Mondflucht ja, aber warum?

mac

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Ich antworte hier auf eine Frage die sich auf diesen Thread bezieht, aber in einem anderen Thread von FAKT gestellt wurde. (siehe Verlinkung im Zitat)

Hallo Chrischan,

Also konnte Chrischan meine Fragestellung gut interpretieren und verstehen.
Er hat wohl einen Sinn erkannt von der umfassenden Fragestellung und war in der Lage eine Stelle zu akzeptieren, diese als kompetent einzustufen. Was nicht kompetent zu erachten war für ihn dann dementsprechend nicht kompetent.
freie Auswahl Chrischan, mach was draus! ;)



Hallo FAKT,

Es ist eine ungefähre, geschätzte Zuordnung.
Also konnte Chrischan ein eindeutiges < Nein > nicht aufbringen.

Frage an MAC:
Bist du für ein "Jein", ein "nicht ganz Nein" jedoch eher für ein Nein, oder doch eher für Ja aber in Erwägung mit einer anderen Definition oder Begründung wieder für ein Nein, was eine Enthaltung sein soll?
DM spielt bei dieser Frage keine meßtechnisch erfaßbare Rolle. Also im Sinne Deiner Frage (wenn sie denn den von mir vermuteten Sinn hat)
Gibt es überhaupt eine Formel, die das hier von euch allen bereits oben alles erwähnte, mit Dunkler Materie berücksichtigen kann?
ein klares und uneingeschränktes Nein, denn es gibt hier nichts was berücksichtigt werden müßte und wenn man etwas berücksichtigen müßte, dann ändert das nichts an der Formel sondern nur an den zu berücksichtigenden Massen.

Herzliche Grüße

MAC
 
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Chrischan

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Hallo FAKT,
Also konnte Chrischan meine Fragestellung gut interpretieren und verstehen.
Er hat wohl einen Sinn erkannt von der umfassenden Fragestellung und war in der Lage eine Stelle zu akzeptieren, diese als kompetent einzustufen. Was nicht kompetent zu erachten war für ihn dann dementsprechend nicht kompetent.
da traust Du mir zuviel zu. Es war eher ein "Raten" denn ein "gut interpretieren und verstehen". Frei nach dem Sprichwort "Ein blindes Huhn findet auch mal ein Korn"

Das "sollte" in
Auf kleinen Skalen (Erde - Mond) sollte die Wirkung von DM [...] keine Rolle spielen
sollte eher verdeutlichen, daß DM eben etwas ist, von dem wir momentan maximal ahnen was es sein könnte und deren Verteilung man nur indirekt feststellen kann.

Also konnte Chrischan ein eindeutiges < Nein > nicht aufbringen.
Bin mir nicht sicher worauf Du ein "Ja", "Nein" oder auch "Jein" haben wolltest...

In Anlehnung an Mac's Interpretation würde ich ergänzen:
Sollte sich z.B. herausstellen, daß DM auf kleinen Skalen identisch verteilt ist wie die sichtbare Materie (Also z.B. 80% der Sonne, der Planeten und Monde aus DM bestehen), dann könnte man entweder die Massen korrigieren oder aber z.B. die Gravitationskonstante oder man würde (vermutlich am sinnvollsten) eben weiter sagen, "die Sonne hat eine Gesamtmasse von 1,989e30 kg bestehend zu 80% aus DM und 20% BM".
Das Weltbild würde nicht wirklich ins wanken geraten, nur der Begriff "Masse" müsste genauer definiert werden.

Gruß, Chrischan
 

Luzifix

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Hallo mac!

Es war sehr freundlich von Dir, daß du hier mal eben aus dem Handgelenk mathematisch Klarheit in diese Sache gebracht hast. Mich haben die widersprüchlichen Informationen auf den beiden Seiten von Wikipedia dazu bloß verwirrt.
 
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mac

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Hallo Chrischan,

Das "sollte" in

sollte eher verdeutlichen, daß DM eben etwas ist, von dem wir momentan maximal ahnen was es sein könnte und deren Verteilung man nur indirekt feststellen kann.
das ist der vorsichtige und klügere Standpunkt, wenn es um direkte Aussagen zu DM geht.



In Anlehnung an Mac's Interpretation würde ich ergänzen:
Sollte sich z.B. herausstellen, daß DM auf kleinen Skalen identisch verteilt ist wie die sichtbare Materie (Also z.B. 80% der Sonne, der Planeten und Monde aus DM bestehen), dann könnte man entweder die Massen korrigieren oder aber z.B. die Gravitationskonstante oder man würde (vermutlich am sinnvollsten) eben weiter sagen, "die Sonne hat eine Gesamtmasse von 1,989e30 kg bestehend zu 80% aus DM und 20% BM".
nehmen wir mal an es wäre so. Dann hätten wir nicht nur ein Problem mit dem Bethe-Weizäcker-Zyklus in Kombination mit der Masse-Leuchtkraftrelation und dem Herzsprung-Russel-Diagramm, sondern auch entweder das Problem daß sich die Sterne im inneren Teil der Galaxien viel zu langsam um das galaktische Zentrum bewegen (wenn unsere Sonne z.B. 5*M0 Masse hätte) oder (bei 1*M0) nach wie vor das Problem, daß sich die weiter entfernten Sterne viel zu schnell bewegen und wir erneut DM brauchen würden.

