung und Diskussion gehen ja wohl immer von der Selbstverständlichkeit aus, daß der Ruhezustand der Ausgangszustand aller Dinge ist.
Das behauptest DU!
Einsteins Raumzeit, von der wir hier stets ausgehen, ist aber ein dynamisches Konzept.
Das lehnst Du aber ab und erfindest lieber eine eigene Dynamik, die aber nichts mit der Beobachtung zu tun hat.
Das und dass Du Dich unbelehrbar an diese Irrlehre klammerst, ist kurz gesagt der Grund, warum Deine Meinung hier nicht mehr viel gilt.
Orbit
 

Webmaster

Administrator
Teammitglied
Eine Diskussion über die Ideen des Users mmgarbsen bitte ich - bei Bedarf - im Forum "Gegen den Mainstream" zu führen.

Vielen Dank,
Stefan Deiters
 

komet007

Registriertes Mitglied
Eine Diskussion über die Ideen des Users mmgarbsen bitte ich - bei Bedarf - im Forum "Gegen den Mainstream" zu führen.

Nein danke, dachte er würde sich vielleicht ernsthaft an der Diskussion beteiligen, was ich allerdings schade finden würde, wenn er es nicht tut, da mich das Thema selbst sehr interessiert und ich dazu gerne weiterhin konstruktive Vorschläge hören würde.
 

pauli

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Die ganze Fragestellung und Diskussion gehen ja wohl immer von der Selbstverständlichkeit aus, daß der Ruhezustand der Ausgangszustand aller Dinge ist. Und , ist das wirklich so ??
lol :D

Das beste ist ja, das mmgono in diesem thread den Begriff "Ruhezustand" erst einführt um ihn im nächsten Satz in Frage zu stellen :D
 

aveneer

Registriertes Mitglied
@ jonas&Ich
Wenn ich es in eigene Worte fassen darf?
Die Gerade zwischen zwei Punkten stellt nur den Mittelwert dar. Die ständige Abweichung hiervon (kleine Schwankungen) erzeugt dann ggf. Drehimpuls?
Gruß
Aveneer
 
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