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Astronomischer Fortschritt
Es ist kaum 40 Jahre her, dass man in meiner Jugendzeit über ferne Welten spekuliert hat. Das es doch auch andere Planeten geben müsste. Und mittlerweile kann man einige fotografieren, sogar aus 300 Lichtjahren Entfernung.
https://www.politikforen.net/attachm...id=68783&stc=1
https://www.scinexx.de/news/kosmos/e...zwei-planeten/
Oder die Bewegung von Sonnen um unser schwarzes Loch sehen.
https://www.sciencealert.com/star-or...ein-relativity
Trotzdem verzählen wir uns bei der Anzahl von Geschlechtern.
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Wuehlmaus
Man nimmt solche erfreulichen Fortschritte kaum noch wahr, die gehen quasi unter, wenn man stets zugemüllt wird mit Belanglosigkeiten.
In diesem Sinne besten Dank für diesen Lichtblick.
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Wuehlmaus
Hab auch was. Das erste Foto eines Schwarzen Lochs:
https://www.politikforen.net/attachm...id=68902&stc=1
https://www.jpl.nasa.gov/edu/news/20...-a-black-hole/
Zitat:
Zitat von https://www.jpl.nasa.gov/edu/news/2019/4/19/how-scientists-captured-the-first-image-of-a-black-hole/
Scientists have obtained the first image of a black hole, using Event Horizon Telescope observations of the center of the galaxy M87. The image shows a bright ring formed as light bends in the intense gravity around a black hole that is 6.5 billion times more massive than the Sun. Image credit: Event Horizon Telescope Collaboration
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Merkelraute
Das ist ein Donut im Tunnel
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Schwabenpower
Das ist ein Donut im Tunnel
https://data.lustich.de/bilder/l/517...black-hole.jpg
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Hrafnaguð
Oder das, ja.
Die verarschen uns :hzu:
Und kassieren Millionen dafür :basta:
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Wuehlmaus
Ich weiß noch das ich als Kind in einem Was ist Was Buch gelesen habe, das es Millionen anderer Galaxien gibt. Dann, ab 1990 dank des Hubble konnte man diese Zahl auf 200–300 Milliarden Galaxien erhöhen. Als man vor guten 5 Jahren das Hubble mit neuen Linsen ausstattete, konnte man auch dank hochauflösender Technik und verbesserter Rechenleistung mindesten 1 Billion weiterer Galaxien benennen....
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AW: Astronomischer Fortschritt
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sunbeam
Ich weiß noch das ich als Kind in einem Was ist Was Buch gelesen habe, das es Millionen anderer Galaxien gibt. Dann, ab 1990 dank des Hubble konnte man diese Zahl auf 200–300 Milliarden Galaxien erhöhen. Als man vor guten 5 Jahren das Hubble mit neuen Linsen ausstattete, konnte man auch dank hochauflösender Technik und verbesserter Rechenleistung mindesten 1 Billion weiterer Galaxien benennen....
Nur das mit der dunklen Materie liegt immer noch im Dunkeln.
https://www.scinexx.de/dossier/die-d...es-universums/
Da sind die mit den Geschlechtern schon weiter.
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AW: Astronomischer Fortschritt
Hier wäre auch die Messung der Gravitationswellen 2015 zu nennen.
Zitat:
Bereits 1916 postulierte Albert Einstein Gravitationswellen. Diese Verzerrungen der vierdimensionalen Raumzeit ergeben sich als direkte Folge seiner Allgemeinen Relativitätstheorie. Seither versuchten Physiker diese Wellen aufzuspüren – zum einen um Einsteins Theorie ein weiteres Mal zu bestätigen, zum anderen weil die Wellen neue Erkenntnisse über das Universum und seine Entstehung versprechen.
Am 14. September 2015 gelang der erste direkte Nachweis von Gravitationswellen mit den Advanced-LIGO-Detektoren in den USA. Das gemessene Signal stammte von zwei Schwarzen Löchern, die sich umkreisten, sich dabei immer näher kamen und schließlich miteinander verschmolzen. Es folgten drei weitere Signale, allesamt von verschmelzenden Schwarzen Löchern.
https://www.weltderphysik.de/gebiet/...tationswellen/
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Differentialgeometer
Stimmt. Man weiß aber noch immer nicht wie genau Gravitation funktioniert, was die Anziehung massereicher Körper auf niedrigere Massen bewirkt.
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AW: Astronomischer Fortschritt
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sunbeam
Stimmt. Man weiß aber noch immer nicht wie genau Gravitation funktioniert, was die Anziehung massereicher Körper auf niedrigere Massen bewirkt.
Wie meinst Du das!? Also: was bedeutet ‚massereich‘ und ‚niedrige‘ Massen?
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Differentialgeometer
Wie meinst Du das!? Also: was bedeutet ‚massereich‘ und ‚niedrige‘ Massen?
Ich bin kein Physiker, was ich meine ist, was genau ist Gravitation? Was bedingt Gravitation?
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AW: Astronomischer Fortschritt
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sunbeam
Ich bin kein Physiker, was ich meine ist, was genau ist Gravitation? Was bedingt Gravitation?
Kurz: die Bewegung von Körper auf Geodäten in einer gekrümmten Raumzeit :D
Länger: Man betrachte einen Apfel, der in einer Höhe von 4.9m am Baum hängt und dann runterfällt. Wenn man in einem (x,y) Koordinatensystem die Höhe auf der x-Achse und die Zeit auf der y-Achse aufträgt, dann beschreibt der Apfel auf der sog. 'Weltlinie' eine Parabel, schneidet bei t=0 die Höhenachse bei 4.9m und ist bei x=0 nach einer Sekunde. Wie kommt nun bei so einem banalen Vorfall die Raumzeit samt Krümmung ins Spiel?