Herzliche Grüße

MAC
 

Luzifix

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Auf den Gezeiten-Seiten in Wikipedia steht weiter unten, daß die modernste Auffassung sei, daß die Meere in ihren Becken hin und her schwappen (=schwingen) und daß die Mondgravitation dazu nur als Anregung bzw. Energiespender dient. Das allerdings kann ich mir gut vorstellen. Es würde jedoch bedeuten, daß die Kräfte der bewegten Wassermengen viel größer sind und daß der Mond die (Lage-)energie, die er an die Ozeane "spendet" verliert. Das müßte sich in einer stetigen Annäherung ausdrücken, nicht in einer Mondflucht. So, wie es Krokodildandy im Anfangspost dieses Threads behauptet hat. Sein Verdacht, so will ich es mal nennen, ist also berechtigt.

Was mac hier berechnet hat, ist ein statischer Zustand, bei dem der Mond einerseits die Existenz der Flutberge ständig unter Einsatz von Energie aufrecht erhält, während der sich gleichzeitig von deren tangential wirkenden Kraftkomponente beschleunigen und auf einen höheren Orbit heben läßt. Das war zwar sehr elegant anzuschauen, ich halte es jedoch für gewagt. Und zwar deshalb, weil ohne den Drehimpuls und die Gravitationsbindung der an den Flutbergen "hängenden" Erde der Zustand statisch und keinerlei Beschleunigung in dem System möglich ist.

Der einzige Lieferant für die Energie, die den Mond beschleunigen könnte, ist der Drehimpuls der Erde inclusive Flutberge. Und auch das nur, weil sie sich etwas schneller als der Mond vor den Flutbergen herdreht und bemüht ist, diese Massen mitzunehmen. Es besteht also eine schwingende gravitative Bindung Erde-Flutberge-Mond, in der ständig Energie von der Erde auf den Mond übertragen wird. Würde sich die Erde nur so schnell drehen, wie der Mond umläuft, würde die theoretische Beschleunigung des Mondes verschwinden. Die Kräfte wären im Gleichgewicht (was mac gerechnet hat, er hat es aber nicht so gesagt, vielleicht auch nicht so gemeint).

Vereinfacht könnte man sich die Beschleunigung des Mondes so vorstellen, wie einen Drachen, den ein Kind auf der Erdoberfläche laufend in die Luft bekommen möchte. Die Schnur, über die die Kraft übertragen wird ist tangential zur Erdoberfläche, die bloße kraftschlüssige Bindung zwischen Kind und Drache würde ihn in keiner Weise bewegen. Das Kind muß beschleunigen, Energie aufbringen.

So, und jetzt denkt Euch mal die spiralig-elliptische Bewegung, die der Mond aufgrund dieser Verhältnisse macht in das Modell, das ich mit SpiderPig und Lina-Inverse ab Post 55 diskutierte. Ihr werdet sehen, daß die Kraftvektoren der Sonne nicht mehr symmetrisch auf die beiden Bahnhälften wirken und das Abwandern des Mondes von der Erde dadurch verstärken.

Nun habe ich das unbestimmte Gefühl, der Himmel fällt mir gleich auf den Kopf.
 
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Krokodildandy

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Das müßte sich in einer stetigen Annäherung ausdrücken, nicht in einer Mondflucht. So, wie es Krokodildandy im Anfangspost dieses Threads behauptet hat. Sein Verdacht, so will ich es mal nennen, ist also berechtigt.

Hallo Luzifix

Es freut mich, dass Du so kompetent an die Sache herangehst. Wenn wir auch hier auf "Astronomie allgemein" sind, geht es trotzdem gegen den Mainstream. Tatsache ist, dass viel Unsinniges, als Wahrheit hingenommen, in den Lehrplan aufgenommen wird.

Nun wäre zu überprüfen, ob Helmuts Durchrechnung einer jährlichen Mondflucht von rd. 3,7 cm/a gerecht wird. Mein HP-Taschenrechner ist eingegangen; mit dem TI-30X II, bin ich auch nicht konkurrenzfähig. nur wenn sich kein Geübterer findet werde ich selbst rechnen - auf diesem Tread
haben wir ja Zeit genug. Auf "Gegen den Mainstream" nicht.
 

