Wissenschaftsjahr 2022 Online-Konsultation
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3.2 Was sind Zeit, Raum, Materie und die Grenzen der Physik?

12.06.2022 12:40 3. Umwelt | Klima | Erde | Universum Autor*innen und Mitwirkende

Welche Arten von schwarzen Löchern gibt es? Werden sie durch die Relativitätstheorie ausreichend beschrieben? Wie sieht es im Innern von schwarzen Löchern aus? Werden in Zukunft Zeitreisen möglich sein oder verbieten das die Prinzipien der Thermodynamik?

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie vereinigt Raum und Zeit und erklärt Gravitation als durch Energie und Masse verursachte Krümmung der Raumzeit. Sie sagt die Existenz von extremen Objekten wie Neutronensternen und schwarzen Löchern vorher. Sie spielt aber auch bei modernen Technologien wie der Satelliten-Navigation eine entscheidende Rolle. Zuvor unmöglich erscheinende Beobachtungen - wie z.B. der direkte Nachweis von Gravitationswellen und das erste Bild des schwarzen Lochs im Zentrum unserer eigenen Milchstraße - sind kürzlich gelungen. Aber das ist nicht das Ende der Forschung. Durch ihre besondere Natur als Krümmung der Raumzeit entzieht sich die Gravitation bisher der Vereinigung mit der Quantenmechanik. Das Forschungsgebiet der Quantengravitation ist ein extrem wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer vereinheitlichten Beschreibung des Universums und seiner Anfänge. Gleiches gilt für die Teilchenphysik, die sich mit der 
(Un-)Vollständigkeit der bekannten Elementarteilchen und ihren Symmetrien befasst, sowie Elektro- und Thermodynamik. All dies sind Gebiete der Grundlagenforschung, die in der Zukunft zu neuen technologischen Anwendungen führen könnten. Die wahre Natur von schwarzen Löchern, von Zeit, Raum, Licht und Materie zu kennen, inspiriert die Forschung in diesem Bereich.


Die Neugier und der Drang, unsere Welt zu verstehen, treibt die Forschung in der fundamentalen Physik an. Gleichzeitig ist sie ein Schlüssel zu neuen Technologien, die unser Leben erhalten und verbessern könnten. Unsere heutigen Erkenntnisse müssen daher immer wieder auf die Probe gestellt und überprüft werden. Die theoretische und beobachtende Untersuchung von schwarzen Löchern und ihrer direkten Umgebung trägt dazu entscheidend bei. Die Leitfragen der Forschung sind z.B: Welche Arten von schwarzen Löchern gibt es, und werden sie durch die Relativitätstheorie beschrieben? Werden wir in der Lage sein, etwas über das Innere von schwarzen Löchern zu erfahren? Was können wir über die Quantentheorie der Gravitation lernen? Und ist die Natur der Zeit dabei von zentraler Bedeutung? Gibt es physikalische Prinzipien gibt, die Zeitreisen ultimativ verbieten, wie z.B. die Thermodynamik? Und werden in Zukunft ausschließlich Uhren genutzt, um die Gravitation zu vermessen? Warum ist Licht so maßgeblich? Muss das Standardmodell der Teilchenphysik verändert werden und was ist die Natur der dunklen Materie? Die rein naturwissenschaftlichen Fragen müssen ergänzt werden durch philosophische Aspekte wie z.B. der korrekten Interpretation der Quantenmechanik und der Möglichkeit einer finalen Antwort auf alle physikalischen Fragen.

  • Woher kommt die Gravitation? 25974
  • Ist die Grenze dessen, was der Mensch mit mathematischen Formeln über unser Universum ausrücken kann irgendwann erreicht? 14863
  • Kann man eine unednliche Lichtquelle finden/erfinden? 32192
  • Was ist Unendlichkeit? 32183
  • Was ist dunkle Materie? 25972
  • Was passiert in einem schwarzen Loch? 15419
  • Was ist Zeit? 20398
  • Gibt es Energiequellen im Universum die wir für die Erde nutzen können? 22901
  • Ist es möglich, dass wenn niemand an einem Ort ist, dass der Ort nicht existiert für den Zeitraum? 23345
  • Wenn der Raum unverändert bleibt, bleibt dann die Zeit still? 20248
  • Was sagt ein Quantenphysiker zur Seele ? 21609

Autor*innen:

Dr. Eva Hackmann

Mitwirkende:

Prof. Dr. Johannes Vogel
Prof. Dr. Daniela Thrän
Dr. Eva Höne
Kristine August
Thomas Autzen-Rahn
Doris Heleine
Andreas Käsmayr
Lucas Sostaric


Kommentare

Wichtiger Hinweis der Moderation

Bitte schreiben Sie verständlich und fassen Sie sich kurz.

