Physik? Hab ich noch nie verstanden! Der Thread für Physik-Fragen an die Profis

[brettschmitt]

Gravitation ist eigentlich eine völlig zu vernachlässigende Kraft, die nur in einigen kruden unbedeutenden Feldern der Physik für Berechnungen genutzt wird

Naja, Gravitation hat aber schon umfassende Auswirkungen... Sogar das Licht wird ja verbogen! Natürlich nur, wenn viel Materie zusammenkommt. Das kann man auch ganz leicht selber testen, indem man z.B. vom Dreimeterbrett im Schwimmbad springt... ohne Wasser

Wie die allerersten Materiehaufen entstanden sind, ist natürlich die große Frage.
Die Theorie von winzigen Asymetrien in der "Ursuppe" kurz nach dem Urknall, die für viele lokale Haufenbildungen gesorgt haben, ist ja auch nicht wirklich "bewiesen", oder? Sondern eben eine Theorie, damit es zu dem passt, was wir heute beobachten...

[Setcab]

Gravitation kannst du bei Atommassen völlig vernachlässigen, da um Faktor mindestens 10^30 schwächer als die anderen Kräfte.
Mathematisch kommt dann irgendwas raus, was um viele Potenzen größer ist als das Alter des Universums.
Und physikalisch ist es nicht.

Welche anderen Kräfte wirken denn in der Situation? Bei zwei Atomen, die 1km voneinander entfernt sind, kann man die beiden mE als elektrisch neutral ansehen und Kernkräfte scheiden völlig aus. Ich denke schon, dass das erst mal ziemlich lange von der Gravitation dominiert wäre.
Wenn die sich näher kommen, bricht die Näherung natürlich irgendwann zusammen, aber Fußbälle sind auch keine punktförmigen Massen.

[Nahoïmi]

Naja, Gravitation hat aber schon umfassende Auswirkungen... Sogar das Licht wird ja verbogen! Natürlich nur, wenn viel Materie zusammenkommt. Das kann man auch ganz leicht selber testen, indem man z.B. vom Dreimeterbrett im Schwimmbad springt... ohne Wasser

Wie die allerersten Materiehaufen entstanden sind, ist natürlich die große Frage.
Die Theorie von winzigen Asymetrien in der "Ursuppe" kurz nach dem Urknall, die für viele lokale Haufenbildungen gesorgt haben, ist ja auch nicht wirklich "bewiesen", oder? Sondern eben eine Theorie, damit es zu dem passt, was wir heute beobachten...

In der Physik ist alles nur eine Theorie

Klar, für irgendwelche Materiehaufen ist die Gravitation sicher wichtig, die Astrophysik erreicht aktuell allgemein aber auch erst eine wissenschaftliche Präzision, die die Teilchenphysik vor 50 Jahren hatte. Ich sag ja: Nur krude und unbedeutende Felder brauchen die Gravitation

[brettschmitt]

Klar, für irgendwelche Materiehaufen ist die Gravitation sicher wichtig, die Astrophysik erreicht aktuell allgemein aber auch erst eine wissenschaftliche Präzision, die die Teilchenphysik vor 50 Jahren hatte.

Das liegt auch sicher daran, dass Experimente mit Galaxien relativ umständlich zu realisieren sind. Für Teilchenphysik braucht man nur nen Teilchenbeschleuniger

[Nahoïmi]

Das Universum ist auch nichts anderes als ein sehr großer Teilchenbeschleuniger

[brettschmitt]

Das wahre Wunder an der ganzen Teilchen- wie auch Astrophysik ist halt, dass eigentlich der gesammte Raum komplett leer ist... je näher man ranzoomt, desto mehr sieht man, dass da eigentlich überhaupt garnix ist. Nur flimmernde Energie im Endeffekt.

Das ist ja eigentlich auch die Hauptaussage von Einsteins Gleichung E=mc^2, die ich für mich da rausziehe
-> Energie ist Masse, Masse besteht aus Energie...

[EDIT] Sorry, falls es wieder zu philosophisch wird

[brettschmitt]

Das Universum ist auch nichts anderes als ein sehr großer Teilchenbeschleuniger

Ja, die Ähnlichkeit zwischen Sonnensystem und Atom ist schon beeindruckend. Elektronen sind die Planeten

[SvenBvBFan]

Welche anderen Kräfte wirken denn in der Situation? Bei zwei Atomen, die 1km voneinander entfernt sind, kann man die beiden mE als elektrisch neutral ansehen und Kernkräfte scheiden völlig aus. Ich denke schon, dass das erst mal ziemlich lange von der Gravitation dominiert wäre.
Wenn die sich näher kommen, bricht die Näherung natürlich irgendwann zusammen, aber Fußbälle sind auch keine punktförmigen Massen.

Du gehst halt davon aus, dass es in einem Bereich von einem Kilometer nur zwei Atome gibt und sonst nichts. Selbst im Nichts zwischen Sternen hast du aber vielleicht 1 Atom pro Kubikzentimeter und das ist wimre das beste Vakuum, das man so kennt.
Aber selbst wenn haben wir ja bereits ausgerechnet, dass man ungefähr 670000 mal das Alter des Universums braucht oder irgendetwas in der Ordnung, bis sich die beiden Atome um 100m von den ursprünglichen 1000m angenähert haben.

