Was passiert mit verbrauchter Energie?

[Livingston]

Das mag alles sein. Fortschritt, Technik usw in allen Ehren. Aber zu berechnen/erforschen was vor einer Zeit war, wird immer nur eine mögliche Theorie sein. Weil Zeitreisen unmöglich sind. Oder gibts es mittlerweile Lichtlicke auf Möglichkeiten für Zeitreisen??? Ich weiß schon warum ich back to the Future so liebe:D

Hab ich das irgendwo behauptet? Wir reden schließlich von Wissenschaft, nicht schlechter Science-Fiction.

[hikaru]

Der Urknall ist eine Extrapolation. Die Idee stammt aus der Beobachtung, dass sich das Universum ausdehnt. Es war also früher kleiner. Das führt zu der Überlegung, dass es irgendwann in der Vergangenheit zu einem Zeitpunkt "Null" entweder punktformig gewesen sein muss, oder dass etwas Besonderes passiert sein muss, das das Verhalten der Raumzeit verändert hat. Wir sehen zwar Effekte, die eine kosmologische Inflation nahelegen, aber da unser Standardmodell innerhalb der Planck-Ära nicht funktioniert, können wir darüber keine gesicherten Aussagen machen.

Im Rahmen der Stringtheorie, die nicht nur eindimensionale Strings, sondern auch mehrdimensionale "Branes" kennt, wird der Urknall z.B. als mögliche Kollision zweier benachbarter Branes interpretiert. Unser Universum, angefangen von den vier makroskopischen Raumzeitdimenionen, bis hin zur beobachtbaren Materie und Energie (alles Anregungsformen kosmischer Strings), wären demnach Nachhalleffekte dieser Brane-Kollision.
Da uns aber die Möglichkeiten fehlen, diese Hypothesen zu überprüfen, können wir sie auch nicht zur gesicherten Theorie erheben um das Standardmodell zu erweitern.

[mampfi]

Man sollte vielleiht erwähnen, dass Einstein den Newton nicht Lügen gestraft hat, denn die Newtonschen Gesetzt gelten nach wie vor.

Genauer: Die Newton'sche Mechanik ist ein Teilgebiet der Speziellen Relativitätstheorie, unter der Voraussetzung, dass relativistische Effekte vernachlässigt werden können.

Sonst würde Raumfahrt nicht funktionieren

Mit Newton allein funktioniert unsere heutige Raumfahrt nicht, denn die Geschwindigkeiten von Objekten im Erdorbit sind so groß, dass bereits die Zeitdilatation berücksichtigt werden muss. Täte man das nicht, dann wären Zeitmessungen von Satellitenuhren zu ungenau. Z.B würde GPS nicht (sinnvoll) funktionieren.

ein wenig opptopic:
Gab es da nicht so einen Wissenschaftler, der auf einem Großrechner die Swing-By-Manöver durchrechnen hat lassen?

[holyhit]

Das mag alles sein. Fortschritt, Technik usw in allen Ehren. Aber zu berechnen/erforschen was vor einer Zeit war, wird immer nur eine mögliche Theorie sein. Weil Zeitreisen unmöglich sind. Oder gibts es mittlerweile Lichtlicke auf Möglichkeiten für Zeitreisen??? Ich weiß schon warum ich back to the Future so liebe:D

Hab ich das irgendwo behauptet? Wir reden schließlich von Wissenschaft, nicht schlechter Science-Fiction.

Nein, das war überhaupt nicht so gemeint!? Das du irgendwas behauptest hast oder ähnliches.

[cosinus]

Du würdest zum schwarzen Loch werden, bevor du Lichtgeschwindigkeit erreichst.

Ich seh da noch ein anderes Problem: je näher man der Lichtgeschwindigkeit kommt, desto mehr macht sich doch auch der Dopplereffekt bemerkbar. Da werden aus harmlosen Photonen ultraharte Gammaquanten.

[katzenfan]

Wurde mit dieser Maschine ein Werkstück bearbeitet, ok, könnte man noch meinen, daß die Energie auf dieses Werkstück übergegangen ist; wenn diese Maschine aber im Leerlauf betrieben wurde, wo ist dann die Energie hin?

Was meinst du mit Leerlauf?

