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Shadaik
evolviert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
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 (#1454712) Verfasst am: 05.04.2010, 08:45 Titel: Lückenlose Materie |
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Materie besteht ja größtenteils aus Leerräumen zwischen den umherfliegenden Teilchen. dazu nun zwei Fragen:
1. Wenn man diese Leerräume so weit reduzieren würde, dass ein Atom direkt ans nächste grenzt, wie viel kleiner würde die makroskopische Welt dann werden?
2. Ist es theoretisch möglich, diese Leerräume zu reduzieren und gibt es Forschungen in diese Richtung?
Googeln bringt mich hier nicht wirklich weit, ich komme entweder auf Supraleiter (wo mit "gapless" offenbar etwas anderes gemeint ist) oder Bosonensterne und kompakte Materie. Ich rede aber durchaus noch von Standardmaterie, nur extrem komprimiert.
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Fische schwimmen nur in zwei Situationen mit dem Strom: Auf der Flucht und im Tode
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step
registriert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 22782
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| (#1454729) Verfasst am: 05.04.2010, 10:21 Titel: Re: Lückenlose Materie |
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| Shadaik hat folgendes geschrieben: | Materie besteht ja größtenteils aus Leerräumen zwischen den umherfliegenden Teilchen. dazu nun zwei Fragen:
1. Wenn man diese Leerräume so weit reduzieren würde, dass ein Atom direkt ans nächste grenzt, wie viel kleiner würde die makroskopische Welt dann werden?
2. Ist es theoretisch möglich, diese Leerräume zu reduzieren und gibt es Forschungen in diese Richtung?
Googeln bringt mich hier nicht wirklich weit, ich komme entweder auf Supraleiter (wo mit "gapless" offenbar etwas anderes gemeint ist) oder Bosonensterne und kompakte Materie. Ich rede aber durchaus noch von Standardmaterie, nur extrem komprimiert. |
Standardmaterie heißt ja so, weil ihr Verhalten, ihre Abstände usw. von den in diesem Bereich normalerweise dominanten Kräften bestimmt werden. Zwei Protonen z.B. stoßen sich ab, Elektronen können nicht denselben Quantenzustand einnehmen usw.. Wendet man nun Kräfte auf, die, genügend Materie vorausgesetzt, stärker sind, z.B. die Schwerkraft, dann "entartet" die normale Materie, z.B. indem sich ein Neutronenstern bildet oder gar ein Schwarzes Loch.
Will man das mit weniger Materie haben, kann man auch zwei Protonen extrem schnell aufeinanderschießen, wie beim LHC. Da werden für sehr kurze Zeit auch "Leeräume reduziert".
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Was ist der Sinn des Lebens? - Keiner, aber Leere ist Fülle für den, der sie sieht.
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pera
auf eigenen Wunsch deaktiviert
Anmeldungsdatum: 01.07.2009
Beiträge: 4256
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| (#1454824) Verfasst am: 05.04.2010, 14:46 Titel: |
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Wikipedia
| Zitat: | | Ein Neutronenstern ist ein astronomisches Objekt mit einer extrem hohen Dichte und einem typischen Durchmesser von etwa 20 km bei einer Masse von etwa 1,44 bis 3 Sonnenmassen. Er steht am Ende seiner Sternentwicklung und stellt damit das Endstadium eines Sterns einer bestimmten Massenklasse dar. Er besteht aus einer besonderen Materieform von Neutronen, die im Zentrum eine Dichte von etwa 10¹¹ kg/cm³ bis zu 2,5·10¹² kg/cm³ aufweist. Das heißt, ein Kubikzentimeter dieser Art von Materie hat etwa die Masse eines Eiswürfels von 500 m bis 1400 m Kantenlänge. Dies entspricht der gleichen Größenordnung wie die Dichte von Atomkernen |
Ein Kubikzentimeter ab 100 Millionen Tonnen. 
Zusatzfrage1: Können Atomkerne selbst dichter gepackt werden?
Zusatzfrage2: Wie schaut es bei schwarzen Löchern aus? Gibt es überhaupt Aussagen dazu?