[Setcab]

Ja, die Ähnlichkeit zwischen Sonnensystem und Atom ist schon beeindruckend. Elektronen sind die Planeten

Ne, eigentlich nicht. Ein Elektronenorbital funktioniert fundamental anders als eine Planetenbahn. Ein Sonnensystem kann man mit der klassischen Newton'schen Gravitationstheorie hinreichend gut beschreiben. Die Planeten drehen sich dabei auf elliptischen Bahnen.
Bei Atomen braucht man Quantenmechanik, um sinnvolle Ergebnisse zu bekommen. Die Elektronen sind in Orbitalen, das sind keine festen Bahnen, sondern Wahrscheinlichkeitswolken.

Du gehst halt davon aus, dass es in einem Bereich von einem Kilometer nur zwei Atome gibt und sonst nichts. Selbst im Nichts zwischen Sternen hast du aber vielleicht 1 Atom pro Kubikzentimeter und das ist wimre das beste Vakuum, das man so kennt.
Aber selbst wenn haben wir ja bereits ausgerechnet, dass man ungefähr 670000 mal das Alter des Universums braucht oder irgendetwas in der Ordnung, bis sich die beiden Atome um 100m von den ursprünglichen 1000m angenähert haben.

Ich bin zuvor davon ausgegangen, dass irgendwo im Nichts zwei Fußbälle 1km voneinander entfernt perfekt still stehen. Das ist auch nicht unbedingt das realistischste Szenario. Ich habe auch nicht behauptet, dass das ein realistisches Modell für Sternbildung sei, natürlich ist es das nicht. Nicht jede Physikaufgabe muss realistisch sein.
Ändert halt nichts daran, dass Gravitation von keiner anderen Kraft überlagert würde, weil da keine andere Kraft ist. Hat ja schon einen Grund, dass in astronomischen Maßstäben die Gravitation alles andere dominiert, obwohl sie so schwach ist.

[SvenBvBFan]

Ich bin zuvor davon ausgegangen, dass irgendwo im Nichts zwei Fußbälle 1km voneinander entfernt perfekt still stehen. Das ist auch nicht unbedingt das realistischste Szenario. Ich habe auch nicht behauptet, dass das ein realistisches Modell für Sternbildung sei, natürlich ist es das nicht. Nicht jede Physikaufgabe muss realistisch sein.
Ändert halt nichts daran, dass Gravitation von keiner anderen Kraft überlagert würde, weil da keine andere Kraft ist. Hat ja schon einen Grund, dass in astronomischen Maßstäben die Gravitation alles andere dominiert, obwohl sie so schwach ist.

Fußbälle sind aber halt keine astronomischen Objekte.

[brettschmitt]

Fußbälle sind aber halt keine astronomischen Objekte.

Manche schon.
Wenn teilweise Elfmeter so krass drüber geschossen werden, dass die in eine Umlaufbahn gelangen

[Tohuwabohu]

Hat nicht Superman mal zumindest nen Football ins All geschossen?

[Cato d. Ä.]

In weiten Teilen der Astrophysik kommt man mit klassischen oder semiklassischen Modellen der Gravitation auch recht gut hin.

Meines Wissens braucht man für die Bildung sonnenähnlicher Sterne und deren weiteres Leben keine Allgemeine Relativitätstheorie. Freilich allerdings SRT, Plasmaphysik, Hydrodynamik, Kernphysik usw.

Wenn es nicht gerade um Schwarze Löcher oder absolute Grundfragen geht, braucht man sich die ART eigentlich nicht antun. Es sei denn, man steht auf diesen Indexwust.

[Cr4ck]

Welche anderen Kräfte wirken denn in der Situation? Bei zwei Atomen, die 1km voneinander entfernt sind, kann man die beiden mE als elektrisch neutral ansehen und Kernkräfte scheiden völlig aus. Ich denke schon, dass das erst mal ziemlich lange von der Gravitation dominiert wäre.
Wenn die sich näher kommen, bricht die Näherung natürlich irgendwann zusammen, aber Fußbälle sind auch keine punktförmigen Massen.

Kernkräfte scheiden in der Tat aus. Zumindest bis zur Kollision.

Aber. Das atom ist nicht 100% neutral, behaupte ich mal. Nur in niedrigen Ordnungen des multipols der Quarks. Wenn man davon ausgeht, dass die ladung des protons tatsächlich von den quarks (up up down) getragen wird, dürfte es bereits beim quadrupol, wenn nicht sogar Dipol, einen Effekt geben. Aber multipolentwicklung war mir schon im entsprechenden Semester zu kompliziert.

Ich bin mir jedoch sicher, dass wenn besagter multipol von neutral verschieden ist, die elektromagnetische Kraft stärker ist als die Gravitation, wenn du nicht grade bei einem 16-pol landest, fehlen da zu viele Größenordnungen.

[brettschmitt]

Ich bin mir jedoch sicher, dass wenn besagter multipol von neutral verschieden ist, die elektromagnetische Kraft stärker ist als die Gravitation, wenn du nicht grade bei einem 16-pol landest, fehlen da zu viele Größenordnungen.

Aber würde das auch auf 1km Entfernung nen Unterschied machen?
Irgendeine Wirkung, dass sich die Atome treffen?