Dazu muss man sich vergegenwärtigen, dass die Relativitätstheorie (also in der Speziellen) aus Raum und Zeit eine Raumzeit gemacht hat (-->"Minkowskimetrik"). Es macht hier keinen Sinn zu fragen: "Wie lange hat dieser und jener Vorgang gedauert oder wie lange war diese oder die nächste Strecke", da dies vom Bezugssystem abhängig ist. Was aber in allen Bezugssystemen gleich, also eine 'Invariante' ist, ist das Abstandsquadrat zwischen zwei Ereignissen in der Raumzeit: a^2=(ct)^2-x^2 (jetzt mal zweidimensional, eine Raumdimension und eine der Zeit). Über diese Zahl stimmen ALLE Beobachter überein. Raum und Zeit sind quasi Schall und Rauch, es kommt nur auf den Abstand (in der Raumzeit) an!
Was bedeutet das in Beispielen. Man betrachte ein Objekt, dass sich bei x=0 befindet und dort bleibt, die sog. 'Weltlinie' also identisch ist mit der Zeit. Nun verbinde man zwei Ereignisse: zum einen den Nullpunkt, zum anderen das Ereignis (t,x)=(1s,0). Das Abstandsquadrat beträgt etwa 300.000km. Man kann nun alle möglichen anderen Wege in der Raum-Zeit-Ebene betrachten, die diese beiden Ereignisse verbinden. Man sieht dann jedoch, dass die "Länge" des Abstands kürzer ist als 300.000km. wenn man bspw. einen Lichtstrahl in 150.000km Entfernung reflektiert, dann wird er auch nach 1s wieder am Ausgangspunkt sein, die "Länge" dieses Weges ist dann Null.
Diese "Länge" eines zwischen zwei Ereignissen geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit ist die sog. -->Eigenzeit; das ist die Zeit, die entlang dieser Weltlinie auf die Reise geschickt wird. Die Weltlinie eines ruhenden Objektes entspricht der größten "Länge", sprich Eigenzeit. Wenn die Uhr, die bei t=0 am Nullpunkt ist und nach einer Sekunde wieder dort sein soll, die längste Eigenzeit anzeigen soll, dann darf ich sie nicht bewegen. Bei der geringsten Bewegung wird wegen der Zeitdilatation die Eigenzeit weniger als eine Sekunde ausfallen. Das heißt: im normalen dreidimensionalen Raum ist die gerade Verbindungslinie die kürzeste Verbindung. In der Raumzeit handelt es sich um die längste Verbindung. Die gerade Weltlinien frei bewegter Körper entsprechen Geodäten in der Raumzeit ("cosmic laziness"); die Natur realisiert die längste Verbindung zwischen zwei Ereignissen.
Um die Gravitation zu beschreiben geschieht nun das Folgende: die "gerade" Raumzeit wird durch eine Gekrümmte ersetzt! Um das besser zu verstehen, muss man zunächst akzeptieren, dass die Gravitation den Lauf der Zeit beeinflusst, und dazu kann man sich einen -->Turm (300m) mit einer Laserquelle vorstellen, die von oben nach unten strahlt. Am Boden sitzt ein Empfänger. Außerdem gibt es in diesem Turm einen Aufzug (oben im Turm hängend), der oben und unten Loch hat, damit der Laser durchstrahlen kann. Die Frequenz des Lasers kann man genau messen. Da c eine Konstante ist, dürfte ich sich, wenn oben und unten die Zeit gleich verläuft, nichts ändern, wenn die Frequenz oben und unten am Turm gemessen wird.
Solange der Aufzug oben hängt, ist er kein 'Inertialsystem' gemäß Relativitätstheorie, das ändert sich, wenn man den Aufzug frei fallen lässt. In diesem Moment verwandelt sich der Aufzug gemäß -->Einsteinschen Äquivalenzprinzip in ein Inertialsystem. Durch den freien Fall, hat man die Gravitation "eliminiert", das Licht bewegt sich wie im "flachen" Raum. Obwohl nun der Aufzug beschleunigt, bleibt c natürlich konstant. In dem Moment, wo der freie Fall beginnt ist der Aufzug relativ zur Laserquelle in Ruhe. Die Frequenz ist identisch mit der Standardfrequenz des Laser. die 300m legt das Licht in einer Millionstel Sekunde zurück. in dieser Zeit ist der Aufzug minimal gefallen (5x10^(-12)m), seine aufgenommene Geschwindigkeit liegt bei 10^-5m/s. Was sieht der Typ im Aufzug: Aus seiner Sicht bewegt sich der Empfänger mit dieser Winzgeschwindigkeit auf ihn zu, das wiederum bedeutet, dass die Frequenz aufgrund des Dopplereffektes verändert ist. Dieses Verhältnis der Frequenzverschiebung kann man messen (3x10(-14)). Da die Frequenz ein Maß für die Zeit ist, heisst das nichts anderes, als dass die oben anders verläuft als unten.
Nochmal kurz zurück zur zweidimensionalen Raumzeit; in der gewöhnlichen Raumzeit gilt (s.o.): a^2=(ct)^2-x^2, zu einer gekrümmten Raumzeit komme ich, wenn ich den sog. -->metrischen Tensor abändere, das heißt Koeffizienten A, B einführe: a^2=A(x,t)(ct)^2-B(x,t)x^2, die ebenfalls von Ort und Zeit abhängen. Das heißt eine Zeitverbiegung liegt vor, wenn A orts und zeitabhängig ist. Ist eine Uhr bei X in Ruhe, d.h. die Weltinie wird durch x=X und t beschreiben. Die Eigenzeit ist die abgelaufene Zeit: EZ=ct/c=t. Ist man aber im Fall, dass A<1 als eins, dann gilt. EZ^2=A*t^2. Und somit ist die Eigenzeit ortsabhängig.