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step
registriert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 22782
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| (#1454841) Verfasst am: 05.04.2010, 15:12 Titel: |
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| pera hat folgendes geschrieben: | Wikipedia
| Zitat: | | Ein Neutronenstern ist ein astronomisches Objekt mit einer extrem hohen Dichte und einem typischen Durchmesser von etwa 20 km bei einer Masse von etwa 1,44 bis 3 Sonnenmassen. Er steht am Ende seiner Sternentwicklung und stellt damit das Endstadium eines Sterns einer bestimmten Massenklasse dar. Er besteht aus einer besonderen Materieform von Neutronen, die im Zentrum eine Dichte von etwa 10¹¹ kg/cm³ bis zu 2,5·10¹² kg/cm³ aufweist. Das heißt, ein Kubikzentimeter dieser Art von Materie hat etwa die Masse eines Eiswürfels von 500 m bis 1400 m Kantenlänge. Dies entspricht der gleichen Größenordnung wie die Dichte von Atomkernen |
Ein Kubikzentimeter ab 100 Millionen Tonnen.
Zusatzfrage1: Können Atomkerne selbst dichter gepackt werden? |
Ja, siehe Frage 2.
| pera hat folgendes geschrieben: | | Zusatzfrage2: Wie schaut es bei schwarzen Löchern aus? Gibt es überhaupt Aussagen dazu? |
Ja. Bei nichtrotierenden SL verichtet sich die Materie nicht nur innerhalb des Ereignishorizonts, sondern bis auf eine Singularität unendlicher Dichte. Diese ist natürlich unphysikalisch, man erwartet Quantengravitationseffekte "kurz vor" der unendlichen Dichte, dazu gibt es aber noch keine Theorie. Die Materie ist in diesem Zustand aber sicher noch stärker entartet als in einem Neutronenstern, der ja aus "stabilen" Quarkzuständen besteht.
Bei rotierenden SL ist es anders, da muß es nicht unbedingt eine Singularität geben.
Generell kann die Dichte bei SL sogar kleiner als die von Luft sein, wenn das Ding nur groß genug ist.
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Danol
registrierter User
Anmeldungsdatum: 02.04.2007
Beiträge: 3027
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| (#1454844) Verfasst am: 05.04.2010, 15:20 Titel: |
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| Woher kommt eigentlich die erwartung dass eine 'vollständige' Theorie der Gravitation keine Singularitäten mehr enthält?
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step
registriert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 22782
Wohnort: Germering
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| (#1454857) Verfasst am: 05.04.2010, 15:32 Titel: |
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| Danol hat folgendes geschrieben: | | Woher kommt eigentlich die erwartung dass eine 'vollständige' Theorie der Gravitation keine Singularitäten mehr enthält? |
Gute Frage. Physiker sind so, sie empfinden Singularitäten als unphysikalisch. Und bisher haben sie immer recht behalten. Eichtheorien, Renormierung usw. sind befruchtet worden von dem Wunsch, Unendlichkeiten loszuwerden.
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Er_Win
dauerhaft gesperrt
Anmeldungsdatum: 31.01.2008
Beiträge: 4482
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| (#1454865) Verfasst am: 05.04.2010, 15:50 Titel: |
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| step hat folgendes geschrieben: | | Generell kann die Dichte bei SL sogar kleiner als die von Luft sein, wenn das Ding nur groß genug ist. |
wie kommst du darauf - bzw. welches math. Konstrukt entspricht dieser "Versinnbildlichung" ?
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DeHerg
nun schon länger Ranglos
Anmeldungsdatum: 28.04.2007
Beiträge: 6525
Wohnort: Rostock
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| (#1454903) Verfasst am: 05.04.2010, 16:57 Titel: |
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| Er_Win hat folgendes geschrieben: | | step hat folgendes geschrieben: | | Generell kann die Dichte bei SL sogar kleiner als die von Luft sein, wenn das Ding nur groß genug ist. |
wie kommst du darauf - bzw. welches math. Konstrukt entspricht dieser "Versinnbildlichung" ? |
bin mir zwar nicht ganz sicher ob es das ist wonach du fragtest, aber
das ist die Formel für die kritische Dichte zur Etablierung eines Ereignishorizonts
(abgeleitet aus der Formel für den Schwarzschildradius(über das Volumen))
und wie wir sehen ist diese Abhängig von der Masse, je großer die Masse desdo geringer die benötigte Dichte
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step
registriert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 22782
Wohnort: Germering
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| (#1454909) Verfasst am: 05.04.2010, 17:06 Titel: |
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@DeHerg: Genau!
Viele Leute meinen zudem, SL übten eine unwiderstehliche Gravitationsanziehung aus und saugten alles ein, aber auch das stimmt so nicht: Ein SL, zu dem etwa ein Stern kollabiert, hat keine stärkere Anziehungskraft als der Stern zuvor hatte, jedenfalls nicht in einigermaßener Entfernung.
