Nicht spezifizierte Materie,

Ich höre seit geraumer Zeit von sog. " Dunkler Materie, bzw. dunkler Energie". Die Gedanken einiger Wissenschaftler erscheinen mir logisch. Anhand der Fliehkraft müsste die Milchstrasse auseinander driften. Die inneren Sterne drehen sich genauso schnell wie die äußeren. Soweit, so gut. Man hat in diesem Zusammenhang das Beispiel eines Tellers genommen, auf dem sich Erdnüsse befanden, und sowohl die inneren , als auch die äußeren auf dem Teller befindlichen befanden sich zu jeder Zeit Parallel. UND NUN MEINE FRAGE: Kann mir bitte jemand erklären, logisch erklären, wie Wissenschaftler, Physiker und Mathematiker darauf kommen, daß theoretisch 10 mal mehr Materie da sein müßte, als das, was wir optisch sehen können? Und ich bitte hier nicht um 12 Dimensionen und auch um keine String-Theorie. Meine Frage bezieht sich rein auf die Basis dieser anzunehmenden Berechnung. lg und sorry, ich vergas im Vorfeld den Gruß,…

Hallo Fragewurm,

UND NUN MEINE FRAGE: Kann mir bitte
jemand erklären, logisch erklären, wie Wissenschaftler,
Physiker und Mathematiker darauf kommen, daß theoretisch 10
mal mehr Materie da sein müßte, als das, was wir optisch sehen
können?

Aus einer stabile Umlaufbahn eines Objektes kann man die Masse des zentralen Objekts berechnen. Das hatte schon der alte Newton herausgefunden.

Bei der Erde brauch ein Satellit in rund 36’000km Höhe genau 24h für eine Umkreisung.
In etwa 20km Höhe, da befindet sich die ISS, brauch es 90 Minuten für eine Erdumkreisung.
Der Mond umkreist die Erde in einem Abstand von etwa 300’000km und braucht dazu um die 28 Tage.
Daraus lässt sich nun die Masse der Erde berechnen.

Aus den Umlaufbanen der Planeten, kann man die Masse unserer Sonne berechnen.
Unsere und alle anderen Sonnen unserer Milchstrasse umkreisen das Zentrum unserer Milchstrasse.

Hinzu kommt noch, dass die Leuchtstärke von Sonnen auch ein Mass für Ihre Masse ist.

Daraus ergibt sich, dass die Sterne unserer Galaxie, je weiter weg sie sich vom Zentrum befinden, auch langsamer bewegen sollten. Die Umlaufgeschwindigkeit müsste also stetig nach aussen hin abnehmen.

Genau Messungen haben aber gezeigt, dass dem aber nicht so ist. Es gibt eine Ringzone in welche die beobachteten Umlaufgeschwindigkeiten nur möglich sind, wenn dort mehr Masse vorhanden ist.

Diese Beobachtung bezieht sich aber nicht nur auf unsere Galaxie.

Wie gesagt, kann man die vorhandene Masse durch Zählen der Sterne und auswerten derer Leuchtkraft relativ gut abschätzen.
Dunkle Gas- und Staubwolken würde man auch sehen und zwar dadurch, das man nicht sieht, was sich dahinter befindet.

Kurz, das was man sehn kann, ergibt in der Ringzone einfach zu wenig Masse um die Bahndaten zu erklären.

Damit die uns bekannte Physik funktioniert muss da also noch irgendwie mehr Gravitation vorhanden sein.

Da bis jetzt Gravitation nur durch Masse erklärt werden kann, aber man das Zeugs nicht sehen kann, hat man dem den Arbeitstitel „Dunkle Materie“ verpasst.

Einen Faktor 2 bei der Masse hätte man vermutlich noch als Messfehler gewertet, aber einen Faktor 10 kann man nicht mehr als solchen abtun.

Momentan ist „Dunkle Materie“ einfach ein Wert welcher man in die bestehenden Formel einfügt, damit die Berechnungen mit den Messresultaten übereinstimmt.

Ob jetzt unsere Theorie fehlerhaft ist oder ob es noch etwas unbekanntes gibt, was in den Formeln fehlt, wissen wir (noch) nicht.

MfG Peter(TOO)

Hallo,

will nicht dazwischen quatschen, hab nur so viel Ahnung wie Dokus hergeben, aber so weit ich weiß wurde dunkle Materie doch (indirekt) nachgewiesen(?), anhand von Verzerrungen entfernter Galaxien, oder kann das auch etwas anderes sein?