Jetzt ist alles beisammen, um die Frage zu beantworten: Warum fällt der Apfel vom Baum :)) Wie oben gesehen, hat ein sich frei bewegender Körper die Eigenschaft der kosmischen Faulheit, d.h. die Eigenzeit ist maximal. Daran ändert sich nichts, außer, dass durch eine Abänderung durch den sog. metrischen Tensor eine 'Verbiegung der Zeit' geschieht. Ein Körper in einer gekrümmten Raumzeit bewegt sich auch weiterhin auf extremalen Bahnen. Ein Apfel fällt also nicht vom Baum, sondern er "wird gefallen", indem er sich auf einer extremalen Bahn durch die Raumzeit treiben lässt. Solange er am Baum hängt, ist seine Weltlinie eine gerade Linie, im Sinne der obigen ebenen Raumzeit, reisst er nun ab, so ist die Weltinie keine Geodäte mehr, das wäre sie nur, wenn sich der Apfel gleichmäßig vom Raum zum Boden bewegen würde.
Interpretiere ich jetzt aber die Krümmung der Raumzeit als Gravitation geschieht folgendes: Zum einen kann die Weltlinie des in Ruhe am Raum hängende Apfels keine Geodäte mehr sein, denn auf ihn wirkt eine Kraft, die vom Zweig auf den Apfel ausgeübt wird und genauso groß wie die Gravitation ist; ersteres ist eine wirkliche Kraft, das zweite nicht ("Scheinkraft"). Die Kraft, die der Zweig ausübt, lenkt den Apfel von seiner Geodäten ab. Der Apfel kann nicht der "Strömung" des Raumzeitkontinuums folgen. Nun löst sich der Apfel, bezüglich gekrümmter Raumzeit bedeutet dies, dass sich Apfel frei bewegt und wenn er fällt, wirkt auf ihn keine Kraft mehr und er bewegt auf einer Gedodäten.
In der Raum-Zeit ist die Weltlinie des in 5m Höhe hängenden Apfels eine Gerade parallel zur Zeitache, die die x-achse bei x=5m schneidet. Betrachte zwei Ereignisse zum einen den Apfel bei t=0, zum anderen bei 10s. Diese sind durch die Weltinie des Apfel einer äußeren Kraft unterliegt, ist seine Weltlinie keine Geodäte in der gekrümmten Raum-Zeit. Nun muss es doch zwischen den beiden betrachteten Ereignissen eine Weltlinie mit der maximalen Eigenzeit geben: Die Form dieser Geodäte kann man auch mit Schulmathematik rausfinden: Die Form ist eine Parabel, also ein Apfel, der nicht in Ruhe ist, sondern nach oben fliegt. Zum Zeitpunkt Null muss der Apfel bei x=5m sein, zum Zeitpunkt t=10s und dazwischen muss er frei fliegen. Der Apfel fliegt also 122m nach oben und dann wieder nach unten. Und nun kommt die Verbiegung der Zeit zum Tragen; mit wachsender Höhe geht nach der Erläuterung oben die Zeit schneller, der Apfel ist, rein philosophisch, in einer größeren Höhe als der ruhende Apfel. Bei der Ankuft ist die angezeigte Zeit größer als die Zeit, die die ruhende Uhr anzeigt. Fällt der Apfel schließlich zu Boden, ist die Weltinie, die das Ereignis 'Loslösen' vom Baum und das Ereignis Aufprall, eine Geodäte, mithin diejenige Wetlinie, die zum Verbindungen der beiden Ereignisse dem Prinzip der kosmischen Faulheit genügt. Das heißt in einer Sekunde kann dieser Effekt den freien Fall ausmachen. Dieser winzige Effekt scheint klein, aber die Umrechnung zwischen Zeit und Ort ist die Lichtgeschwindigkeit also können auch kleine Effekte große Wirkung haben.
Das war Gravitation in a nutshell. :))
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AW: Astronomischer Fortschritt
Y=mc2 - emc2
Minus Hattrick.
Kein Thema.
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
kotzfisch
Y=mc2 - emc2
Minus Hattrick.
Kein Thema.
E=m x c² | /m
E/m = c² ==> c² =konstant
E/m = konst.
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AW: Astronomischer Fortschritt
Oder umgekehrt.
Umgekehrte negative Inversion beachten.
Aber nur an Freitagen zwischen 10-22 Uhr!
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AW: Astronomischer Fortschritt
Hat hier eigentlich schon jemand die Ursache des Magnetismus erklärt?
Wie kann es sein, dass der Elektronen-Spin bei Gold keine magnetischen Felder erzeugt, bei Eisen oder anderen ferromagnetischen Metallen aber schon?
Oder weshalb es diamagnetische, paramagnetische und ferromagnetische Materialien gibt?
Auf fundierte Erklärungen dieser Phänomene wäre ich extremst neugierig!
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
kotzfisch
Y=mc2 - emc2
Minus Hattrick.
Kein Thema.
Whut?! O.o
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Chronos
Hat hier eigentlich schon jemand die Ursache des Magnetismus erklärt?
Wie kann es sein, dass der Elektronen-Spin bei Gold keine magnetischen Felder erzeugt, bei Eisen oder anderen ferromagnetischen Metallen aber schon?