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Er_Win
dauerhaft gesperrt
Anmeldungsdatum: 31.01.2008
Beiträge: 4482
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| (#1455005) Verfasst am: 05.04.2010, 19:59 Titel: |
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| step hat folgendes geschrieben: | @DeHerg: Genau!
Viele Leute meinen zudem, SL übten eine unwiderstehliche Gravitationsanziehung aus [...] |
Zweiteres meine ich zB. nicht - ersteres allerdings auch nicht. Die Formel gibt die Grenzdichte an, ab der eine gegebene Masse zu einem SL mit einem sich dann ergebenden Schwarzschildradius kollabiert. Daraus folgern zu wollen, dass bei genügend Masse ein SL mit der Dichte von Luft existieren könnte, erscheint mir etwas - gelinde formuliert - höchst erstaunlich.
Je grösser diese Masse ist, umso geringer ist diese Grenzdichte, aber eben bevor das Objekt zum SL kollabiert.
Hier der Wiki Link zur Formel http://de.wikipedia.org/wiki/Ereignishorizont
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step
registriert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 22782
Wohnort: Germering
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| (#1455027) Verfasst am: 05.04.2010, 20:26 Titel: |
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| Er_Win hat folgendes geschrieben: | | Je grösser diese Masse ist, umso geringer ist diese Grenzdichte, aber eben bevor das Objekt zum SL kollabiert. |
Ein Loch mit Schwarzschild-Metrik bildet zwar letztlich eine unendlich dichte Singularität aus, aber als SL bezeichnt man meist alles innerhalb des EH. Und der ist schon zuvor da. Nach Erreichen der Grenzdichte muß sich die Dichte des SL also gar nicht mehr erhöhen.
Richtig erstaunlich wird es aber wie gesagt erst bei den rotierenden SL. Dort nämlich muß sich gar keine Singularität ausbilden, und sie können tatsächlich (theoretisch) von niedriger Dichte sein, wenn sie nur genügend groß sind und stark rotieren. Jedenfalls meine ich mich zu erinnern, daß ich das mal ausrechnen mußte ... vor vielen Jahren.
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Er_Win
dauerhaft gesperrt
Anmeldungsdatum: 31.01.2008
Beiträge: 4482
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| (#1455062) Verfasst am: 05.04.2010, 21:45 Titel: |
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| step hat folgendes geschrieben: | | Er_Win hat folgendes geschrieben: | | Je grösser diese Masse ist, umso geringer ist diese Grenzdichte, aber eben bevor das Objekt zum SL kollabiert. |
Ein Loch mit Schwarzschild-Metrik bildet zwar letztlich eine unendlich dichte Singularität aus, aber als SL bezeichnt man meist alles innerhalb des EH. Und der ist schon zuvor da. Nach Erreichen der Grenzdichte muß sich die Dichte des SL also gar nicht mehr erhöhen. |
Mir ist völlig unklar, was du mir damit sagen willst - insbesondere damit, dass ein EH schon zuvor da sei
Ganz egal wieviel Masse du jetzt so weit "verdichtest", dass sich ein EH ausbilden kann (bekanntermassen wäre der R(s) bei der Erdmasse ca. 0,9cm, bei der Sonnenmasse ca. 2,9km) ist innerhalb des EH (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild-Metrik#Erhaltungssatz ) egal ob man eine unendlich dichte Singularität annimmt oder nicht, die Dichte (selbst bei unsinnigerweise hypothetisch gleichverteilter Masse "innerhalb" des EH's) höher als jene von Luft.
Die mittlere Dichte der Sonne ist ca. 1,4g/cm3 was in etwa dem 1000-fachen der Dichte von Luft entspricht. Und diese Masse ergäbe wie erwähnt einen R(s) von 2,9km 
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Danol
registrierter User
Anmeldungsdatum: 02.04.2007
Beiträge: 3027
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| (#1455074) Verfasst am: 05.04.2010, 21:59 Titel: |
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| Er_Win hat folgendes geschrieben: | Ganz egal wieviel Masse du jetzt so weit "verdichtest", dass sich ein EH ausbilden kann (bekanntermassen wäre der R(s) bei der Erdmasse ca. 0,9cm, bei der Sonnenmasse ca. 2,9km) ist innerhalb des EH (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild-Metrik#Erhaltungssatz ) egal ob man eine unendlich dichte Singularität annimmt oder nicht, die Dichte (selbst bei unsinnigerweise hypothetisch gleichverteilter Masse "innerhalb" des EH's) höher als jene von Luft.
