12-01-2009, 22:35
Zum "perpetuum mobile" (lateinisch: (ein sich) "fortdauernd Bewegendes", kurz PM)
Im Hinblick auf den Energie-Erhaltungssatz muss man einschränkend sagen: In unserer Situation gibt es kein PM erster Art.
Man versteht unter einem PM erster Art eine Maschine, die Energie liefert, ohne andere Energiezufuhr. Dies ist Ausdruck des Energieerhaltungssatzes oder I. Hauptsatzes der Wärmelehre, der immer nur die Umwandlung einer Sorte Energie in eine andere erlaubt.
Es gibt aber auch kein PM zweiter Art. Darunter versteht man eine Wärmekraftmaschine, die aus einem einzigen Wärmereservoir Energie erzeugt. Man braucht immer ein Reservoir mit höherer und eins mit niedrigerer Temperatur.
Dies ist Ausdruck des II. Hauptsatzes der Wärmelehre, der immer nur eine Leistung durch Entwertung von Temperaturen erlaubt (auch Entropiesatz).
Zurück zu "unserer Situation": Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass unser Universum mehr Massen- als Strahlungsdichte aufweist, gewissermaßen ziemlich "kondensiert" erscheint. Vor rund 14 Milliarden Jahren war dies ganz anders. Da gab es nur einen alles umfassenden Zustand hochgespannter Energie, dessen Raumzeit sehr klein und dessen "Temperatur" so hoch war, dass wir sie mit gewöhnlichen Zahlen nicht angeben können. Die Wissenschaft hat natürlich solche Zahlenungetüme Aber wer kann sich schon unter Zehn hoch 15 Grad etwas vorstellen. Ein Schweißlichtbogen bringt es gerade auf 2,5 mal 10 hoch 3, und jede weitere Zahl hinter "hoch" multipliziert solche Werte mit 10.
Materie gibt es bei solchen Temperaturen nicht. Alles ist Strahlung. Elementarteilchen "frieren" erst bei niedrigeren Temperaturen aus. Kühlung ergibt sich durch die "Expansion" unserer Welt nach dem so genannten Urknall (ein griffiger Name für den zuvor beschriebenen Zustand, obwohl dabei nichts geknallt hat, weil dazu ein Gas erforderlich gewesen wäre, das es noch nicht gab).
Bleibt die Frage nach der Herkunft des Urknalls: Neueste Überlegungen dazu führen auf Vorgänge, die in unserer Welt "singulär" erscheinen (irre Temperaturen, wahnsinnig kleines Volumen), jedoch in höheren Dimensionen "normale Vorgänge" repräsentieren, wie wir sie zwischen Himmelkörpern unserer Welt kennen: also Explosionen, Zusammenstöße, Implosionen, Vereinigung oder Zerreißen von Galaxien etc.
Wenn dem so wäre, dann verlagert sich die Entstehung unserer Raumzeit in eine Welt von noch mehr Dimensionen, in der ein dreidimensionaler Raum nur einen Spezialfall darstellt.
Es gibt sogar den Verdacht, dass es dort keine Zeit in unserem Sinne gibt, sondern nur parallel vorhandene Zustände, die "durchlaufen" werden können (Zeitlauf) aber nicht müssen (wie ein Gewirr verschiedener Geraden auf einem Blatt Papier, und wir hüpfen von einem Schnittpunkt zum nächsten, mit dem Gefühl, dass Zeit vergeht).
Unser zeitlich arbeitendes Hirn ist im Allgemeinen nicht in der Lage, sich etwas Derartiges vorzustellen. Der Urknall ist in diesem Bild der Schnittpunkt zweier zufälliger "Geraden". Die Kosmologen sprechen von dreidimensionalen Unterräumen, von denen wir einen bewohnen, und deren "Schnittpunkt" wir als Urknall kennen.
Und die Zukunft unserer Welt? Vorläufig expandiert unser Universum und kühlt sich weiter ab.
Dabei gibt es drei Szenarien: Expansion mit unendlicher Verdünnung oder Übergang in Stagnation oder Übergang zur Schrumpfung.
Ich vermute (mit anderen), dass sich unser Universum unendlich verdünnen wird, bis auch die letzten Sternenreste (schwarze Löcher) verdampft sind. Danach gibt es keinen Massenhintergrund mehr, der für bestimmte Erhaltungssätze "unserer" Physik sorgt z. B. den Drehimpulserhaltungssatz. Es ist damit zu rechnen, dass in diesem Fall (nach zehn hoch 80 Jahren oder so) plötzlich die Energie aus unserer Welt ganz verschwindet. Damit endet auch die Raumzeit, die für ihre Existenz auf Materie oder Strahlung angewiesen ist.
(Oder unsere Raumzeit wird so riesig, dass sie erneut mit einer anderen zusammenstößt, was zu einem neuen Zustand namens Urknall führt.)
Ich betone: Vieles davon ist äußerst umstritten und sicher nicht der Weisheit letzter Schluss.
Und noch etwas: Damit lässt sich rein gar nichts über die Frage nach der Schöpfung sagen. Diese Frage ist eigentlich eine nach der Wertigkeit oder Bedeutung der physischen Welt bezogen auf uns Menschen. Wollen wir "hier" Heimat finden und Frieden mit unseren Mitbewohnern, so muss es gewisse Haltungen geben, die dies gewährleisten. Das ist die Aufgabe des Glaubens und nichts anderes.
Die Wissenschaft kann nur die Augen öffnen für die Komplexität dieser Welt und ihre ungeheure Größe (und Kleinheit auf der Seite der Elementarteilchen).
Wenn wir Gott glauben, dann ist er größer als die Welt. Und ER ist sicher kein orientalischer Despot, der ein paar Bewunderer braucht.