05.07.2022 12:19 moderation-ontopica Wichtiger Hinweis der Moderation

Sehr geehrte Teilnehmer/innen,

bitte formulieren Sie Ihre Gedanken mit konkretem Bezug zu dem Clusterpapier leicht verständlich, damit die anderen Leserinnen und Leser Ihre Argumente verstehen können.

Damit Ihr Beitrag ganz gelesen wird, sollte er möglichst kurz sein. Auf der anderen Seite sollten Sie genug Information geben, damit jede Leserin und jeder Leser Ihre Gedanken nachvollziehen kann. Es hilft, wenn Sie sich in einem Beitrag auf ein Thema beschränken.

Mit freundlichen Grüßen
Ihr Moderationsteam

ist eine Frage

Quanten- und Relativitätstheorie

19.06.2022 15:38 Workshop Silbersalz Festival 2022 ist eine Frage

Wie ist das Verhältnis von Quanten- und Relativitätstheorie? Inwiefern haben sie einen Zusammenhang?

Und wie spielt das innere von Schwarzen Löchern eine Rollen sowie auch die Wurmlöcher?

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ist eine Frage

Quanten und Homöopathie

23.06.2022 19:29 marty ist eine Frage

Lässt sich durch quantenphysikalische Vorgänge (Verschränkung u.Ä) die Wirkung der Homöopathie belegen? Dass die Quantenfelder irgendwie Information aufnehmen, ohne dass noch Moleküle im Spiel sind?

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ist eine inhaltliche Ergänzung

Was ist Zeit? am Beispiel einer Uhr eine Definition erstellen

27.06.2022 15:28 Kinseher.R-KEH ist eine inhaltliche Ergänzung

Uhren sind nicht anderes als Kalender, die von einer Maschine(Uhrwerk) angetrieben werden. D.h. als ´Uhrzeit´ kann man auch nur Kalenderdaten ablesen.

Um zu verstehen wie ´Zeit´ vergeht, müsste man aber untersuchen, warum die Zeiger bewegt werden, d.h. was ´vergeht´ wenn Zeit vergeht.

Meine Frage ist: Warum analysiert man nicht den Zweck und die Funktionsweise von Uhren, um endlich eine Definition für ´Zeit´ zu erstellen?

(Denn bisher gibt es in der Physik keine Definition für ´Zeit´)

 

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Relative Zeit

28.06.2022 18:08 Christian

Ich sehe Zeit als Bewegung 

eigentlich als Veränderung

Raum hat eine eigene Zeit 

Sowie jedes existierende Teilchen

damit wäre  langsame Bewegung  langsame Zeit 

Ein Teilchen in einer starken Gravitation  hätte zur Folge  langsame Bewegung  und das wiederum langsame Zeit (Zerfall (Veränderung))

somit würde ich sagen  dass  Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit die selbe Zeit haben wie ruhende (keiner Änderung ausgesetzt) Teilchen  = 0

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Ursache von Bewegung

29.06.2022 13:07 Kinseher.R-KEH

Bewegungen als Zeit zu betrachten, ist vermutlich ein falscher Denkansatz. Denn besser wäre es, darüber nachzudenken, was denn die Ursache dieser Bewegung ist.