Na, daß diese Maschine so läuft und nichts damit getan wird.

Fass mal einen Bohrer an, wenn du mit ner Bohrmaschine in eine Wand gebohrt hast

Ich weiß, dieser Bohrer wird heiß; obwohl ich zu den wenigen Leuten gehöre, die generell nicht in Wänden herumbohren.

Es macht keinen Sinn solchen Fragen zu stellen weil es keine Zeit vor dem Urknall gab.

Die muß es aber haben; denn was bitte sind die Vorgänge, die zu diesem "Urknall" geführt haben?

Wenn man davon ausgeht, daß "etwas" nicht aus "nichts" entstehen kann, muß "etwas" dagewesen sein, bevor es zu diesem sog. Urknall kam.

[ralli]

Es übersteigt unser Vorstellungsvermögen und unser kognitives Denken, das aus dem "Nichts" etwas entstanden sein könnte. Mir scheint, das die Evolution uns einen Kausalitätsmechanismus mitgegeben hat, und wir uns dadurch nur die Kausalität Wirkung muß Ursache haben vorstellen können. Und weil das so ist, ersetzen wir gedanklich das "Nichts" durch einen Anfang, durch den fiktiven Urknall, damit wir unsere Theorien weiter denken und entwickeln können oder konnten.

Gruß ralli

[hikaru]

Es macht keinen Sinn solchen Fragen zu stellen weil es keine Zeit vor dem Urknall gab.

Die muß es aber haben; denn was bitte sind die Vorgänge, die zu diesem "Urknall" geführt haben?

Und was hat zu diesen Vorgängen geführt? ...
Wenn du einen "über-universellen" aber klassischen Zeitbegriff einführst, dann kannst du diese Frage bis zur Unendlichkeit in die Vergangenheit immer weiter stellen, ohne je eine abschließende Antwort zu finden.
Die Frage danach, was vor dem Urknall war, ist ein wenig wie die Frage nach der Henne und dem Ei.

Wenn man davon ausgeht, daß "etwas" nicht aus "nichts" entstehen kann, muß "etwas" dagewesen sein, bevor es zu diesem sog. Urknall kam.

Eben diese Vorstellung, dass nicht "Etwas" aus "Nichts" entstehen kann, ist auf Quantenebene nicht zutreffend. Kausalität existiert auf Quantenebene nicht. Sie ergibt sich erst als Wahrscheinlichkeitsfunktion auf makroskopischer Ebene.
Die schon früher im Thread angesprochene Hawkingstrahlung, oder je nach Interpretation auch der Casimir-Effekt, beruhen auf Vakuumfluktuationen, dem ständigen Entstehen und gegenseitigen Auslöschen von Teilchen-Antiteilchen-Paaren "aus dem Nichts".
In's Extrem gedacht könnte unser Universum das Resultat einer überaus unwahrscheinlichen Vakuumfluktuation sein.

Oder, wenn man wieder zu der Vorstellung zurückkehrt, dass ein Universum "von außen" betrachtet ein Schwarzes Loch in einem anderen Universum ist, dann führt die Trennung der inneren und äußeren Raumzeit durch den Ereignishorizont zu dem Schluss, dass es keine eindeutige topologische Beziehung zwischen Innen und Außen geben muss. Es wären also nicht nur Ketten von Einbettungen vorstellbar, sondern sogar Zyklen. Spätestens an diesem Punkt verliert der klassische Raumzeitbegriff jegliche Kohärenz.

[MSfree]

Mit Newton allein funktioniert unsere heutige Raumfahrt nicht, denn die Geschwindigkeiten von Objekten im Erdorbit sind so groß, dass bereits die Zeitdilatation berücksichtigt werden muss.

Jein. Was GPS angeht, so hast du teilweise recht. Solange man keine Dezimetergenauigkeiten braucht, kann man die Zeitdilatation praktisch ignorieren, denn so riesig sind die Abweichungen dann doch nicht. Die Zeitdilatation wird jedoch von den Empfängern immer berücksichtigt, weil es das Ergebnis grundsätzlich verbessert und es auch keinen großen Rechenaufwand bedeutet.