Kudel

Hallo Kudel,

will nicht dazwischen quatschen, hab nur so viel Ahnung wie
Dokus hergeben, aber so weit ich weiß wurde dunkle Materie
doch (indirekt) nachgewiesen(?), anhand von Verzerrungen
entfernter Galaxien, oder kann das auch etwas anderes sein?

Nachgewiesen sind nur gravitative Effekte.

Aber um diese Effekte mit den heutigen Theorien erklären zu können, fehlt eben die nötige Masse.
Alle uns bekennte Materie intragiert mit der Umgebung. Selbst Schwarze Löcher sind „sichtbar“. Entweder wenn sie gerade am Fressen sind und dadurch die Ganze Umgebung aufleuchtet oder indem sie als Gravitationslinse den Hintergrund verzerren.

Die bestehende Theorie hat also noch irgendeinen Fehler, welcher sich aber erst im grossen Massstab bemerkbar macht.

„Dunkle Materie“ und „Dunkle Energie“ sind bis jetzt einfach Werte, welche man in die Formel einsetzt, damit das Ergebnis mit den Beobachtungen übereinstimmt.

Aber ausser dem Zahlenwert, weiss noch nichts darüber.

Möglich ist, dass nur etwas in der bestehenden Theorie noch fehlt, es kann aber auch sein, dass die bestehende Theorie grundsätzlich falsch ist.

In 50-100 Jahren wird man mehr wissen.

MfG Peter(TOO)

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hallo

peter(too) hat’s eh schon (wie immer) gut erklärt. trotzdem noch eine kleine klarstellung…

wir haben derzeit genau eine bestätigte theorie, mit der das verhalten von materie erklärt werden kann - die allgemeine relativitätstheorie (art).

berechnet man mit der art das verhalten der sterne am aussenbereich einer galaxie, kommt man zum schluss, dass diese viel langsamer sein müssten. um die beobachtete geschwindigkeit erklären zu können, muss die masse der galaxie höher sein. wir haben also eine diskrepanz zwischen der vorhersage der art und den beobachteten werten. es gibt nun zwei möglichkeiten:

  • die für laien offensichtliche: die art ist falsch
  • was für laien als „notlösung zur rettung einer falschen theorie“ gewertet wird: es muss mehr materie geben, als wir sehen - sprich: die messung der masse ist falsch

für jemanden, der keine ahnung von physik hat ist es damit klar: die physiker versuchen, ihre lieb gewordene theorie irgendwie zu retten und erfinden daher seltsames zeugs, nur damit die beobachtungen wieder zur vorhersage passen.

ist aber nicht ganz so einfach…

die art hat sich als überaus zuverlässig erwiesen. sogar in absoluten extremfällen (z.b. zwei sich eng umkreisende neutronensterne) stimmen die vorhersagen der art bis auf kommastellen genau mit den beobachtungen überein.

es gibt zwar alternativtheorien zur art. die prominenteste dürfte die modifizierte newtonische dynamik sein (mond - klingt im englischen nicht so blöd). diese kann zwar schön das rotationsverhalten der galaxien erklären - versagt dafür in anderen bereichen. abgesehen scheint sie noch komplizierter zu sein als die art.

für einen wissenschafter stellt sich damit die frage: was ist wahrscheinlicher: dass eine theorie, die bisher jedem versuch widerstanden hat, sie zu widerlegen, doch falsch ist? oder dass es dort draussen vielleicht noch eine andere materieform gibt, die wir aktuell noch nicht kennen? nun - wir kennen neutrinos. teilchen die nur über die schwache wechselwirkung mit anderen teilchen interagieren (und natürlich über die gravitation - aber die lassen wir mal aussen vor). bedeutet: es gibt keine möglichkeit, sie sichtbar zu machen (licht ist eine elektromagnetische welle und reagiert nur mit teilchen, die über die elektromagnetische kraft wechselwirken). sie sind aber viel zu leicht um als ursache der schnellen rotation in frage zu kommen. was aber, wenn die neutrinos einfach „einen grossen bruder“ haben? also teilchen, die ähnlich wie neutrinos nur schwach wechselwirken, aber mehr masse haben? tausende neutrions durchqueren deinen körper pro sekunde, ohne dass du auch nur irgendwas davon merkst. mit den grösseren brüdern wäre es genauso.

und genau diese grösseren brüder wären das, was man mit dem arbeitstitel „dunkle materie“ meint - auch wenn der name schwachsinnig ist, weil diese materieform nun mal nicht dunkel ist - sie ist eher durchsichtig (dunkle dinge werfen schatten, die man leicht messen kann).