Oder weshalb es diamagnetische, paramagnetische und ferromagnetische Materialien gibt?
Auf fundierte Erklärungen dieser Phänomene wäre ich extremst neugierig!
Boah, fiese Frage. Das ist tiefste Quantenmechanik und hat damit zu tun, wie die Orbtiale gemäss Pauli-Prinzip und relativistischen Effekten besetzt wird. Gold hat ein abgeschlossenes d-Orbital und somit heben sich die Spins auf. Die Wikipedia fasst die Erklärung für Ferromagnetismus so zusammen:
Zitat:
Träger der elementaren magnetischen Momente sind die Elektronenspins. Wie bei anderen kooperativen magnetischenPhänomenen ist auch beim Ferromagnetismus die magnetische Dipol-Dipol-Wechselwirkungviel zu schwach, um für die Ordnung der Spins verantwortlich zu sein. Sie hat aber, im Gegensatz zur Austauschwechselwirkung (siehe unten), sehr große Reichweite und ist deshalb trotzdem für die Anwendungen wichtig. Bei der ferromagnetischen Ordnung kommt noch hinzu, dass die parallele Ausrichtung magnetischer Momente für die Dipol-Dipol-Wechselwirkung energetisch ungünstig ist. Verantwortlich für die parallele Spinordnung des Ferromagneten ist die quantenmechanische Austauschwechselwirkung, die mit der Existenz von Singulett- und Triplett-Zuständen bei Zwei-Elektronen-Systemen zu tun hat und mit dem Pauli-Prinzip zusammenhängt. Es handelt sich also um ein nichtklassisches Phänomen, das nicht einfach zu verstehen ist:
Im Detail muss nach dem Pauli-Prinzip für eine antisymmetrische Ortswellenfunktion die zugehörige Spinwellenfunktion symmetrischsein (z. B. bei parallelen Spins im Zwei-Elektronen-System). Man kann zeigen, dass der durchschnittliche Abstand der beiden Teilchen bei einer antisymmetrischen Ortswellenfunktion größer ist und damit für Teilchen gleicher Ladung deren Coulomb-Abstoßung geringer. Die Austauschwechselwirkung bewirkt hier also eine effektive Absenkung der potentiellen Energie. Andererseits können sich die Elektronen mit parallelem Spin nach dem Pauli-Prinzip nicht im selben Ortszustand befinden und müssen sukzessive höhere Niveaus besetzen, wodurch ihre kinetische Energie zunimmt. Die spontane Parallelstellung der Spins und damit eine ferromagnetische Ordnung wird also nur zustande kommen, wenn die Absenkung der potentiellen Energie die Erhöhung der kinetischen Energie überkompensiert. Das ist der Grund, weshalb nur die wenigen genannten Materialien ferromagnetisch sind, die breite Mehrheit aber nicht.
Paramagnetisch sind die Stoffe, die ungepaarte Elektronen besitzen und Diamagnetismus tritt fort auf, wo ein Stoff weder Para- noch Ferromagnetisch ist
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Differentialgeometer
Boah, fiese Frage. Das ist tiefste Quantenmechanik und hat damit zu tun, wie die Orbtiale gemäss Pauli-Prinzip und relativistischen Effekten besetzt wird. Gold hat ein abgeschlossenes d-Orbital und somit heben sich die Spins auf. Die Wikipedia fasst die Erklärung für Ferromagnetismus so zusammen:
Paramagnetisch sind die Stoffe, die ungepaarte Elektronen besitzen und Diamagnetismus tritt fort auf, wo ein Stoff weder Para- noch Ferromagnetisch ist
Ich bin mir sicher, er hat es sofort verstanden. :D Aber abgesehen davon treten beim Ferromagnetismus immer noch neue Effekte auf. (Gibt es einen Ferromagnetismus in 2D-Strukturen?) Auch wenn man sich die unterschiedlichen Formen von Weiss-Bezirken ansieht, so hat das eine sehr abstrakte Schönheit. Der Ursprung dessen wird zwar dadurch nicht anschaulicher, aber man erahnt, wie komplex die Geschichte ist.
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Haspelbein
Ich bin mir sicher, er hat es sofort verstanden. :D Aber abgesehen davon treten beim Ferromagnetismus immer noch neue Effekte auf. (Gibt es einen Ferromagnetismus in 2D-Strukturen?) Auch wenn man sich die unterschiedlichen Formen von Weiss-Bezirken ansieht, so hat das eine sehr abstrakte Schönheit. Der Ursprung dessen wird zwar dadurch nicht anschaulicher, aber man erahnt, wie komplex die Geschichte ist.
:( Das Problem ist halt, es ist kein klassischer Effekt, sondern wirklich toef in der quantenmechanischen Natur der Atome verortet. Und bestimmt gibt es da noch viel zu erforschen, wobei das nicht mein Steckpferd ist, d.h. Ich bin da bestimmt nicht auf dem letzten Stand :)
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
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Differentialgeometer
Kurz: die Bewegung von Körper auf Geodäten in einer gekrümmten Raumzeit :D
Länger: Man betrachte einen Apfel, der in einer Höhe von 4.9m am Baum hängt und dann runterfällt. Wenn man in einem (x,y) Koordinatensystem die Höhe auf der x-Achse und die Zeit auf der y-Achse aufträgt, dann beschreibt der Apfel auf der sog. 'Weltlinie' eine Parabel, schneidet bei t=0 die Höhenachse bei 4.9m und ist bei x=0 nach einer Sekunde. Wie kommt nun bei so einem banalen Vorfall die Raumzeit samt Krümmung ins Spiel?