Aragorn

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Auf den Gezeiten-Seiten in Wikipedia steht weiter unten, daß die modernste Auffassung sei, daß die Meere in ihren Becken hin und her schwappen (=schwingen) und daß die Mondgravitation dazu nur als Anregung bzw. Energiespender dient. Das allerdings kann ich mir gut vorstellen. Es würde jedoch bedeuten, daß die Kräfte der bewegten Wassermengen viel größer sind und daß der Mond die (Lage-)energie, die er an die Ozeane "spendet" verliert. Das müßte sich in einer stetigen Annäherung ausdrücken, nicht in einer Mondflucht. So, wie es Krokodildandy im Anfangspost dieses Threads behauptet hat. Sein Verdacht, so will ich es mal nennen, ist also berechtigt.
Der Zusammenhang erschliesst sich mir nicht. Die Resonanzen werden nur als Zusatzerklärung benötigt, weshalb die Tidenhöhe an manchen Orten um einiges vom Erwartungswert abweicht. Das ändert an der Größe und Richtung des Massentransportes nichts wesentliches.

Außerdem spendet der Mond den Flutbergen keine Lageenergie mehr. Erst wenn sich die gesamte durch Gezeitenkräfte hervorgerufene Massenverlagerung im Mittel über einen gewissen Zeitraum betrachtet ändern würde, würde Lageenergie zwischen den Himmelskörpern ausgetauscht. Das ist (sofern man nicht riesige Zeiträume, also viele Milliarden Jahre betrachtet) nicht der Fall.

Gruß Helmut
 
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Luzifix

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Nun wäre zu überprüfen, ob Helmuts Durchrechnung einer jährlichen Mondflucht von rd. 3,7 cm/a gerecht wird. Mein HP-Taschenrechner ist eingegangen; mit dem TI-30X II, bin ich auch nicht konkurrenzfähig....

Hast Du nicht Excel installiert? Open office tuts vielleicht auch, da kannst Du die Berechnung, so wie sie mac hier sehr ausführlich beschrieben hat, mal in den einzelnen Schritten in Spalten schreiben. Lade Dir dazu die Skizze, auf die Aragorn verlinkt hat, herunter, dann brauchst Du es nicht extra zu zeichnen.

Dann schau Dir auchmal das hier an: http://www.uni-muenster.de/imperia/...onen/rotationsenergie_und_gezeitenreibung.pdf

Das hier steht u.a. in Wikipedia unter
Präzession

Wegen ihrer Abplattung hat die Erde einen Äquatorwulst, der aufgrund der Schiefstellung der Erdachse gegen die Bahnebene geneigt ist. Die von der Sonne, dem Mond und den anderen Planeten ausgeübten Gravitationskräfte versuchen den Wulst in die Bahnebene zu ziehen. Aufgrund dieses Drehmomentes unterliegt der Drehimpuls der Erde einer langsamen Veränderung. Die Kreiselgesetze verhindern allerdings, dass die Erde sich senkrecht zur Bahnebene aufrichtet. Stattdessen behält die Erdachse ihre Neigung bei, aber die Richtung, in die sie geneigt ist, schwenkt im Verlauf von etwa 26000 Jahren einmal um 360° herum.
Und das hier unter
http://de.wikipedia.org/wiki/Erdrotation

Die Auswertung zahlreicher Beobachtungen aus den letzten 2700 Jahren zeigt, dass die Tageslänge während dieses Zeitraums im Mittel um etwa 17 μs pro Jahr zunahm [1][2]. Dies stimmt gut überein mit dem unabhängig davon gewonnenen Befund, dass die Tageslänge einerseits wegen der Gezeitenreibung um etwa 23 μs pro Jahr zunimmt[3] (über die Drehimpulserhaltung abgeleitet aus dem beobachteten Einfluss der Gezeitenreibung auf die Bewegung des Mondes), während die durch die postglaziale Landhebung verursachte Verschlankung der Erde wegen des damit einhergehenden Pirouetteneffektes die Tageslänge um etwa 6,0 μs pro Jahr verkürzt[4] (da das Volumen der Erde sich nicht ändern kann, führt die Hebung polnaher Gebiete zu einer Schrumpfung des Äquatorwulstes. Eine Kugel mit geringerer Abplattung hat ein geringeres Trägheitsmoment).

Die Tageslänge vor 4 Mr Jahren betrug 14h, das habe ich hier nicht mit kopiert.

Was die Anhebung der Mondbahn um 4 cm /Jahr für Energie kostet, hat mac ausgerechnet:
[zitat] Eine Bahnanhebung kostet Energie.