Die mittlere Dichte der Sonne ist ca. 1,4g/cm3 was in etwa dem 1000-fachen der Dichte von Luft entspricht. Und diese Masse ergäbe wie erwähnt einen R(s) von 2,9km |
Ich vermute es könnte damit zusammenhängen dass das Volumen eines SLs, aufgrund der extremen Raumverzerrung, deutlich größer ausfallen kann als das Volumen einer Kugel mit gleichem Radius. Zumindest würde ich das erwarten ...
| step hat folgendes geschrieben: | | Danol hat folgendes geschrieben: | | Woher kommt eigentlich die erwartung dass eine 'vollständige' Theorie der Gravitation keine Singularitäten mehr enthält? |
Gute Frage. Physiker sind so, sie empfinden Singularitäten als unphysikalisch. Und bisher haben sie immer recht behalten. Eichtheorien, Renormierung usw. sind befruchtet worden von dem Wunsch, Unendlichkeiten loszuwerden. |
Will ich ja garnicht abstreiten, dennoch habe ich das Gefühl dass sich hier eine Annahme eingeschlichen hat, die eigentlich durch Ockham eliminiert werden sollte ...
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DeHerg
nun schon länger Ranglos
Anmeldungsdatum: 28.04.2007
Beiträge: 6525
Wohnort: Rostock
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| (#1455087) Verfasst am: 05.04.2010, 22:21 Titel: |
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| Er_Win hat folgendes geschrieben: | | step hat folgendes geschrieben: | | Er_Win hat folgendes geschrieben: | | Je grösser diese Masse ist, umso geringer ist diese Grenzdichte, aber eben bevor das Objekt zum SL kollabiert. |
Ein Loch mit Schwarzschild-Metrik bildet zwar letztlich eine unendlich dichte Singularität aus, aber als SL bezeichnt man meist alles innerhalb des EH. Und der ist schon zuvor da. Nach Erreichen der Grenzdichte muß sich die Dichte des SL also gar nicht mehr erhöhen. |
Mir ist völlig unklar, was du mir damit sagen willst - insbesondere damit, dass ein EH schon zuvor da sei
Ganz egal wieviel Masse du jetzt so weit "verdichtest", dass sich ein EH ausbilden kann (bekanntermassen wäre der R(s) bei der Erdmasse ca. 0,9cm, bei der Sonnenmasse ca. 2,9km) ist innerhalb des EH (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild-Metrik#Erhaltungssatz ) egal ob man eine unendlich dichte Singularität annimmt oder nicht, die Dichte (selbst bei unsinnigerweise hypothetisch gleichverteilter Masse "innerhalb" des EH's) höher als jene von Luft.
Die mittlere Dichte der Sonne ist ca. 1,4g/cm3 was in etwa dem 1000-fachen der Dichte von Luft entspricht. Und diese Masse ergäbe wie erwähnt einen R(s) von 2,9km |
was soll denn das jetzt?
die Formel oben zeigt eindeutig eine y~1/x Korrelation von für einen EH benötigter Dichte und Masse, warum kommst du dann jetzt mit SL´s als Beispiel die allein Hypothetisch sind(und wohl bleiben) weil sie so Massearm wären? Für SL so geringer Dichte ist das andere Ende der Skala gefragt(weitaus massereicher als alle bekannten SL´s)
was das zuvor angeht:es ist gemeint das sich der Ereignishorizont(und damit die Klassifizierung als SL) ausbildet bevor das ganze zu einer Singularität zusammensinkt
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Shadaik
evolviert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 26377
Wohnort: MG
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| (#1455155) Verfasst am: 06.04.2010, 08:01 Titel: Re: Lückenlose Materie |
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| step hat folgendes geschrieben: | | Shadaik hat folgendes geschrieben: | Materie besteht ja größtenteils aus Leerräumen zwischen den umherfliegenden Teilchen. dazu nun zwei Fragen:
1. Wenn man diese Leerräume so weit reduzieren würde, dass ein Atom direkt ans nächste grenzt, wie viel kleiner würde die makroskopische Welt dann werden?
2. Ist es theoretisch möglich, diese Leerräume zu reduzieren und gibt es Forschungen in diese Richtung?
Googeln bringt mich hier nicht wirklich weit, ich komme entweder auf Supraleiter (wo mit "gapless" offenbar etwas anderes gemeint ist) oder Bosonensterne und kompakte Materie. Ich rede aber durchaus noch von Standardmaterie, nur extrem komprimiert. |
Standardmaterie heißt ja so, weil ihr Verhalten, ihre Abstände usw. von den in diesem Bereich normalerweise dominanten Kräften bestimmt werden. Zwei Protonen z.B. stoßen sich ab, Elektronen können nicht denselben Quantenzustand einnehmen usw.. Wendet man nun Kräfte auf, die, genügend Materie vorausgesetzt, stärker sind, z.B. die Schwerkraft, dann "entartet" die normale Materie, z.B. indem sich ein Neutronenstern bildet oder gar ein Schwarzes Loch. |
Moment, ich bin eine Ebene höher, bei den Atomen.
