Hallo Kosmologen,
ich habe gerade eine Folge „Leschs Kosmos“ gesehen und in dieser sagte er was von einer Maximaltemperatur in unserem Universum (10 hoch 32 Grad).
Das soll wohl beim Urknall gewesen sein, als die Materie sich auf einem einzigen Punkt konzentriert hat.
Ist eine höhere Temperatur theoretisch möglich? Oder geht es nur von 0 - 10 hoch 32 Grad?
Beste Grüße
Frank
Hallo FraPira, nein, das ist das Maximum. Aus der Planckmasse lässt sich durch Multiplizieren mit dem Quadrat der Lichtgeschw die Planckenergie und aus dieser durch dividieren durch die Boltzmannkonstante die genannte Temperatur errechnen. Die Konstanten kannst Du Dir ergugeln. Heraus kommt etwas wie 1,3*10^32. Gruß, eck.
Oh interessant, ich habe irgend wann gelernt, es gäbe nur eine minimale aber keine maximale Temperatur. War wohl Unsinn!
Danke!
Karl
Hallo!
Oh interessant, ich habe irgend wann gelernt, es gäbe nur eine
minimale aber keine maximale Temperatur. War wohl Unsinn!
Danke!
Nein, das war kein Unsinn. In der Physik ist es immer so, dass sich eine gewisse Modellvorstellung nur auf einen Teilbereich der Wirklichkeit erstreckt und dessen Geltungsbereich somit beschränkt ist. Wenn in der klassischen Thermodynamik die Temperatur definiert wird, dann ist es logisch, dass es zwar eine niedrigste Temperatur gibt (völliges Erliegen jeglicher Teilchenbewegung), aber keine höchste Temperatur - da die klassische Thermodynamik der Teilchenbewegung keine Grenzen setzt.
Wenn man jetzt versucht, einen thermodynamischen Begriff auf etwas auszudehnen, für das er ursprünglich gar nicht geschaffen wurde, dann muss man plötzlich auch noch Begrenzungen aus ganz anderen Teilbereichen der Physik heranziehen - in diesem Falle aus der Quantenmechanik und der Relativitätstheorie.
Mit der gleichen Berechtigung könntest Du die ganze Newtonsche Mechanik als „Unsinn“ bezeichnen, nur weil sie im Inneren der Atome nicht mehr zu gelten scheint.
10^32 K ist eine wahnsinnige Temperatur. Ich glaube, dass man für eine Kernfusion 10^10 K benötigt (bin mir nicht sicher). Das ist schon knapp 10 Millionen mal heißer als flüssiges Eisen. 10^32 K ist noch einmal 10.000 Millionen Millionen Millionen mal mehr.
Michael
Hallo,
ist das jetzt der Energieinhalt des Universums? Wenn man einen Teil Energie in einem Subsystem akkumulieren würde, könnte diese doch noch höhere Temperaturen erreichen. Wenn man in einem System mit zwei Energieniveaus (nahezu) gleiche Besetzungszahlen erreicht, steigt die Temperatur des Systems doch (nahezu) ins Unendliche.
MfG,
ujk
Moin,
steigt die Temperatur des Systems
doch (nahezu) ins Unendliche.
spätestens wenn die Teilchen durch die thermische Bewegung relativistisch werden kommt man an Grenzen.
Gandalf
Hallo Frank,
der Begriff ist noch nicht gefallen, wenn es Dich weiter interessiert, kannst Du mal nach ‚Planck Temperatur‘ googeln
http://de.wikipedia.org/wiki/Planck-Einheiten
Grüße Roland
Hallo!
Verwechsle nicht Ursache und Wirkung:
Wenn die Temperatur unendlich ist, herrscht Gleichverteilung. Das bedeutet nicht im Umkehrschluss, dass man nur Gleichverteilung herstellen müsste, um eine beliebig hohe Temperatur zu erreichen. Wie wolltest Du denn diese Gleichverteilung erreichen?
Durch Heizen: Dann liefe es darauf hinaus, dass man eine unendlich hohe Temperatur dadurch ereichen könnte, dass man die Temperatur auf unendlich hoch erhöht. Das ist trivial (und sagt nichts darüber aus, ob eine unendliche Temperatur tatsächlich erreichbar ist).
Durch Pumpen oder ähnliches: Ein Drei-Niveau-Laser erreicht durch optisches Pumpen nicht nur Gleichverteilung, sondern sogar Besetzungsinversion. Deiner Argumentation folgend müsste die Temperatur in einem Laser daher sogar größer als Unendlich sein.
Nein, der Begriff „Temperatur“ macht nur für einen Zustand des thermischen Gleichgewichts wirklich einen Sinn. Ein künstlich durch endliche Energiezufuhr hergestellter Zustand hat auch eine endliche Temperatur. Wenn Herr Boltzmann was anderes rauskriegt, dann handelt es sich eben nicht um ein thermisches Gleichgewicht.