Dazu muss man sich vergegenwärtigen, dass die Relativitätstheorie (also in der Speziellen) aus Raum und Zeit eine Raumzeit gemacht hat (-->"Minkowskimetrik"). Es macht hier keinen Sinn zu fragen: "Wie lange hat dieser und jener Vorgang gedauert oder wie lange war diese oder die nächste Strecke", da dies vom Bezugssystem abhängig ist. Was aber in allen Bezugssystemen gleich, also eine 'Invariante' ist, ist das Abstandsquadrat zwischen zwei Ereignissen in der Raumzeit: a^2=(ct)^2-x^2 (jetzt mal zweidimensional, eine Raumdimension und eine der Zeit). Über diese Zahl stimmen ALLE Beobachter überein. Raum und Zeit sind quasi Schall und Rauch, es kommt nur auf den Abstand (in der Raumzeit) an!
Was bedeutet das in Beispielen. Man betrachte ein Objekt, dass sich bei x=0 befindet und dort bleibt, die sog. 'Weltlinie' also identisch ist mit der Zeit. Nun verbinde man zwei Ereignisse: zum einen den Nullpunkt, zum anderen das Ereignis (t,x)=(1s,0). Das Abstandsquadrat beträgt etwa 300.000km. Man kann nun alle möglichen anderen Wege in der Raum-Zeit-Ebene betrachten, die diese beiden Ereignisse verbinden. Man sieht dann jedoch, dass die "Länge" des Abstands kürzer ist als 300.000km. wenn man bspw. einen Lichtstrahl in 150.000km Entfernung reflektiert, dann wird er auch nach 1s wieder am Ausgangspunkt sein, die "Länge" dieses Weges ist dann Null.
Diese "Länge" eines zwischen zwei Ereignissen geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit ist die sog. -->Eigenzeit; das ist die Zeit, die entlang dieser Weltlinie auf die Reise geschickt wird. Die Weltlinie eines ruhenden Objektes entspricht der größten "Länge", sprich Eigenzeit. Wenn die Uhr, die bei t=0 am Nullpunkt ist und nach einer Sekunde wieder dort sein soll, die längste Eigenzeit anzeigen soll, dann darf ich sie nicht bewegen. Bei der geringsten Bewegung wird wegen der Zeitdilatation die Eigenzeit weniger als eine Sekunde ausfallen. Das heißt: im normalen dreidimensionalen Raum ist die gerade Verbindungslinie die kürzeste Verbindung. In der Raumzeit handelt es sich um die längste Verbindung. Die gerade Weltlinien frei bewegter Körper entsprechen Geodäten in der Raumzeit ("cosmic laziness"); die Natur realisiert die längste Verbindung zwischen zwei Ereignissen.
Um die Gravitation zu beschreiben geschieht nun das Folgende: die "gerade" Raumzeit wird durch eine Gekrümmte ersetzt! Um das besser zu verstehen, muss man zunächst akzeptieren, dass die Gravitation den Lauf der Zeit beeinflusst, und dazu kann man sich einen -->Turm (300m) mit einer Laserquelle vorstellen, die von oben nach unten strahlt. Am Boden sitzt ein Empfänger. Außerdem gibt es in diesem Turm einen Aufzug (oben im Turm hängend), der oben und unten Loch hat, damit der Laser durchstrahlen kann. Die Frequenz des Lasers kann man genau messen. Da c eine Konstante ist, dürfte ich sich, wenn oben und unten die Zeit gleich verläuft, nichts ändern, wenn die Frequenz oben und unten am Turm gemessen wird.
Solange der Aufzug oben hängt, ist er kein 'Inertialsystem' gemäß Relativitätstheorie, das ändert sich, wenn man den Aufzug frei fallen lässt. In diesem Moment verwandelt sich der Aufzug gemäß -->Einsteinschen Äquivalenzprinzip in ein Inertialsystem. Durch den freien Fall, hat man die Gravitation "eliminiert", das Licht bewegt sich wie im "flachen" Raum. Obwohl nun der Aufzug beschleunigt, bleibt c natürlich konstant. In dem Moment, wo der freie Fall beginnt ist der Aufzug relativ zur Laserquelle in Ruhe. Die Frequenz ist identisch mit der Standardfrequenz des Laser. die 300m legt das Licht in einer Millionstel Sekunde zurück. in dieser Zeit ist der Aufzug minimal gefallen (5x10^(-12)m), seine aufgenommene Geschwindigkeit liegt bei 10^-5m/s. Was sieht der Typ im Aufzug: Aus seiner Sicht bewegt sich der Empfänger mit dieser Winzgeschwindigkeit auf ihn zu, das wiederum bedeutet, dass die Frequenz aufgrund des Dopplereffektes verändert ist. Dieses Verhältnis der Frequenzverschiebung kann man messen (3x10(-14)). Da die Frequenz ein Maß für die Zeit ist, heisst das nichts anderes, als dass die oben anders verläuft als unten.
Nochmal kurz zurück zur zweidimensionalen Raumzeit; in der gewöhnlichen Raumzeit gilt (s.o.): a^2=(ct)^2-x^2, zu einer gekrümmten Raumzeit komme ich, wenn ich den sog. -->metrischen Tensor abändere, das heißt Koeffizienten A, B einführe: a^2=A(x,t)(ct)^2-B(x,t)x^2, die ebenfalls von Ort und Zeit abhängen. Das heißt eine Zeitverbiegung liegt vor, wenn A orts und zeitabhängig ist. Ist eine Uhr bei X in Ruhe, d.h. die Weltinie wird durch x=X und t beschreiben. Die Eigenzeit ist die abgelaufene Zeit: EZ=ct/c=t. Ist man aber im Fall, dass A<1 als eins, dann gilt. EZ^2=A*t^2. Und somit ist die Eigenzeit ortsabhängig.