Im mikrotischsten Fall geht es vielleicht noch darum, die Orbits der Elektronen zu verkleinern, das würde vermutlich das meiste bringen. Ansonsten will ich innerhalb des Atoms gar nichts machen.
Aber gut, let's run with it: Ist es denn (wieder theoretisch) möglich, entartete Materie in ihren Urpsrungszustand vor der Entartung zurückzuversetzen - den Energieaufwand einmal ignorierend?
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Roter Ballon
Lifted
Anmeldungsdatum: 22.12.2006
Beiträge: 2631
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| (#1455177) Verfasst am: 06.04.2010, 08:51 Titel: Re: Lückenlose Materie |
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| Shadaik hat folgendes geschrieben: | | step hat folgendes geschrieben: | | Shadaik hat folgendes geschrieben: | Materie besteht ja größtenteils aus Leerräumen zwischen den umherfliegenden Teilchen. dazu nun zwei Fragen:
1. Wenn man diese Leerräume so weit reduzieren würde, dass ein Atom direkt ans nächste grenzt, wie viel kleiner würde die makroskopische Welt dann werden?
2. Ist es theoretisch möglich, diese Leerräume zu reduzieren und gibt es Forschungen in diese Richtung?
Googeln bringt mich hier nicht wirklich weit, ich komme entweder auf Supraleiter (wo mit "gapless" offenbar etwas anderes gemeint ist) oder Bosonensterne und kompakte Materie. Ich rede aber durchaus noch von Standardmaterie, nur extrem komprimiert. |
Standardmaterie heißt ja so, weil ihr Verhalten, ihre Abstände usw. von den in diesem Bereich normalerweise dominanten Kräften bestimmt werden. Zwei Protonen z.B. stoßen sich ab, Elektronen können nicht denselben Quantenzustand einnehmen usw.. Wendet man nun Kräfte auf, die, genügend Materie vorausgesetzt, stärker sind, z.B. die Schwerkraft, dann "entartet" die normale Materie, z.B. indem sich ein Neutronenstern bildet oder gar ein Schwarzes Loch. |
Moment, ich bin eine Ebene höher, bei den Atomen.
Im mikrotischsten Fall geht es vielleicht noch darum, die Orbits der Elektronen zu verkleinern, das würde vermutlich das meiste bringen. Ansonsten will ich innerhalb des Atoms gar nichts machen.
Aber gut, let's run with it: Ist es denn (wieder theoretisch) möglich, entartete Materie in ihren Urpsrungszustand vor der Entartung zurückzuversetzen - den Energieaufwand einmal ignorierend? |
hmmkay
dann find ich mal wieder beim
Landauer Prinzip angekommen
und bei dem
The Black Hole Information Loss Problem
und nun wohl auch
Gibbs-Energie
so richtig in verständlichen eigenen Worten kann ichs noch immer nicht wiedergeben.
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ertrage die Clowns!
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Shadaik
evolviert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 26377
Wohnort: MG
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| (#1455181) Verfasst am: 06.04.2010, 08:59 Titel: |
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Immerhin, das macht die Hawking-Strahlung interessanter als ich dachte - Ihre Existenz wäre offenbar der Beweis, dass die thermodynamischen Sätze wirklich stimmen (bisher gehen wir mW aus praktischen gründen immer nur einfach davon aus).
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step
registriert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 22782
Wohnort: Germering
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| (#1455223) Verfasst am: 06.04.2010, 10:54 Titel: |
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| Er_Win hat folgendes geschrieben: | | ... |
Hat DeHerg schon gut beantwortet.
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step
registriert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 22782
Wohnort: Germering
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| (#1455225) Verfasst am: 06.04.2010, 11:01 Titel: Re: Lückenlose Materie |
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| Shadaik hat folgendes geschrieben: | | step hat folgendes geschrieben: | | Shadaik hat folgendes geschrieben: | Materie besteht ja größtenteils aus Leerräumen zwischen den umherfliegenden Teilchen. dazu nun zwei Fragen:
1. Wenn man diese Leerräume so weit reduzieren würde, dass ein Atom direkt ans nächste grenzt, wie viel kleiner würde die makroskopische Welt dann werden?