selbstverständlich kann es sein, dass in naher bis mittlerer zukunft jemand eine neue theorie ersinnt, die die art ablöst und die nun ohne der dunklen materie das rotationsverhalten der galaxien klären kann. ist aber nicht so wahrscheinlich.

wahrscheinlicher ist da schon, dass an aufgrund der erkenntnisse, die man in cern mit dem lhc gewinnt, hinweise auf die wahre natur der dunklen materie findet. erster schritt wäre der endgültige nachweis für den higgs-mechanismus bzw. dem higgs-feld - diesem sind wir ja schon etwas näher gekommen. wer weiss - vielleicht haben wir in 10 jahren bereits den ersten detektor, der direkt dunkle materie nachweisen kann.

lg
erwin

Hi,

tausende neutrions durchqueren deinen körper pro sekunde, ohne
dass du auch nur irgendwas davon merkst. mit den grösseren
brüdern wäre es genauso.

es ist sogar noch beeindruckender: es sind 100 Mrd Neutrinos, die jede Sekunde die Fläche eines Quadratzentimeters durchströmen (die berühmte Fläche eines Daumennagels).

http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source…

(Der Link führt zu einem pdf der RWTH Aachen)

Gruß, C.

„dark“ hat im Englischen auch die Bedeutung „unbekannt“, vgl. z.B. „dark side of the moon (Unbekannte Seite des Mondes)“, „a leap in the dark (Ein Sprung ins Ungewisse)“ oder „dark horse (u.a. math. ugs.: Unbekannte Größe)“ .
Die Bezeichnung „dark matter“ verliert also ihren Sinn erst bei der Übersetzung ins Deutsche. :confused:

Die Bezeichnung „dark matter“ verliert also ihren Sinn erst
bei der Übersetzung ins Deutsche. :confused:

Die Bezeichnung hat im Englischen die gleiche Bedeutung wie im Deutschen. Zur Dunklen Materie gehört alles was zwar Masse besitzt, aber bei der Massebestimmung über die Masse-Leuchtkraft-Beziehung nicht erfasst wird - also neben so exotischem Zeug wie schwarzen Löchern oder nichtbaryonischer Materie auch ganz gewöhnliche Materie die einfach nur zu dunkel ist, um von der Erde aus gesehen zu werden.

Hallo

Meine Antwort ist:
Um zu Bewirken, das außen relativ schnell und innen relativ langsam, bis sogar gleich schnell wie außen(Umdrehungszahl) um die galaktische Mitte rotiert wird, muss eine andere Masseverteilung da sein, als die eines umkreisten Zentralobjektes.
Das soll heißen, in der Mitte ist weniger Masse, also nicht so eine Verteilung wie in unserem Sonnensystem.
Peter nannte schon eine ringförmig verteilte Masse als Möglichkeit.
Dann kann es noch sein, das das ganze eigentlich zu schnell dreht, wenn man die sichtbare Masse in bekannte Formeln einsetzt.
Da im ganzen noch keine Relativistischen Objekte physikbestimmend wirken, ist das dann genauso, als ob man nicht alle Materie, also Masse, sehen kann.

Deshalb gibt es Begriffe wie dunkle Materie und Mutmaßungen, was denn wohl soviel Masse haben kann. Ich persönlich kann das momentan nicht ausrechnen und überprüfen.
Normales Gas und sehr dünnes Plasma ist zum Beispiel durchsichtig und hat auch einiges an Masse, im Gegensatz zu Neutrinos.
Außerdem kann ich mir Fehler in der Masseberechnung von Sternen vorstellen, wenn nur aufgrund der Leuchtkraft berechnet wird. Fehler sind fast immer ganz ordinär.

MfG
Matthias

Hallo Matthias,

Normales Gas und sehr dünnes Plasma ist zum Beispiel
durchsichtig und hat auch einiges an Masse, im Gegensatz zu
Neutrinos.

Gase habe Absorptionslinien, daran kann man sogar die Zusammensetzung erkennen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Fraunhofersche_Linien

Plasma leuchtet.
http://de.wikipedia.org/wiki/Plasma_(Physik)

Außerdem kann ich mir Fehler in der Masseberechnung von
Sternen vorstellen, wenn nur aufgrund der Leuchtkraft
berechnet wird.