Wenn ich eine Sonde zum Pluto schicken will, der 9 Milliarden km entfernt liegt, dann macht die Dilatation bei 15km/s Geschwindigkeit rund 11km aus. Also selbst bei Entfernungen wie dem Pluto ist das Vernachlässigbar, denn auf 11km genau braucht man eine Sonde, die ein Objekt mit 2400km Durchmesser treffen soll, nicht dirigieren. Außerdem kann der Kurs während des Flugs durch den Einsatz der Triebwerke korrigiert werden. Das ist sowieso nötig, weil die Positionen der äußeren Himmelskörper gar nicht auf 10km genau bekannt sind, bzw. waren.

[hikaru]

Was GPS angeht, so hast du teilweise recht. Solange man keine Dezimetergenauigkeiten braucht, kann man die Zeitdilatation praktisch ignorieren, denn so riesig sind die Abweichungen dann doch nicht. Die Zeitdilatation wird jedoch von den Empfängern immer berücksichtigt, weil es das Ergebnis grundsätzlich verbessert und es auch keinen großen Rechenaufwand bedeutet.

Was wir Consumer in Sachen Navigation mit unseren Smartphones machen ist Kinderkram. Sobald du in den Bereich der Geodäsie kommst, möchtest du jeden Millimeter Genauigkeit haben, den du kriegen kannst. Und dann hast du Nebeneffekte, die eine rein modellbasierte Korrektur der Signallaufzeit unzureichend werden lassen.

[MSfree]

Sobald du in den Bereich der Geodäsie kommst, möchtest du jeden Millimeter Genauigkeit haben, den du kriegen kannst.

mm schaffst du mit GPS sowieso nicht, egal wie viel du korrigierst.

Man kann mit GPS zwar relative Positionen bis hinab in den mm-Bereich bestimmen. Für relative Positionierung braucht man aber wiederum die Dilatation nicht berücksichtigen, denn die ist an beiden Enden der Meßstrecke praktisch identisch und kürzt sich raus.

[hikaru]

mm schaffst du mit GPS sowieso nicht, egal wie viel du korrigierst.

Aber cm schaffst du als Größenordnung. Und dann interessiert es dich auch, ob du 0,7 oder 1,5cm hast.

Für relative Positionierung braucht man aber wiederum die Dilatation nicht berücksichtigen, denn die ist an beiden Enden der Meßstrecke praktisch identisch und kürzt sich raus.

Aber du brauchst die exakte Berücksichtigung der Zeitdilatation um troposphärische und ionosphärische Störeffekte sauber zu bestimmen, oder um Erdrotationsparameter und damit den Terrestrischen Referenzrahmen zu bestimmen.

[cosinus]

Na, daß diese Maschine so läuft und nichts damit getan wird.

Grundsätzlich ist es so, dass die Maschine unendlich lange weiterlaufen könnte. Der Drehimpuls ist nämlich eine Erhaltungsgröße. In der Praxis wird das aber nicht passieren, da es immer Reibung gibt (Kugellager, Luftwiderstand).

Auch ein Auto einmal beschleunigt auf irgend ein v > 0 würde diese Geschwindigkeit ständig beibehalten solange keine anderen Kräfte einwirken. Aber auch hier: Reibung, also Luftwiderstand, Walkarbeit Reifen etc.

[katzenfan]

Na, daß diese Maschine so läuft und nichts damit getan wird.

Grundsätzlich ist es so, dass die Maschine unendlich lange weiterlaufen könnte. ...

Auch ein Auto einmal beschleunigt auf irgend ein v > 0 würde diese Geschwindigkeit ständig beibehalten solange keine anderen Kräfte einwirken. ...

In beiden Fällen kann Reibung und co. aber als vernachlässigbar angesehen werden, solange jene Aktivität, welche die Maschine und das Auto in Bewegung versetzen, erhalten bleibt.

Die mit elektrischem Strom betriebene Maschine bleibt nämlich solange an, wie elektrischer Strom fließt; genauso wie beim angetriebenen Auto, das solange weiterfährt, wie der Mechanismus erhalten bleibt, der es in Bewegung versetzt.

Den Umstand, daß es sich in beiden Fällen, aus unserer Sicht, um vergeudete Energie handelt, ohne Nutzen für uns betrieben werden, mal außer Acht gelassen.