Im Hinblick auf den Energie-Erhaltungssatz muss man einschränkend sagen: In unserer Situation gibt es kein PM erster Art.
Man versteht unter einem PM erster Art eine Maschine, die Energie liefert, ohne andere Energiezufuhr. Dies ist Ausdruck des Energieerhaltungssatzes oder I. Hauptsatzes der Wärmelehre, der immer nur die Umwandlung einer Sorte Energie in eine andere erlaubt.
Es gibt aber auch kein PM zweiter Art. Darunter versteht man eine Wärmekraftmaschine, die aus einem einzigen Wärmereservoir Energie erzeugt. Man braucht immer ein Reservoir mit höherer und eins mit niedrigerer Temperatur.
Dies ist Ausdruck des II. Hauptsatzes der Wärmelehre, der immer nur eine Leistung durch Entwertung von Temperaturen erlaubt (auch Entropiesatz).
Zurück zu "unserer Situation": Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass unser Universum mehr Massen- als Strahlungsdichte aufweist, gewissermaßen ziemlich "kondensiert" erscheint. Vor rund 14 Milliarden Jahren war dies ganz anders. Da gab es nur einen alles umfassenden Zustand hochgespannter Energie, dessen Raumzeit sehr klein und dessen "Temperatur" so hoch war, dass wir sie mit gewöhnlichen Zahlen nicht angeben können. Die Wissenschaft hat natürlich solche Zahlenungetüme Aber wer kann sich schon unter Zehn hoch 15 Grad etwas vorstellen. Ein Schweißlichtbogen bringt es gerade auf 2,5 mal 10 hoch 3, und jede weitere Zahl hinter "hoch" multipliziert solche Werte mit 10.
Materie gibt es bei solchen Temperaturen nicht. Alles ist Strahlung. Elementarteilchen "frieren" erst bei niedrigeren Temperaturen aus. Kühlung ergibt sich durch die "Expansion" unserer Welt nach dem so genannten Urknall (ein griffiger Name für den zuvor beschriebenen Zustand, obwohl dabei nichts geknallt hat, weil dazu ein Gas erforderlich gewesen wäre, das es noch nicht gab).
Bleibt die Frage nach der Herkunft des Urknalls: Neueste Überlegungen dazu führen auf Vorgänge, die in unserer Welt "singulär" erscheinen (irre Temperaturen, wahnsinnig kleines Volumen), jedoch in höheren Dimensionen "normale Vorgänge" repräsentieren, wie wir sie zwischen Himmelkörpern unserer Welt kennen: also Explosionen, Zusammenstöße, Implosionen, Vereinigung oder Zerreißen von Galaxien etc.
Wenn dem so wäre, dann verlagert sich die Entstehung unserer Raumzeit in eine Welt von noch mehr Dimensionen, in der ein dreidimensionaler Raum nur einen Spezialfall darstellt.
Es gibt sogar den Verdacht, dass es dort keine Zeit in unserem Sinne gibt, sondern nur parallel vorhandene Zustände, die "durchlaufen" werden können (Zeitlauf) aber nicht müssen (wie ein Gewirr verschiedener Geraden auf einem Blatt Papier, und wir hüpfen von einem Schnittpunkt zum nächsten, mit dem Gefühl, dass Zeit vergeht).
Unser zeitlich arbeitendes Hirn ist im Allgemeinen nicht in der Lage, sich etwas Derartiges vorzustellen. Der Urknall ist in diesem Bild der Schnittpunkt zweier zufälliger "Geraden". Die Kosmologen sprechen von dreidimensionalen Unterräumen, von denen wir einen bewohnen, und deren "Schnittpunkt" wir als Urknall kennen.
Und die Zukunft unserer Welt? Vorläufig expandiert unser Universum und kühlt sich weiter ab.
Dabei gibt es drei Szenarien: Expansion mit unendlicher Verdünnung oder Übergang in Stagnation oder Übergang zur Schrumpfung.
Ich vermute (mit anderen), dass sich unser Universum unendlich verdünnen wird, bis auch die letzten Sternenreste (schwarze Löcher) verdampft sind. Danach gibt es keinen Massenhintergrund mehr, der für bestimmte Erhaltungssätze "unserer" Physik sorgt z. B. den Drehimpulserhaltungssatz. Es ist damit zu rechnen, dass in diesem Fall (nach zehn hoch 80 Jahren oder so) plötzlich die Energie aus unserer Welt ganz verschwindet. Damit endet auch die Raumzeit, die für ihre Existenz auf Materie oder Strahlung angewiesen ist.
(Oder unsere Raumzeit wird so riesig, dass sie erneut mit einer anderen zusammenstößt, was zu einem neuen Zustand namens Urknall führt.)
Ich betone: Vieles davon ist äußerst umstritten und sicher nicht der Weisheit letzter Schluss.
Und noch etwas: Damit lässt sich rein gar nichts über die Frage nach der Schöpfung sagen. Diese Frage ist eigentlich eine nach der Wertigkeit oder Bedeutung der physischen Welt bezogen auf uns Menschen. Wollen wir "hier" Heimat finden und Frieden mit unseren Mitbewohnern, so muss es gewisse Haltungen geben, die dies gewährleisten. Das ist die Aufgabe des Glaubens und nichts anderes.
Die Wissenschaft kann nur die Augen öffnen für die Komplexität dieser Welt und ihre ungeheure Größe (und Kleinheit auf der Seite der Elementarteilchen).
Wenn wir Gott glauben, dann ist er größer als die Welt. Und ER ist sicher kein orientalischer Despot, der ein paar Bewunderer braucht.
Mit freundlichen Grüßen
Ekkard
Ekkard