Wie ich schon geschrieben hatte: Ein Faktor 2 wäre noch locker als Fehler durchgegangen.
Der Faktor liegt aber um die 10.
Nach aktuellem Stand fehlen um die 80% an Masse.
Eigentlich bedeutet dies, dass sich die Sichtbare Materie in der Dunklen Materie versteckt!

MfG Peter(TOO)

Liebe Interessierte, Ja, ja und nochmal JA. Mathematik ist sexy, keine Frage. Physik sicher auch. Wir hier kennen nur unser Bezugsystem, die Erde. Und da wird gerechnet, und gerechnet und lamentiert…ist ja auch gut so. Das Vakuum scheint also alles andere als leer zu sein. Na bitte, mehr als 1 Atom pro qm. Alle Wissenschaftler behaupten, das alles mit dem Urknall entstanden sei. Man hat mittlerweile das Universum, also das beobachtbare , komplett vermessen, in Supercomputern eingescannt und berechnet. Galaxien , die zu Galaxienhaufen gehören, diese sich wiederum in Größeren Haufen zusammenschließen, und letzlich Filamente bilden, die in Ihrem Konstruckt durchaus eine Harmonie enthalten. Man sagt, das All sehe im Prinzip aus wie die Struktur eines Schwammes. Ok,…damit habe ich kein Problem. Wieso sollte das All keinen Druck haben? Ich weiß, das klingt , sagen wir " blöd", Wo nichts ist, kann nirgens etwas wiegen. Ein Hochschullehrer , ( der Hype, der weiß alles) , schmunzelte nur. Also , es fehlen 80% an Masse, die Wir nicht sehe können, nicht nachweisen können und die auch nichts wiegt, also auch kein Druck ausübt. Na herzlichen Glückwunsch… lg

aktueller Stand?
hallo

wäre eigentlich ein eigener thread…
wurde „normale“ masse nicht schon ausgeschlossen? ich kann mich dunkel erinnern, dass man schwarze löcher bzw. einfach nur nicht leuchtende materie schon in betracht gezogen hat, es aber zu wenig davon gibt. muss aber gestehen, dass ich das thema nicht wirlich ernsthaft verfolge und daher nicht am aktuellen stand bin.

lg
erwin

wurde „normale“ masse nicht schon ausgeschlossen?

Ganz im Gegenteil - man hat mittlerweile sogar viel mehr davon gefunden, als man ursprünglich erwartet hat. Allerdings reicht das nicht, um die gesamte Masse der Dunklen Materie zu erklären.

Hallo zusammen,
ich habe erst kürzlich eine Doku im Fernsehen zu diesem Thema gesehen, in der gesagt wurde, dass es da etwas geben muss, was man noch sehen kann. Also hat man dunkle Materie erfunden (wurde wirklich gesagt). Das klingt für mich so wie: „Ich kanns mir nicht erklären, also erfinde ich irgendwas.“ Erinnert mich an Religionen…

Aber mal ernsthaft: Diese Planeten/Sterne/Sonnensysteme sind elends weit weg, sie könnten aus Stoffen bestehen, die wir noch gar nicht kennen und deren Masse, phys. Eingenschaften usw. unbekannt und momentan nicht erforschbar sind und die möglicherweise unser ganzes Wissen über den Haufen werfen könnten.

Ich bin jetzt kein Pysiker, aber selbst ich merke, dass sich einige physikalische Gesetze wiedersprechen, bzw. noch nicht beweissbar sind.

Gruß Keres.
PS: Bitte steinigt mich nicht.

Du missverstehst da was.

Die dunkle Materie wurde zwar gewissermaßen „erfunden“ in der Wissenschaft spricht man dabei von Postuliert (ein Postulat ist eine Erklärung die in sich schlüssig ist, aber bisher nicht bewiesen ist). Dieses Postulat der duklen Materie ist aber eben in sich schlüssiger, als jede andere Erklärung.
Es gibt in der Naturwissenschaft das Prinzip, das man „Occams-Rasiermesser“ nennt. damit ist gemeint, daß immer die Erklärung als Wahrschienlichste zu gelten hat, die keine Wiedersprüche zu den geltenden Naturgesetzen hat, und die die wenigsten unbewiesenen Annahmen benötigt. Daher ist die dunkle Materie bisher Erklärung Nummer 1. Sie benötigt die wenigsten unbewiesenen Annahmen, und steht nicht im Widerspruch zu den aktuell als gültig angesehenen Naturgesetzen.
Damit ist die dunkle Materie noch nicht bewiesen, aber wahrschienlich.
Daß sich Physiker so drauf stürzen, liegt daran daß derjenige der diese beweisen kann, mit hoher Wahrscheinlichkeit den Nobelpreis bekommt. Und noch eher bekommt man den Nobelpreis, wenn man ein andere Erklärung als die Dunkle Materie beweisen kann. Daher suchen zwar viele Wissenschaftler nach dem beweis für die dunkle Materie, aber genauso suchen sie nach einer Alternativen Erklärung, sofern diese Beweisbar ist. Denn egal was man letztlich findet, wenn man es beweisen kann, hat man ausgesorgt in der Wissenschaftswelt.