Michael
na die temperatur kann von -273.15 °C ( absoluter Nullpunkt )bis zu dem Punkt den der Herr Lesch angiebt steigen
natürlich nur theoretisch da der absolute nullpunkt nicht erreicht werden kann
weil da die atome sich nicht mehr bewegen
und so eine hitze wie bei dem Urknall wird es in unserem Universum auch nicht mehr geben
wenn wir uns aber auf ein parallel universum beziehn ( da ich ein verfechter dieser theorie bin ) kann man das nicht sagen weil diese theorie noch nicht bewiesen ist und man so was nicht nachweißen kann das es in einem möglichen parallel universum so ist
aber in unserem universum sind das die grenzen die THEORETISCH erreicht werden kann, die praktisch aber nie erreicht werden
Hawking-Strahlung
Hallo Kosmologen,
gerade eben habe ich ein bisschen wikipediert und habe dabei die Hawking-Strahlung wieder entdeckt.
Dabei soll ja aus einem virtuellen Teilchenpaar, zwei echte Teilchen hervorgehen.
Nimmt dadurch die Masse unseres Universums zu?
Beste Grüße
Frank
Hallo Michael!
Danke für deine wie immer interessanten Anmerkungen!
Nein, das war kein Unsinn. In der Physik ist es immer so, dass
sich eine gewisse Modellvorstellung nur auf einen Teilbereich
der Wirklichkeit erstreckt und dessen Geltungsbereich somit
beschränkt ist.
Ist diese sicherlich kluge Bescheidenheit des Wissenschaftlers wirklich immer von nöten? Die Lichtgeschwindigkeit als höchste mögliche Geschwindigkeit wurde jedenfalls bisher noch nicht nur als Teilwahrheit entlarvt oder?
Mit der gleichen Berechtigung könntest Du die ganze Newtonsche
Mechanik als „Unsinn“ bezeichnen, nur weil sie im Inneren der
Atome nicht mehr zu gelten scheint.
Naja, die Newtonsche Mechanik lieferte ja jahrhundertelang für „kleine“ Geschwindigkeiten von der Weinbergschnecke bis zum Düsenflugzeug sehr sinnvolle Ergebnisse. Aber im Grundsatz hast du bestimmt recht.
10^32 K ist eine wahnsinnige Temperatur.
Also richtig schön heiß!
Gruß!
Karl
Hallo Karl,
Danke für deine wie immer interessanten Anmerkungen!
Nein, das war kein Unsinn. In der Physik ist es immer so, dass
sich eine gewisse Modellvorstellung nur auf einen Teilbereich
der Wirklichkeit erstreckt und dessen Geltungsbereich somit
beschränkt ist.Ist diese sicherlich kluge Bescheidenheit des Wissenschaftlers
wirklich immer von nöten? Die Lichtgeschwindigkeit als höchste
mögliche Geschwindigkeit wurde jedenfalls bisher noch nicht
nur als Teilwahrheit entlarvt oder?
Ich bin der Meinung, dass nur die sichtbaren Teilchen (also nicht die dunkle Materie) dieser Begrenzung unterliegen!
Von der dunklen Materie wissen wir einfach zu wenig, um zu behaupten, dass diese Teilchen eine Maximalgeschwindigkeit haben…
Beste Grüße
Frank
Moin,
steigt die Temperatur des Systems
doch (nahezu) ins Unendliche.spätestens wenn die Teilchen durch die thermische Bewegung
relativistisch werden kommt man an Grenzen.
Das stimmt einfach nicht. Die Teilchen haben dann einen relativistischen Impuls und der hat keine Grenzen nach oben….s. z.B. Teilchenbeschleuniger.
Peter
Hallo,
Durch Heizen: Dann liefe es darauf hinaus, dass man eine
unendlich hohe Temperatur dadurch ereichen könnte, dass man
die Temperatur auf unendlich hoch erhöht. Das ist trivial (und
sagt nichts darüber aus, ob eine unendliche Temperatur
tatsächlich erreichbar ist).
es ging mir jetzt nicht um eine unendliche Temperatur. Der Gedanke war, dass, wenn ich mit der in einem System zur Verfügung stehenden Energie ein Subsystem heize, ich dort beliebig große „Temperaturen“ erreichen kann. Vorausgesetzt die „Wärmekapazitäten“ unterscheiden sich entsprechend.
Durch Pumpen oder ähnliches: Ein Drei-Niveau-Laser erreicht
durch optisches Pumpen nicht nur Gleichverteilung, sondern
sogar Besetzungsinversion. Deiner Argumentation folgend müsste
die Temperatur in einem Laser daher sogar größer als Unendlich
sein.
Das kann man in einem Zwei-Niveau-Spin-System auch durch eine rasche Magnetfeldumpolung erreichen. Das führt dann zu negativen Kelvin-Temperaturen.
Nein, der Begriff „Temperatur“ macht nur für einen Zustand des
thermischen Gleichgewichts wirklich einen Sinn.
Ja, aber Gleichgewichte sind so schrecklich langweilig, oder?
MfG,
ujk
Hallo,
Die Lichtgeschwindigkeit als höchste
mögliche Geschwindigkeit wurde jedenfalls bisher noch nicht
nur als Teilwahrheit entlarvt oder?