Energie = Gravitationskonstante * MasseMond * MasseErde * (1/Abstand vorher – 1/Abstand nachher)

= 6,67E-11m^3 kg^-1 s^-2 * 7,349E22kg * 5,974E24kg / (1/3,8E8m – 1/(3,8E8m+0,04m) = 8,11E18 J [Zitat Ende]

Die Rotationsenergie der Erde in J beträgt [ Erot=1/5*m *r²*w² insgesamt inclusive Flutberge]: ( mittl. Masse 5,9736E24kg und Radius 6,371E6m aus Wikip; w=72,921E-6 rad/sek)

Damit kannst Du jetzt nach dem Vorgehen von mac in seiner Beispielrechnung in EXCEL nachprüfen, ob sich die Verluste an Rotationsenergie und die Entfernung in den letzten 4 Mr Jahren einigermaßen entsprechen oder nicht. Und zwar völlig unabhängig davon, ob mac und aragorn grundsätzlich recht haben oder nicht. Du kannst das auch in die Zukunft fortrechnen und daraus herleiten, wie lange sich die Erde noch schneller dreht als der Mond umläuft, wann der Mond also dauerhaft über einem Erdteil oder Meer stehen bleiben wird. (Ich traue mir gar nicht vorzustellen, was dann mit den Gezeiten wird? - eine Beule aus Wasser??)

@aragorn: Über Deine Kritik muß ich erst noch einmal nachdenken.
 
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mac

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Hallo Luzifix,

Eine Bahnanhebung kostet Energie.

Energie = Gravitationskonstante * MasseMond * MasseErde * (1/Abstand vorher – 1/Abstand nachher)

= 6,67E-11m^3 kg^-1 s^-2 * 5,349E22kg * 5,974E24kg / (1/3,8E8m – 1/(3,8E8m+0,04m) = 8,11E18 J
hier ist ein Schreibfehler (von mir) bei der Mondmasse, den ich einige Posts später auf 7,349E22kg korrigiert hatte. Gerechnet hatte ich allerdings mit der richtigen Mondmasse.

Herzliche Grüße

MAC
 

Luzifix

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Entschuldige mac, daß ich das schon wieder vergessen hatte!

(hatte mich nämlich gerade mit dem rad verrechnet und deshalb rot bis hinter die Ohren...)
 

Krokodildandy

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Also wir brauchen 8E18 J und haben mit der Überschlagsrechnung 2E19 J. Mehr als genug für einige vielleicht zu optimistische Annahmen, für weitere Gezeitenbremsung der Erdrotation und was weiß ich noch alles. Geht man tiefer in die Details wird es wie meistens ganz schnell ganz unübersichtlich.

Herzliche Grüße

MAC

Hallo mac

Herzlichen Dank für Deine umfangreiche Überschlagsrechnung. So wie Spider, glaube auch ich nicht, dass Du dich verrechnet hast. Verblüffend ist aber das Verhältnis 8E18 J : 2E19 J = 8 : 20 = 2 : 5 (Kaufmännische Proportion).

Immerhin hast Du die populäre Mondflucht-These in den Bereich der Glaubwürdigkeit gerückt. Ein Diskussions-Teilnehmer hatte mich belehrt, dass die Kontinente nicht auf einer Flüssigkeit schwämmen; Du hingegen hast hier entscheidende Parameter eingesetzt.

Trotzdem würde es mich freuen, wenn auch Spider die Berechnung durchführte.

LG,:)K
 

mac

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Hallo Josef,

Verblüffend ist aber das Verhältnis 8E18 J : 2E19 J = 8 : 20 = 2 : 5 (Kaufmännische Proportion).
wenn Du Dir mal anschaust wie ich die Masse der beiden 'Flutberge' überschlagen habe, dann siehst Du, daß dahinter überhaupt keine Bedeutung steckt. Da ist locker ein Faktror 3 drin und die Flutberge aus Wasser habe ich gänzlich unberücksichtigt gelassen, auch weil ich dazu keine brauchbaren Angaben fand, was deren Höhe und Transport durch Viskosität und Erddrehung anbelangt.

Herzliche Grüße

MAC
 

Krokodildandy

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Hallo Mac

Wie steht es mit den 30° Vorlauf der Flutberge? Die hab ich nirgendwo gefunden. Ein Faktor wäre auch die Atmosphäre mit Ihren besonders hohen Flutbergen.

LG,:)K
 

Luzifix

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Hallo Mac

Wie steht es mit den 30° Vorlauf der Flutberge? Die hab ich nirgendwo gefunden.

Ich auch nicht. Damit überhaupt irgendwelche Beschleunigungsenergie übertragen werden kann, darf meiner Meinung nach der Winkel zwischen Mond und Flutberg nicht konstant bleiben. Im Übrigen habe ich mehrere widersprüchliche Informationen in den einschlägigen Quellen im Internet gefunden. Unter anderem das hier:

http://www.weltderphysik.de/de/5252.php
 
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