Hallo Peter

Immerhin hat man ja auch zuerst nicht geglaubt, das es so viele extrasolare Planeten gibt.
Es mussten erst spezielle Teleskope gebaut werden, um einer diffusen Angst vor ausserirdischen Schöpfungsereignissen oder was auch immer das sein mag, zu begegnen.
Genau nach diesem Schema sehe ich auch die Entwicklung der zukünftigen Astronomie.

MfG
Matthias

Hallo Keres,

Aber mal ernsthaft: Diese Planeten/Sterne/Sonnensysteme sind
elends weit weg, sie könnten aus Stoffen bestehen, die wir
noch gar nicht kennen und deren Masse, phys. Eingenschaften
usw. unbekannt und momentan nicht erforschbar sind und die
möglicherweise unser ganzes Wissen über den Haufen werfen
könnten.

Das ist wie bei den X-Rays.
Röntgen nannte, das was er da entdeckte, zuerst X-Strahlen, das ist im angelsächsischen Raum dabei geblieben, weil er keine Ahnung hatte was da am Werke ist.
X stand dabei erst mal für „Unbekannt“.
Heute nennt man es Röntgenstrahlung.

Der Stand der Forschung ist grob folgender:

  • Es gibt Kräfte zwischen Massen, welche wir Gravitation nennen.

  • Dazu gibt es auch eine Theorie, woraus sich Formeln ergeben haben.

  • Mit diesen Formel können wir sehr viel auf Nachkommastellen genau berechnen. Andernfalls würde die Raumfahrt nicht funktionieren, bzw. es käme immer zu grösseren Kurskorrekturen. Auch lassen sich mit diesen Formeln Flugbahnen Asteroiden, Kometen usw. auf Jahrzehnte vorausberechnen.

  • Auch bei der Berechnung der Flugbahnen ganzer Galaxien funktioniert die Berechenbarkeit, zumindest in dem Ausmass wie das heute auch Messtechnisch verifiziert werden kann.

  • Allerdings, weiss bis heute noch keiner wie Gravitation wirklich funktioniert! Dazu gibt es verschiedene Theorien, wie z.B. dass es Gravitonen gibt, also Teilchen welche den Effekt bewirken, aber wirklich nachweisen konnte das noch keiner.

  • Und eben, im Massstab von Galaxien, ergeben sich Probleme, da die Berechnungen und die Beobachtungen nicht übereinstimmen.

  • Diese Probleme können beseitigt werden, wenn man einfach mehr Masse in die Formel einsetzt, als bisher bekannt ist. Ist zwar nicht schön, aber zumindest können die Astronomen damit mal weiter arbeiten.

  • Unschön an der Geschichte ist, dass sich diese zusätzliche Masse, nicht einfach gleichmässig in eine Galaxie verteilt. Man kann also nicht einfach jeden Stern etwas schwerer machen, damit die Berechnungen wieder stimmen.

  • Nun ist der Mensch nun mal neugierig und die theoretischen Physiker ganz besonders. Damit das Kind mal einen Namen hat, hat man es auf „dunkle Materie“ getauft. Damit weiss zwar immer noch keiner was es sein soll, aber man hat einen gemeinsamen Begriff, welchen man in Diskussionen verwenden kann!

Es wird also spannend bleiben und vielleicht werden spätere Generationen unsere heutige Theorie einmal genau so verstaubt finden, wie wir heute die Idee der Erde als Scheibe.

Und noch etwas zu deiner Idee mit den unbekannten Elementen:
Ein Element zeichnet sich durch die Anzahl Neutronen und Protonen im Kern und der dazu passenden Anzahl an Elektronen aus.
Ist auf den ersten Blick ganz einfach: Ausser beim Wasserstoff, welcher aus einem Proton und einem Elektron besteht, bestehen alle Elemente aus der jeweils gleichen Anzahl von Neutronen, Protonen und Elektronen.
Manche Elemente haben 1 oder 2 Neutronen zu viel oder zu wenig, diese nennt man dann Isotope. Diese Isotope sind aber weniger stabil und zerfallen nach einer gewissen Zeit.