2. Ist es theoretisch möglich, diese Leerräume zu reduzieren und gibt es Forschungen in diese Richtung?
Googeln bringt mich hier nicht wirklich weit, ich komme entweder auf Supraleiter (wo mit "gapless" offenbar etwas anderes gemeint ist) oder Bosonensterne und kompakte Materie. Ich rede aber durchaus noch von Standardmaterie, nur extrem komprimiert. |
Standardmaterie heißt ja so, weil ihr Verhalten, ihre Abstände usw. von den in diesem Bereich normalerweise dominanten Kräften bestimmt werden. Zwei Protonen z.B. stoßen sich ab, Elektronen können nicht denselben Quantenzustand einnehmen usw.. Wendet man nun Kräfte auf, die, genügend Materie vorausgesetzt, stärker sind, z.B. die Schwerkraft, dann "entartet" die normale Materie, z.B. indem sich ein Neutronenstern bildet oder gar ein Schwarzes Loch. |
Moment, ich bin eine Ebene höher, bei den Atomen.
Im mikrotischsten Fall geht es vielleicht noch darum, die Orbits der Elektronen zu verkleinern, das würde vermutlich das meiste bringen. Ansonsten will ich innerhalb des Atoms gar nichts machen. |
Gut, also zurück zu Deinen Fragen oben:
1. Ein Atom grenzt bereits in "normaler Materie" direkt ans nächste. Manchmal findet man Konfigurationen, die noch geringfügig dichter gepackt sind, z.B. Graphit->Diamant.
2. Theoretisch läßt sich das darüberhinaus, ohne die Atomstruktur zu zerstören, nur erreichen, indem man die Kopplungskonstanten _alpha_ oder e und h/2pi verändert. Weiß aber nicht, wie man das anstellen kann 
| Shadaik hat folgendes geschrieben: | | Aber gut, let's run with it: Ist es denn (wieder theoretisch) möglich, entartete Materie in ihren Urpsrungszustand vor der Entartung zurückzuversetzen - den Energieaufwand einmal ignorierend? |
Ja, das ist theoretisch möglich, wenn man noch weiß, was es vorher gewesen ist.
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Alchemist
registrierter User
Anmeldungsdatum: 03.08.2004
Beiträge: 27897
Wohnort: Hamburg
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| (#1455236) Verfasst am: 06.04.2010, 11:21 Titel: Re: Lückenlose Materie |
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| step hat folgendes geschrieben: | | Shadaik hat folgendes geschrieben: | | step hat folgendes geschrieben: | | Shadaik hat folgendes geschrieben: | Materie besteht ja größtenteils aus Leerräumen zwischen den umherfliegenden Teilchen. dazu nun zwei Fragen:
1. Wenn man diese Leerräume so weit reduzieren würde, dass ein Atom direkt ans nächste grenzt, wie viel kleiner würde die makroskopische Welt dann werden?
2. Ist es theoretisch möglich, diese Leerräume zu reduzieren und gibt es Forschungen in diese Richtung?
Googeln bringt mich hier nicht wirklich weit, ich komme entweder auf Supraleiter (wo mit "gapless" offenbar etwas anderes gemeint ist) oder Bosonensterne und kompakte Materie. Ich rede aber durchaus noch von Standardmaterie, nur extrem komprimiert. |
Standardmaterie heißt ja so, weil ihr Verhalten, ihre Abstände usw. von den in diesem Bereich normalerweise dominanten Kräften bestimmt werden. Zwei Protonen z.B. stoßen sich ab, Elektronen können nicht denselben Quantenzustand einnehmen usw.. Wendet man nun Kräfte auf, die, genügend Materie vorausgesetzt, stärker sind, z.B. die Schwerkraft, dann "entartet" die normale Materie, z.B. indem sich ein Neutronenstern bildet oder gar ein Schwarzes Loch. |
Moment, ich bin eine Ebene höher, bei den Atomen.
Im mikrotischsten Fall geht es vielleicht noch darum, die Orbits der Elektronen zu verkleinern, das würde vermutlich das meiste bringen. Ansonsten will ich innerhalb des Atoms gar nichts machen. |
Gut, also zurück zu Deinen Fragen oben:
1. Ein Atom grenzt bereits in "normaler Materie" direkt ans nächste. Manchmal findet man Konfigurationen, die noch geringfügig dichter gepackt sind, z.B. Graphit->Diamant.