Wohin entschwindet die zum Betrieb von Maschine wie Auto aufgewendete Energie, wenn sowohl Maschine wie Auto beide zwar in Betrieb sind, aber, aus unserer Sicht, nicht genutzt werden?

[letzter3]

Na, daß diese Maschine so läuft und nichts damit getan wird.

Grundsätzlich ist es so, dass die Maschine unendlich lange weiterlaufen könnte. ...

Auch ein Auto einmal beschleunigt auf irgend ein v > 0 würde diese Geschwindigkeit ständig beibehalten solange keine anderen Kräfte einwirken. ...

In beiden Fällen kann Reibung und co. aber als vernachlässigbar angesehen werden, solange jene Aktivität, welche die Maschine und das Auto in Bewegung versetzen, erhalten bleibt.

Wie bitte?
Deshalb verbraucht (d)ein Auto bei konstant 130 km/h auf der Autobahn auch genau 0,0 l Sprit?

Fast 100% der Verluste wird in Wärme umgewandelt.
Der Luftwiderstand erzeugt Reibung zwischen Scheibe und Luft sowie Luft/Luft -> Wärme (Ja, die Luft wird wärmer).
Rollwiderstand durch Reibung Gummi/Strasse und Walkung -> Wärme
...

[thunder11]

Also ich belasse es bei dem 1. Habeck'schen Axiom : Es ist dann halt woanders (was auch immer).
Das ist allgemein gültig.
Und damit ist doch alles geklärt

[cosinus]

In beiden Fällen kann Reibung und co. aber als vernachlässigbar angesehen werden, solange jene Aktivität, welche die Maschine und das Auto in Bewegung versetzen, erhalten bleibt.

Nein. In der Praxis hast du IMMER Reibung. Die kannst du nicht eleminieren. Das heißt also auch, dass jede kinetische Energie irgendwann durch Reibung zu Wärme wird.

Die mit elektrischem Strom betriebene Maschine bleibt nämlich solange an, wie elektrischer Strom fließt; genauso wie beim angetriebenen Auto, das solange weiterfährt, wie der Mechanismus erhalten bleibt, der es in Bewegung versetzt.

Nein, die elektrische Maschine benötigt weiterhin Strom. Sonst geht sie aus. Und wenn sie Strom bekommt wird ihr kontinuierlich Energie zugeführt. Und was sich da drin dreht, hört dann ohne Strom auf sich zu drehen durch Reibung und Luftwiderstand.
Du kannst es drehen und wenn wie du willst - die Energie, die du hier "erzeugst" um ein Auto oder eine elekrische Maschine anzutreiben, wird immer zum Schluss Wärme sein.

[Chameleon]

Die Frage danach, was vor dem Urknall war, ist ein wenig wie die Frage nach der Henne und dem Ei.

Und wenn es gar keinen Urknall gab?

Ist es vielleicht wie bei "Henne/Ei" - Eier gab es schon, bevor es Hühner gab.

[hikaru]

Und wenn es gar keinen Urknall gab?

Dann brauchen wir eine andere Antwort auf die Frage:
Was geschah in der Planck-Ära? (den ersten 5,5 * 10^-44 Sekunden des Universums)

[Chameleon]

Was geschah in der Planck-Ära? (den ersten 5,5 * 10^-44 Sekunden des Universums)

Warum soll es überhaupt so was wie einen Anfang gegeben haben? Muss es zwingend einen Anfang gegeben haben?

[cosinus]

Und wenn es gar keinen Urknall gab?

Ob mit oder ohne Urknall. Irgendwie hat man immer ein Problem den echten Anfangspunkt 0 zu definieren.

[cosinus]

Warum soll es überhaupt so was wie einen Anfang gegeben haben? Muss es zwingend einen Anfang gegeben haben?

Vllt existiert dieses Zeitkonstrukt nur im menschlichen Kopf, in Wahrheit gibt es das aber garnicht?
Das Universum oder was auch immer das ist, in dem das Universum selbst drin ist, kann schon immer dagewesen sein. Wenn es aber überall gleich aussieht, man keine Änderungen feststellen kann, dann ist es auch unmöglich von irgendeiner Zeit zu sprechen. Wenn Zeit vergeht hat das immer was mit irgendwelchen Änderungsprozessen zu tun. Die Entropie erhöht sich.