Bewegung ist nicht Ursache, sondern nur ein Sekundärffekt

 

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Zeit als Bewegung

29.06.2022 18:20 Christian

Ich würde sagen  dass nur für teilchen die sich zwischen c und 0 bewegen keine Zeit vergeht 

doch solche Teilchen wären nur hypothetisch 

da Licht = Rotverschiebung, ...

da Teilchen = Eigenschaften, ...

weil Teilchen aufgrund ihrer Umgebung und eigenen Eigenschaft  Veränderungen ausgesetzt sind  sodass diese irreversible sind  weswegen für sie relativ Zeit vergeht 

Diese (Zeit = Veränderung) unter bestimmten Bedingungen (Bewegung) mit einer jeweils relativen Geschwindigkeit ablaufen  

Erste Bewegung aufgrund der Gravitationsfelder von Antipaaren

Beginn der Zeit (und des Universums)

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Gleiche Zeit = Veränderungen durch Umfeldfaktoren

30.06.2022 17:39 Christian

Somit würde ich behauten das es eine einheitliche Zeit (für gleiche Teilchen) gibt  doch diese  aufgrund der Umgebung verändert wird 

Wodurch ein Mensch in einer Umgebung  jene die Zeit sehr beieinflusst  

Sich langsamer verändert als ein Mensch  desen Teilchen weniger beeinflusst werden 

 

 

 

 

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Veränderung des Energiezustands = Vergehen von Zeit?

30.06.2022 18:25 Kinseher.R-KEH

Die Rotverschiebung von Licht bedeutet, dass eine Veränderung hin zu einem energieärmeren Zustand erfolgte. (blaues Licht ist energieintensiver als rotes Licht)

D.h. wenn das Vergehen von Zeit bedeutet, dass eine Veränderung hin zu einem energieärmeren Zustand erfolgt - bedeutet dies: Zeit ist Energie!

(Hinweis: der Energiegehalt_pro_Volumeneinheit im Universum ändert sich seit dem Urknall durch die Ausbreitung des Universums, hin zu einem energieärmeren Zustand. D.h. auch hier haben wir eine gerichtete Abnahme der Energieintensität)

 

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Urknall ?

04.07.2022 20:15 Christian

Wenn man nur eine beschränkte Masse  Energie  ... 

Für den Aufbau des gesamten Univesum haben wie es nach der UrknallTheorie bestimmt is

Dann wäre  Zeit  Energie  für die Enthalpie

Problem: der Urknall an sich ist doch schon fragwürdig 

wie kan etwas das kleiner ist als ein Proton das gesamte Universum enthalten (auch wenn die Größe egal wäre wenn man z.B.: Die Dichte der Energie oder Masse beliebig erhöht  oder den Übergang von M zu E oder E zu M erlaubt (sodass nur eine Dichte beliebig erhöht wäre)))

(Zudem wäre es gleichzeitig extrem positiv und negativ geladen (Teilchen AntiTeilchen)(und deren Eigenschaften) und hätte in irgendeiner Form  Ähnlichkeiten mit schwarze Löcher welche explodiert sind) aber warum können nicht auch einzelne Teilchen entstanden sein und zwar nur eines (Teilchen und AntiTeilchen) 

Wie erklärt man sich die Sekundäre Hintergrundstahlung die ist doch ungefähr überall gleich ist und wird nicht weniger 

Oder die Higgs-Bosonen 

Die Rotverschiebung von z.B.: Photonen 

(Folgt)

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ist eine inhaltliche Ergänzung

Was ist Unendlichkeit? / Was ist Physik?

27.06.2022 15:53 Kinseher.R-KEH ist eine inhaltliche Ergänzung

Die Philosophie (Buddhismus, Bischof Augustinus) geht davon aus, dass es ZUKUNFT und VERGANGENHEIT nicht gibt, denn wenn es diese Zeiten gleichzeitig zur GEGENWART gäbe, dann wären sie der GEGENWART zuzuordnen.

Und die GEGENWART gibt es ebenfalls nicht wirklich, da diese nur diejenige imaginäre (gedachte) Grenze des Übergangs ist, an der sich alle Veränderungen im Universum ereignen.

(Diese Zeiten gibt es deshalb nur in unserer Vorstellung, weil wir ein Gedächtnis haben.)

A) Frage: Ist die Frage nach Unendlichkeit überhaupt sinnvoll - wenn es keine reale GEGENWART gibt?

Die Vorstellung von Zeiten sind Ideen unserer Phantasie. Und wenn Physiker mit ihren Formeln in der Lage sind, Zeitreisen zu berechnen - dann ´berechnet´ man Reisen in Phantasie-Ziele.

B) Frage: Wenn man mit physikalischen Formeln Zeitreisen in Phantasieziele berechnen kann - ist das überhaupt noch Physik?

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