Jetzt ist alles beisammen, um die Frage zu beantworten: Warum fällt der Apfel vom Baum :)) Wie oben gesehen, hat ein sich frei bewegender Körper die Eigenschaft der kosmischen Faulheit, d.h. die Eigenzeit ist maximal. Daran ändert sich nichts, außer, dass durch eine Abänderung durch den sog. metrischen Tensor eine 'Verbiegung der Zeit' geschieht. Ein Körper in einer gekrümmten Raumzeit bewegt sich auch weiterhin auf extremalen Bahnen. Ein Apfel fällt also nicht vom Baum, sondern er "wird gefallen", indem er sich auf einer extremalen Bahn durch die Raumzeit treiben lässt. Solange er am Baum hängt, ist seine Weltlinie eine gerade Linie, im Sinne der obigen ebenen Raumzeit, reisst er nun ab, so ist die Weltinie keine Geodäte mehr, das wäre sie nur, wenn sich der Apfel gleichmäßig vom Raum zum Boden bewegen würde.
Interpretiere ich jetzt aber die Krümmung der Raumzeit als Gravitation geschieht folgendes: Zum einen kann die Weltlinie des in Ruhe am Raum hängende Apfels keine Geodäte mehr sein, denn auf ihn wirkt eine Kraft, die vom Zweig auf den Apfel ausgeübt wird und genauso groß wie die Gravitation ist; ersteres ist eine wirkliche Kraft, das zweite nicht ("Scheinkraft"). Die Kraft, die der Zweig ausübt, lenkt den Apfel von seiner Geodäten ab. Der Apfel kann nicht der "Strömung" des Raumzeitkontinuums folgen. Nun löst sich der Apfel, bezüglich gekrümmter Raumzeit bedeutet dies, dass sich Apfel frei bewegt und wenn er fällt, wirkt auf ihn keine Kraft mehr und er bewegt auf einer Gedodäten.
In der Raum-Zeit ist die Weltlinie des in 5m Höhe hängenden Apfels eine Gerade parallel zur Zeitache, die die x-achse bei x=5m schneidet. Betrachte zwei Ereignisse zum einen den Apfel bei t=0, zum anderen bei 10s. Diese sind durch die Weltinie des Apfel einer äußeren Kraft unterliegt, ist seine Weltlinie keine Geodäte in der gekrümmten Raum-Zeit. Nun muss es doch zwischen den beiden betrachteten Ereignissen eine Weltlinie mit der maximalen Eigenzeit geben: Die Form dieser Geodäte kann man auch mit Schulmathematik rausfinden: Die Form ist eine Parabel, also ein Apfel, der nicht in Ruhe ist, sondern nach oben fliegt. Zum Zeitpunkt Null muss der Apfel bei x=5m sein, zum Zeitpunkt t=10s und dazwischen muss er frei fliegen. Der Apfel fliegt also 122m nach oben und dann wieder nach unten. Und nun kommt die Verbiegung der Zeit zum Tragen; mit wachsender Höhe geht nach der Erläuterung oben die Zeit schneller, der Apfel ist, rein philosophisch, in einer größeren Höhe als der ruhende Apfel. Bei der Ankuft ist die angezeigte Zeit größer als die Zeit, die die ruhende Uhr anzeigt. Fällt der Apfel schließlich zu Boden, ist die Weltinie, die das Ereignis 'Loslösen' vom Baum und das Ereignis Aufprall, eine Geodäte, mithin diejenige Wetlinie, die zum Verbindungen der beiden Ereignisse dem Prinzip der kosmischen Faulheit genügt. Das heißt in einer Sekunde kann dieser Effekt den freien Fall ausmachen. Dieser winzige Effekt scheint klein, aber die Umrechnung zwischen Zeit und Ort ist die Lichtgeschwindigkeit also können auch kleine Effekte große Wirkung haben.
Das war Gravitation in a nutshell. :))
Ich muß mir das nochmal durchlesen wenn ich ausgeschlafen bin.
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Don
Ich muß mir das nochmal durchlesen wenn ich ausgeschlafen bin.
Ich hoffe, Du bist nicht beim Lesen eingeschlafen :))
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Differentialgeometer
:( Das Problem ist halt, es ist kein klassischer Effekt, sondern wirklich toef in der quantenmechanischen Natur der Atome verortet. Und bestimmt gibt es da noch viel zu erforschen, wobei das nicht mein Steckpferd ist, d.h. Ich bin da bestimmt nicht auf dem letzten Stand :)
https://www.feynmanlectures.caltech....-00/f37-00.jpg
Hier eine sehr gute Einleitung, die leider auf Englisch ist.
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Differentialgeometer
Boah, fiese Frage. Das ist tiefste Quantenmechanik und hat damit zu tun, wie die Orbtiale gemäss Pauli-Prinzip und relativistischen Effekten besetzt wird. Gold hat ein abgeschlossenes d-Orbital und somit heben sich die Spins auf. Die Wikipedia fasst die Erklärung für Ferromagnetismus so zusammen:
Paramagnetisch sind die Stoffe, die ungepaarte Elektronen besitzen und Diamagnetismus tritt fort auf, wo ein Stoff weder Para- noch Ferromagnetisch ist
Danke für die ausführliche Erklärung zur Entstehung der magnetischen Kraft, aber da muss ich passen. Mir hat es hinsichtlich Magnetismus schon gereicht, als wir im Studium mit den ganzen Rechnereien nach Gauß und Maxwell geplagt wurden.