[hikaru]

Warum soll es überhaupt so was wie einen Anfang gegeben haben? Muss es zwingend einen Anfang gegeben haben?

Wenn die Zeit wie wir sie wahrnehmen nur eine intrinsische Eigenschaft unserer Raumzeit ist, dann hat sie zumindest in dieser Form definitiv einen Anfang, nämlich die Entstehung unseres Universums, mitsamt seiner Raumzeit.

Es gibt allerdings mehrere Modelle eines zyklischen Universums.
Das "traditionellste" davon, als Alternative bzw. Erweiterung zur Urknalltheorie (Big Bang) ist die Big-Bounce-Theorie, in der sich das Universum nach einem Big Bang und einer Ausdehnungsphase wieder zusammenzieht, bis zu einem Big Crunch, wonach ein neuer Zyklus starten würde.
Ich bin nicht auf dem Laufenden, aber mein letzter Stand zur Forschung vor ca. 10 Jahren war, dass die Masse im Universum nicht ausreicht, um die Expansion zu stoppen. Soweit mir bekannt, ist momentan der Big Chill das verbreitetste Modell, das Zerstrahlen aller Materie bis zur maximalen Entropie. Da das Fortschreiten der Zeit oft als die Zunahme der Entropie auf universeller Ebene betrachtet wird, wäre der Big Chill auch das Ende der Zeit.

Die konforme zyklische Kosmologie geht von einem Zyklus ohne Big-Crunch-Phase aus. Wie dabei der Übergang von Big Chill / Big Rip zum neuen Urknall aussehen soll ist mir nicht klar.

Das Steinhardt-Turok-Modell ist eine zyklische Variante der früher erwähnten Erklärung des Urknalls im Rahmen der Stringtheorie als Brane-Kollision. Dass es mehrere Brane-Kollisionen geben könnte, leuchtet mir ein. Warum das aber zu mehr oder weniger geordneten Zyklen führen sollte, übersteigt mein Verständnis.

Vllt existiert dieses Zeitkonstrukt nur im menschlichen Kopf, in Wahrheit gibt es das aber garnicht?

Zumindest deutet die Quantenphysik darauf hin, dass die ausgezeichnete Rolle der Zeit, mit ihrer klaren Richtung von der Vergangenheit in die Zukunft, im Vergleich zu den drei Raumdimensionen, in denen wir uns frei bewegen können, nur eine Folge unserer begrenzten Wahrnehmung ist.
Wie gerade angesprochen wird der Verlauf der Zeit physikalisch als Ausdruck der Zunahme der Entropie im Universum verstanden. Dabei wird gern das Bild der vom Tisch falllenden Kaffeetasse bemüht, die auf dem Boden zerschellt. Wir beobachten aber nie, dass der Scherbenhaufen spontan wieder zurück auf den Tisch hüpft und dabei zur Tasse wird. Der Scherbenhaufen hat eine größere Entropie ("Unordnung") als die intakte Tasse.
In der Quantenphysik spräche nichts gegen eine Abnahme der Entropie. Aber wir als makroskopisch wahrnehmende Wesen sehen immer nur die Tasse zerschellen.

Außerdem, wie bereits erwähnt, gibt die ART im Prinzip Bewegungen mit Überlichtgeschwindigkeit bei endlichem Energieaufwand her. Nur der Punkt der Lichtgeschwindigkeit selbst stellt für massebehaftete Teilchen eine Unmöglichkeit dar. Raum und Zeit würden bei Überlichtgeschwindigkeit gewissermaßen ihre Rollen tauschen. Raumartige Kurven würden zeitartig werden und andersrum. Auch das deutet meiner Interpretation nach darauf hin, dass die Zeitdimension im Prinzip keine Sonderstellung gegenüber den Raumdimensionen hat.

[GregorS]

Und wenn es gar keinen Urknall gab?

Ob mit oder ohne Urknall. Irgendwie hat man immer ein Problem den echten Anfangspunkt 0 zu definieren.

Ich nehm' einfach immer Silvester

[cosinus]

Ich nehm' einfach immer Silvester

Kommt drauf an wieviel man trinkt. Dann könnte man zumindest viele Erinnerungen löschen