Blei, und dessen Isotope, sind die schwersten stabilen Elemente.

Was dann noch schwerer ist, ist instabil.
manche Urane haben Halbwertszeiten im Bereich von Milliarden Jahre und diese kommen auch in der Natur vor.

Schwerere Elemente hat man eine Menge in Beschleunigern zusammengebastelt, allerdings haben diese eine sehr kurze Lebensdauer! Meist nur im Bereich von Sekunden bis Tagen.
Da unsere Galaxie aber schon Milliarden Jahre auf dem Buckel hat, kommen diese Elemente nicht als Lösung in Betracht.

MfG Peter(TOO)

Hallo Matthias,

Immerhin hat man ja auch zuerst nicht geglaubt, das es so
viele extrasolare Planeten gibt.

Naja, das kann ich so nicht ganz stehen lassen.

Es war nicht klar, ob unser Sonnensystem eine Ausnahme oder die Regel ist!

Und der Mensch tendiert eher dazu, sich als Ausnahme zu sehen … :wink:

Es mussten erst spezielle Teleskope gebaut werden, um einer
diffusen Angst vor ausserirdischen Schöpfungsereignissen oder
was auch immer das sein mag, zu begegnen.

Jo, nun sieht es so aus, dass Planeten die Regel sind. Konsequenterweise ist dann ausserirdisches Leben, auch nicht exklusiv auf die Erde beschränkt!

Genau nach diesem Schema sehe ich auch die Entwicklung der
zukünftigen Astronomie.

Jo, die Menschheit erforscht das Universum jetzt seit einigen 10’000 Jahren, das Universum ist aber schon um die 13 Mrd. Jahre alt.
Da ist noch viel Platz für Entdeckungen :smile:

MfG Peter(TOO)

hallo

glauben tut man in der kirche…

die wissenschaft glaubt gar nichts. sie kümmert sich ausschließlich um messbare dinge. insofern ist es nicht so, dass wissenschafter „nicht glauben konnten“ dass es so viele planeten gibt sondern dass es schlicht noch keine beweise für exo-planeten gab.

inzwischen gibt es reichlich nachgewiesene exo-planeten. damit kann man auch ernsthafte theorien entwickeln, in denen die planetenentstehung der normalfall und nicht die ausnahme ist.

natürlich haben wissenschafter schon früher darüber spekuliert, wie ein universum aussehen könnte, dass voll von planeten ist. aber das war eben spekulation - wissenschaftlich gesehen interessant und trotzdem irrelevant.

selbstverständlich könnten wir auch wieder die methoden des mittelalters bzw. der frühen neuzeit anwenden: irgendjemand denkt sich irgendwas aus, ohne dem hauch eines beweises. dank seiner autorität wird sein hirngespinnst als „faktum per se“ in die lehrbücher aufgenommen und nicht mehr hinterfragt. und generationen von wissenschaftern rennen unnötige meter ins leere…
ne danke - da ist mir der aktuelle ansatz der wissenschaft lieber - auch wenn er manchmal als etwas phantasielos erscheint.

lg
erwin

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Ergänzung zu den Isotopen
Hallo Peter

Du hast alles (wie üblich) sehr schön erklärt. Bei den Isotopen allerdings hast du aber (sicher in löblicher Absicht) zu stark vereinfacht.

Ausser beim Wasserstoff, welcher aus einem Proton und einem Elektron besteht, bestehen alle Elemente aus der jeweils gleichen Anzahl von Neutronen, Protonen und Elektronen.

In Bezug auf die Protonen-/Neutronen-Verteilung ist das falsch. Alle Elemente ausser H, He, C, N, O, Ne, Mg, Si, S und Ca haben (im „Normalfall“) mehr Neutronen als Protonen. In der 4. Periode sind z. B. 4 bis 5 Neutronen Überschuss normal.

Manche Elemente haben 1 oder 2 Neutronen zu viel oder zu wenig, diese nennt man dann Isotope. Diese Isotope sind aber weniger stabil und zerfallen nach einer gewissen Zeit.

Fast alle Elemente kommen in der Natur in mehreren Isotopen vor, von denen dann meistens eines stark überwiegt. Aber auch nicht immer: Bei Brom zum Beispiel ist die Verteilung fast genau 50-50.

Herzliche Grüsse!
dodeka