Das mit der Quantenmechanik kann ich mir nur noch ansatzweise vorstellen. Aber woraus bestehen die Feldlinien eines magnetischen Kraftfeldes? Woraus besteht diese Fernwirkung?
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Chronos
Danke für die ausführliche Erklärung zur Entstehung der magnetischen Kraft, aber da muss ich passen. Mir hat es hinsichtlich Magnetismus schon gereicht, als wir im Studium mit den ganzen Rechnereien nach Gauß und Maxwell geplagt wurden.
Das mit der Quantenmechanik kann ich mir nur noch ansatzweise vorstellen. Aber woraus bestehen die Feldlinien eines magnetischen Kraftfeldes? Woraus besteht diese Fernwirkung?
Moment, das sind zwei verschiedene Geschichten: zunächst, die elektromagnetische Wechselwirkung wird durch das Photon übertragen. Die Feldlinien sind ja nur ein qualitatives Konstrukt, um den Verlauf eines Vektorfeldes auf einer Mannigfaltigkeit sichtbar/verstehbar zu machen. Ein Vektorfeld ordnet jedem Punkt im Raum einen Tangetialvektor zu (quasi die Feldlinie); da dies aber in jedem (!!) Punkt der Fall ist, Feldlinien per Definition aber einen Abstand haben, ist auch klar, dass dies nur ein Behelfskonstrukt ist.
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Haspelbein
Feynamn war genau der Richtige, um solche Sachverhalte zu erklären. Der war sich nie zu schade, aus dem Aufpumpen von einem Fahrrad eine Physikvorlesung zu machen. :)
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Differentialgeometer
Moment, das sind zwei verschiedene Geschichten: zunächst, die elektromagnetische Wechselwirkung wird durch das Photon übertragen. Die Feldlinien sind ja nur ein qualitatives Konstrukt, um den Verlauf eines Vektorfeldes auf einer Mannigfaltigkeit sichtbar/verstehbar zu machen. Ein Vektorfeld ordnet jedem Punkt im Raum einen Tangetialvektor zu (quasi die Feldlinie); da dies aber in jedem (!!) Punkt der Fall ist, Feldlinien per Definition aber einen Abstand haben, ist auch klar, dass dies nur ein Behelfskonstrukt ist.
Zugegebenermaßen habe ich den Magnetismus bisher nur sehr mechanistisch betrachtet und mich auf die altbekannte Darstellung der theoretischen Feldlinien bezogen:
https://upload.wikimedia.org/wikiped...Magnet0873.png
Abe mir ging es eigentlich mehr um die Art der Kraft, die ja nichts mit Adhäsions- oder Kohäsionskräften zu tun hat.
Bevor ich jetzt weiter bohre, höre ich lieber auf, um nicht der Strangschredderei bezichtigt zu werden, denn mit meiner Frage bin ich meilenweit ins OT geraten.
Trotzdem nochmals danke für deine Erläuterungen.
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Differentialgeometer
Ich hoffe, Du bist nicht beim Lesen eingeschlafen :))
Nene, das war an sich ein Lesch wie er sein sollte wenn er Ahnung hätte. Aber ich bin nicht mehr so konzentrationsfähig nach des Tages Mühen. Samstag nach dem ersten Liter Kaffee denke ich ist es soweit.
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von Differentialgeometer;10341287[FONT=arial
Raum und Zeit sind quasi Schall und Rauch, es kommt nur auf den Abstand (in der Raumzeit) an!
Was bedeutet das in Beispielen. Man betrachte ein Objekt, dass sich bei x=0 befindet und dort bleibt, die sog. 'Weltlinie' also identisch ist mit der Zeit. [/FONT]
Wenn Raum und Zeit quasi Schall und Rauch sind
und Ein Punkt Teil des Raum ist
und X ein Punkt im Raum ist
dann ist die Aussage X=0, unsinnig, bedeutungslos, falsch!
Damit ist der Beweis widerlegt..
:blabla:
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Chronos
Zugegebenermaßen habe ich den Magnetismus bisher nur sehr mechanistisch betrachtet und mich auf die altbekannte Darstellung der theoretischen Feldlinien bezogen:
https://upload.wikimedia.org/wikiped...Magnet0873.png
Abe mir ging es eigentlich mehr um die Art der Kraft, die ja nichts mit Adhäsions- oder Kohäsionskräften zu tun hat.
Bevor ich jetzt weiter bohre, höre ich lieber auf, um nicht der Strangschredderei bezichtigt zu werden, denn mit meiner Frage bin ich meilenweit ins OT geraten.
Trotzdem nochmals danke für deine Erläuterungen.
Das Problem ist, dass es für den quantenfeldtheoretischen Erklärungsansatz keinen klassischen Erklärungsersatz ergibt. Nach allem, was man weiss, gibt es -->vier Grundkräfte, deren Wechselwirkung durch Teilchen erfolgt: Gravitation, Elektromagnetismus, starke Kraft (Quarks, Gluonen) und schwache Wechselwirkung (bspw. Beta Zerfall).
All diese Effekte passieren aufgrund des Austausches von Teilchen.
- Gravitation durch das (hypothetische) Graviton
- EM durch das Photon
- starke Kraft durch Gluonen
- schwache Kraft durch W/Z Bosonen.