Sir, Ihre Formulierung ist nicht ganz korrekt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Tachyonen
MfG,
ujk
Hallo!
Ist diese sicherlich kluge Bescheidenheit des Wissenschaftlers
wirklich immer von nöten?
Unbedingt! Wenn jemand glaubt, dass es in der Naturwissenschaft irgendwelche universell absolut wahre Aussagen gäbe, dann hat er nicht sehr viel von Naturwissenschaft verstanden.
Die Lichtgeschwindigkeit als höchste
mögliche Geschwindigkeit wurde jedenfalls bisher noch nicht
nur als Teilwahrheit entlarvt oder?
Doch: Für sehr kurze Entfernungen setzt auch die Heisenbergsche Unschärferelation dem Absolutheitsanspruch der Lichtgeschwindigkeit ihre Grenzen. Es ist nicht so, dass dabei Überlichtgeschwindigkeit beobachtet werden könnten, aber es gibt auch keine Möglichkeit mehr sie durch eine Messung zu testen.
Darüber hinaus könnte es durchaus sein, dass eines Tages etwas entdeckt wird, was die Theorie ins Wanken bringt. Damit meine ich nicht, dass irgendjemand es doch schaffen wird, etwas auf Überlichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Soetwas ist mit Sicherheit auszuschließen. Aber es könnte Phänomene auftreten, die wir uns jetzt noch nicht vorstellen können. Tachyonen und Dunkle Materie wurden als mögliche Kandidaten genannt.
Bis wir da näheres wissen, ist also eine gewisse Bescheidenheit durchaus angebracht.
Michael
Das führt dann zu
negativen Kelvin-Temperaturen.
Das stimmt. Rein thermodynamisch sind „negative“ und „über-unendliche“ Temperaturen gleichbedeutend. Der Boltzmann-Faktor
exp(-E/kT)
ist größer als Null und steigt für T→∞ asymptotisch dem Wert 1 entgegen. Wenn der Boltzmann-Faktor groß sein soll, muss man eine möglichst hohe Temperatur wählen. Bei unendlich erreicht er den Wert 1. Möchte man einen Wert höher als 1, muss man eine Zahl wählen, die noch höher ist (was natürlich nicht geht).
Für negative Kelvin-Temperaturen wäre der Boltzmannfaktor tatsächlich größer als 1 - aber negative Kelvin-Temperaturen sind genauso unmöglich wie über-unendliche Temperaturen.
Michael
Hallo,
Die Lichtgeschwindigkeit als höchste
mögliche Geschwindigkeit wurde jedenfalls bisher noch nicht
nur als Teilwahrheit entlarvt oder?Sir, Ihre Formulierung ist nicht ganz korrekt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Tachyonen
Tachyonen sind ein hypothetisches Konstrukt, dass völlig ohne jeden experimentellen Beleg ist. Es gibt bis jetzt keine Erkenntnisse, dass es irgendwelche Informationsübertragung gibt, die schneller als Licht sein kann. Von daher ist nach unserem Kenntnisstand die Lichtgeschwindigkeit in der Tat die höchste mögliche Geschwindigkeit in diesem Universum.
vg,
d.
Hallo,
Ich bin der Meinung, dass nur die sichtbaren Teilchen (also
nicht die dunkle Materie) dieser Begrenzung unterliegen!
Von der dunklen Materie wissen wir einfach zu wenig, um zu
behaupten, dass diese Teilchen eine Maximalgeschwindigkeit
haben…
Deine Haltung ist etwas schizophren. Auf der einen Seite hältst du es für nicht gerechtfertigt, zu behaupten, dass die Lichtgeschwindigkeit auch für die Dunkle Materie gilt, da wir zu wenig über die Dunkle Materie wissen. Auf der anderen Seite behauptest du im gleichen Atemzug, dass die Dunkle Materie dieser Grenze *nicht* unterliegt, obwohl du dazu auch nicht mehr weißt. Gelten für deine Behauptungen etwa andere Regeln?
Dabei gibt es gute Gründe anzunehmen, dass die Grenze der Lichtgeschwindigkeit auch für die Teilchen der Dunklen Materie gilt, selbst wenn wir das nicht „wissen“ und nur vermuten. Schon Occams Rasiermesser würde dazu führen, dass die Default-Position ist, dass die Lichtgeschwindigkeitsgrenze auch für die Dunkle Materie gilt. DU bräuchtest also gute Gründe (und letztlich einen experimentellen Nachweis) wenn du gerechtfertigt behaupten willst, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht für die Dunkle Materie gelte.
vg,
d.
Hallo,
gerade eben habe ich ein bisschen wikipediert und habe dabei
die Hawking-Strahlung wieder entdeckt.
Dabei soll ja aus einem virtuellen Teilchenpaar, zwei echte
Teilchen hervorgehen.
Nimmt dadurch die Masse unseres Universums zu?
Nein, wenn die Teilchen sich manifestieren dann verliert das Schwarze Loch genau diese Masse. Das ist ja der Grund, wieso Schwarze Löcher „verdampfen“ würden.
vg,
d.