2. Theoretisch läßt sich das darüberhinaus, ohne die Atomstruktur zu zerstören, nur erreichen, indem man die Kopplungskonstanten _alpha_ oder e und h/2pi verändert. Weiß aber nicht, wie man das anstellen kann
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Zu 2:
Mein erster Gedanke war zu Shadaiks Frage über die Orbitalverkleinerung, dass man irgendetwas ganz Grundlegendes verändern müsste, um das hinzubekommen, weil Elektronen gar keien Zustände zwischen den Orbitalen annehmen können.
Das hast du dann aber schön erklärt. h/2pi verändern... 
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Er_Win
dauerhaft gesperrt
Anmeldungsdatum: 31.01.2008
Beiträge: 4482
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| (#1455288) Verfasst am: 06.04.2010, 13:59 Titel: |
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| DeHerg hat folgendes geschrieben: | was soll denn das jetzt?
die Formel oben zeigt eindeutig eine y~1/x Korrelation ...
[...]
Für SL so geringer Dichte ist das andere Ende der Skala gefragt(weitaus massereicher als alle bekannten SL´s)
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meine Beispiele waren in der Tat ungünstig gewählt, weil ich zu faul zum Rechnen war, geben aber trotzdem - zumindest mir - ein Gefühl für Grössenordnungen. Aber es kann jeder anhand der simplen Formeln selber nachrechnen, soferne ich mich nicht vertippt habe ergibt das größte SL (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch#Arten_von_Schwarzen_L.C3.B6chern ) mit ca. 10^9 Sonnenmassen einen R(s) von 10 AU. (1 AU=149.597.870.691 Meter)
Setzt man nun in die Formel der Grenzdichte die Dichte von Luft (ca. 1,3 kg/m3) ein sowie einen R(s) von 10 AU ein, dann ergibt sich daraus aber nur die ca. 11500-fache Sonnenmasse eines entsprechenden Objekts. Ergo ist steps Behauptung nicht sehr schlüssig, da es andererseits keine noch grösseren SL's geben soll lt. Natarajan und Treister: http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0808/0808.2813v2.pdf ganz egal wie auch immer die Masseverteilung "hinter" dem EH aussieht.
Erwin
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DeHerg
nun schon länger Ranglos
Anmeldungsdatum: 28.04.2007
Beiträge: 6525
Wohnort: Rostock
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| (#1455308) Verfasst am: 06.04.2010, 14:49 Titel: |
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| Er_Win hat folgendes geschrieben: | meine Beispiele waren in der Tat ungünstig gewählt, weil ich zu faul zum Rechnen war, geben aber trotzdem - zuindest mir - ein Gefühl für Grössenordnungen. Aber es kann jeder anhand der simplen Formeln selber nachrechnen, soferne ich mich nicht vertippt habe ergibt das größte SL (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch#Arten_von_Schwarzen_L.C3.B6chern ) mit ca. 10^9 Sonnenmassen einen R(s) von 10 AU. (1 AU=149.597.870.691 Meter)
Ergo ist steps Behauptung nicht sehr schlüssig, da es andererseits keine noch grösseren SL's geben soll lt. Natarajan und Treister: http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0808/0808.2813v2.pdf ganz egal wie auch immer die Masseverteilung "hinter" dem EH aussieht. |
diese Begrenzung nach oben in der Masse könnte Steps Aussage tatsächlich als falsch herausstellen, doch
| Er_Win hat folgendes geschrieben: | | Setzt man nun in die Formel der Grenzdichte die Dichte von Luft (ca. 1,3 kg/m3) ein sowie einen R(s) von 10 AU ein, dann ergibt sich daraus aber nur die ca. 11500-fache Sonnenmasse eines entsprechenden Objekts. |
wo setzt du denn da ein R(s) ein? von welcher Formel für Grenzdichte sprichst du da jetzt(die die ich postete enthält kein R(s))?
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Er_Win
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| (#1455311) Verfasst am: 06.04.2010, 14:57 Titel: |
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| DeHerg hat folgendes geschrieben: | | wo setzt du denn da ein R(s) ein? von welcher Formel für Grenzdichte sprichst du da jetzt(die die ich postete enthält kein R(s))? |
ja, in die von dir zitierte und natürlich meinte ich V(s) welches aber aus R(s) abgeleitet ist - vgl. doch einfach die Formeln: http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild-Radius#Schwarzschild-Radius_und_Gravitationsradius
hast du übrigens selbst bereits (ab?)geschrieben 
| DeHerg hat folgendes geschrieben: | | (abgeleitet aus der Formel für den Schwarzschildradius(über das Volumen)) |
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step
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| (#1455324) Verfasst am: 06.04.2010, 15:34 Titel: |
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Habs nochmal nachgerechnet:
- maximale theoretische Masse eines SL: 10^9 Sonnenmassen
-> minimale kritische Dichte = ca. 18 kg/m^3
OK, ist eine GO mehr als die Dichte von Luft, aber immerhin noch erstaunlich wenig.