Vielleicht ist das beste klassische "Bild" für "Kraft durch Teilchenaustausch" zwei Typen auf Skateboards, die Boomerangs austauschen und sich so aufeinander zu bewegen. Jedenfalls erklärt sich daraus auch die Reichweite der jeweiligen Kräfte: das (hypothetische) Graviton und Photon sind masselos, das heißt, die Wechselwirkung hat prinzipiell unendliche Reichweite, dies liegt in gewissen Eichsymmetrien begründet (U(1) symmetry for electromangetism und Diffeomophismus-Invarianz für die Gravitation), das Potential ist in beiden Fällen proportional zum inversen Abstandsquadrat ~1/r^2. Die kurze Reichweite der schwachen Wechselwirkung rührt von der Tatsache, dass die Austauschteilchen (W/ZBosonen) sehr schwer sind (Potential~ 1/r*exp(-M*r)); die starke Wechselwirkung ist schwer in allgemeinen Worten zu beschreiben: die starke Wechselwirkung ist "schwach" bei kurzen Abständen und wird sehr stark bei "großen" Abständen (konstante Kraft --> lineares Potential im Abstand ~r--> bei großen Abständen genug Energie um neue Teilchen zu kreieren)
Warum Gravitation viel schwächer ist, ist ein ungelöstes Problem siehe beispielsweise: http://arxiv.org/abs/1402.2287
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Süßer
Wenn Raum und Zeit quasi Schall und Rauch sind
und Ein Punkt Teil des Raum ist
und X ein Punkt im Raum ist
dann ist die Aussage X=0, unsinnig, bedeutungslos, falsch!
Damit ist der Beweis widerlegt..
:blabla:
Im Gegenteil: jeder kann sein eigenes Koordinatensystem wählen; und wenn ich wissen will, wie es in einem bewegten Zug von Frankfurt nach München aussieht, mache ich einfach eine -->Lorentztransformation. :D
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AW: Astronomischer Fortschritt
Die Perseiden kann man heute abend auch ohne astronomischen Fortschritt beobachten. ;)
Zitat:
Am besten beobachten kann man die Perseiden heute Nacht ab 22:00 Uhr, weil der Mond dann noch nicht aufgegangen ist. Etwa ab Mitternacht steigt der abnehmende Viertelmond über den Horizont und macht mit seinem Licht das Aufspüren der Meteore ein wenig schwieriger. „Man sollte einen lichtarmen Ort mit freiem Rundumblick insbesondere in Richtung Nordnordost aufsuchen und seine Augen mindestens eine Viertelstunde lang an die Dunkelheit adaptieren“, empfiehlt Manfred Gaida vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt.
https://www.scinexx.de/news/kosmos/p...ternschnuppen/
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Zitat von
Ansuz
War gestern gegen 2 Uhr draußen, der Höhepunkt waren 4 pro Minute. Der Mond hat nicht so gestört, hinter einem Baum reichte.
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Zitat von
Shahirrim
War gestern gegen 2 Uhr draußen, der Höhepunkt waren 4 pro Minute. Der Mond hat nicht so gestört, hinter einem Baum reichte.
Hier hat es gestern um die Zeit heftig gewittert. Hoffe, heute abend mehr Glück zu haben.
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Differentialgeometer
(Vollzitat #31)
Da Grün im Moment ausgegangen ist, daher auf diesem Wege: Thanks.
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Differentialgeometer
...die starke Wechselwirkung ist schwer in allgemeinen Worten zu beschreiben: die starke Wechselwirkung ist "schwach" bei kurzen Abständen und wird sehr stark bei "großen" Abständen...
Bin zwar kein Physiker, aber ich dachte, die "starke Wechselwirkung" sei das, was gemeinhin auch als Kernbindungskraft bezeichnet wird, und das sollte es doch andersrum sein? Große Kraft bei kurzem Abstand?
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Revenant
Bin zwar kein Physiker, aber ich dachte, die "starke Wechselwirkung" sei das, was gemeinhin auch als Kernbindungskraft bezeichnet wird, und das sollte es doch andersrum sein? Große Kraft bei kurzem Abstand?
Ich zitiere, weil es schon spät ist
Zitat:
Die starke Wechselwirkung (auch starke Kraft, Gluonenkraft, Farbkraft) ist eine der vier Grundkräfte der Physik. Mit ihr wird die Bindung zwischen den Quarks in den Hadronenerklärt. Ihre Austauschteilchen sind die Gluonen.
Vor der Einführung des Quark-Modells wurde als starke Wechselwirkung lediglich die Anziehungskraft zwischen den Nukleonen des Atomkerns bezeichnet, d. h. Protonen und Neutronen. Auch heute noch ist mit der starken Wechselwirkung oft nur diese Restwechselwirkung gemeint, aus historischen Gründen auch Kernkraft oder starke Kernkraft genannt.
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AW: Astronomischer Fortschritt
Zitat:
Zitat von
Revenant
Bin zwar kein Physiker, aber ich dachte, die "starke Wechselwirkung" sei das, was gemeinhin auch als Kernbindungskraft bezeichnet wird, und das sollte es doch andersrum sein? Große Kraft bei kurzem Abstand?
Addendum: die Kraft ist auf kurzem Abstand konstant und steigt! bei steigendem Abstand (klassisch: konstante Kraft —> lineares Potential). Das Problem ist, dass diese Dinge sich unserer Vorstellung entziehen.
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AW: Astronomischer Fortschritt
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Differentialgeometer
Addendum: die Kraft ist auf kurzem Abstand konstant und steigt! bei steigendem Abstand (klassisch: konstante Kraft —> lineares Potential). Das Problem ist, dass diese Dinge sich unserer Vorstellung entziehen.
Yup, daran beruehrten wir vor nicht langer Zeit.
(anschaulich vergleichbar mit einem Gummiband...)