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Darwin Upheaval
Evo-Devo-Darwinist & Wissenschaftskommunikator
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| (#1455331) Verfasst am: 06.04.2010, 15:50 Titel: Re: Lückenlose Materie |
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| Shadaik hat folgendes geschrieben: | Materie besteht ja größtenteils aus Leerräumen zwischen den umherfliegenden Teilchen. dazu nun zwei Fragen:
1. Wenn man diese Leerräume so weit reduzieren würde, dass ein Atom direkt ans nächste grenzt, wie viel kleiner würde die makroskopische Welt dann werden?
2. Ist es theoretisch möglich, diese Leerräume zu reduzieren und gibt es Forschungen in diese Richtung?
Googeln bringt mich hier nicht wirklich weit, ich komme entweder auf Supraleiter (wo mit "gapless" offenbar etwas anderes gemeint ist) oder Bosonensterne und kompakte Materie. Ich rede aber durchaus noch von Standardmaterie, nur extrem komprimiert. |
Versuch's mal mit "Planck-Dichte":
http://de.wikipedia.org/wiki/Planck-Einheiten
Mehr geht nicht. Auch nicht in Schwarzen Löchern.
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Er_Win
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| (#1455338) Verfasst am: 06.04.2010, 16:00 Titel: |
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| step hat folgendes geschrieben: | -> minimale kritische Dichte = ca. 18 kg/m^3
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könntest du da den Rechenweg aufzeigen - ich hab's jetzt nur überschlagen, komm aber auf etwas andere Größenordnungen, wenn ich in die Dichte = M/V für M das 10^9-fache der Sonnenmasse (=1,9891 * 10^30 kg) und für V (= 4pi/3 * R(s)^3 ) berechnet aus R(s) = 10 AU einsetze. ( 1 AU ca. = 150.000.000.000 m)
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Darwin Upheaval
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Er_Win
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step
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| (#1455355) Verfasst am: 06.04.2010, 16:24 Titel: |
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| Er_Win hat folgendes geschrieben: | | da sollte jemand in Wiki auch mal nachbessern, ... |
Moment mal, ich habe einfach unkritisch Erwins Angaben übernommen (in der Annahme, daß er richtig aus wikipedia abschreibt), aber jetzt nochmal selber nachgelesen: In dem (mir vorher unbekannten) von Erwin zitierten Paper ist die Obergrenze gar nicht 10^9, sondern 10 Mrd. = 10^10 Sonnenmassen. Das paßt auch besser zu den von Darwin Upheaval verlinkten Ergebnissen. Damit ergibt sich
-> minimale kritische Dichte = ca. 0.18 kg/m^3 (wenn ich mich nicht verrechnet habe)
was in der Tat weniger als die Dichte von Luft ist.
Übrigens habe ich, da ich ja das Paper nicht kannte und auch nicht auf wikipedia nachgeschaut habe, ursprünglich einfach die Masse einer größeren Galaxie eingesetzt.
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step
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| (#1455359) Verfasst am: 06.04.2010, 16:32 Titel: |
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| Er_Win hat folgendes geschrieben: | | step hat folgendes geschrieben: | | -> minimale kritische Dichte = ca. 18 kg/m^3 |
könntest du da den Rechenweg aufzeigen - ich hab's jetzt nur überschlagen, komm aber auf etwas andere Größenordnungen, wenn ich in die Dichte = M/V für M das 10^9-fache der Sonnenmasse (=1,9891 * 10^30 kg) und für V (= 4pi/3 * R(s)^3 ) berechnet aus R(s) = 10 AU einsetze. ( 1 AU ca. = 150.000.000.000 m) |
Für 10^10 Sonnenmassen:
= ca. 3 * 3^6 * 10^48 / (32 * pi * 6.67^3 * 10^-33 * 4 * 10^60 * (10^10)^2) kg/m^3
= ca. 3^7 * 10 / (128 * pi * 6.67^3) kg/m^3
= ca. 0.18 kg/m^3
Hoffe, ich hab mich nicht verrechnet ...
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Zuletzt bearbeitet von step am 06.04.2010, 16:33, insgesamt einmal bearbeitet |
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