Energie des Universum

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Zur Zeit denke ich über den Energieerhaltungssatz nach.

Der sagt ja, dass keine Energie verbraucht/verloren geht, sondern nur in eine andere Form umgewandelt wird. Ob es nur Wärme oder eine bestimmte Lage (Lageenergie bedingt durch die Gravitation der Erde) ist.

D.h. In einem System, z.B. der Erde bleibt alle Energie erhalten.
nur gibt sie ja auch Wärme an das Universum ab, und bekommt auch von der Sonne viel Wärme. Oder auch Strom (Solartechnik). Somit machen wir uns Energie von außerhalb der Erde zu nutzen.

D.h. also, dass das gesamte Universum (ein System) in sich geschlossen Energie austauscht, in welcher Form auch immer. Wenn man jetzt davon ausgeht, dass es nur unser Universum gibt (Zeit und son Zeug mal außer acht gelassen) und die Urknalltheorie gilt, muss das Universum ja eine gewisse Energie (in veschiedenen Formen gespeichert) besitzen. Nur wieviel? Kann man natürlich nicht beantworten.

Doch dann müsste die Urknallenergie, ja genau die Energie gewesen sein.

Aber, wer hat dem Urknall die Energie gegeben, bzw. wo kommt diese her, ...
Frage aller Fragen. :rolleyes:

Außerdem: Wenn man das Universum als Energiesystem sieht.
Wir Menschen können ja auch Arbeit verrichten, sprich Energie umwandeln. Z.B in dem wir einen Stein durch Muskelkraft in eine höhere Lage (sprich gegen die Gravitation) bewegen. Dadurch speichert der Stein unsere Energie als Lageenergie. Wir erhalten Energie für unsere Muskeln durch Zuführen von Nahrung. Aber wenn wir z.B. was essen und Energie haben und Steine irgendwo hochbewegen bis wir keine Energie mehr haben, haben wir die Energie ja komplett umgewandelt. Was aber (gleiches Beispiel), wenn man nich alle Energie verbraucht und jemand kommt und den Menschen umbringt (komisches Beispiel ich weiß). Aber dann könnte er ja die durch Nahrung aufgenommene Energie nicht mehr umwandeln und sie geht verloren.
Oder geht sie doch nicht verloren?

Komisch oder? Oder gibt es gar nicht eine gewisse Energie im Universum, ist die stattdessen durch Lebewesen veränderbar?

Was meint ihr dazu, bin ich total verstrahlt und hab zuviel Physik hinter mir? Oder ist da bisschen was dran und kann man es belegen, bzw. wiederlegen.

ciao phil

[DrumDub]

im bezug auf das universum wirst du keine eindeutige aussage machen können.
im bezug auf die erde als geschlossenes system (welches sie defakto nicht ist) wird das ganze schon ziemlich kompliziert. lies mal den anfang dieses artikels: http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz

wird da eigentlich gut erklärt...

weiteres problem: http://de.wikipedia.org/wiki/Dunkle_Energie

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Dunkle Energie = ähnlich wie das mit der Antimaterie?

Kann man auch mal was ohne Wiki machen? Nix gegen Wiki (ja braves Wiki, mach Sitz), aber ich würd gern auch mal Meinungen dazu hören, bissl so...
Nich pöse nehmen bidde, gute Links.^^

ciao phil

[DrumDub]

ich bin leider auch im bezug auf physik etwas unfähig, aber das energieerhatungsgesetz gilt eben nur in geschlossenen systemen... da fängt das problem deiner überlegungen schon an. sobald es fluktuationen gibt, haut das schon nicht mehr hin...

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Aber wenn unser Universum (wie oben angenommen) ein in sich geschlossenes System ist?

ciao phil

[Jenny23]

D.h. In einem System, z.B. der Erde bleibt alle Energie erhalten.
nur gibt sie ja auch Wärme an das Universum ab, und bekommt auch von der Sonne viel Wärme. Oder auch Strom (Solartechnik). Somit machen wir uns Energie von außerhalb der Erde zu nutzen.Da muß man schon aufpassen. Sonst könnte man ja stets behaupten ein Perpetum Mobile zu haben, wenn man die Energiequelle aus dem betrachteten System ausklammert und nicht wahrnimmt. So wie die Energie des Systems zunimmt, so muß die der Umgebung sinken. Betrachtet man beide als ein System, so bleibt sie konstant.

D.h. also, dass das gesamte Universum (ein System) in sich geschlossen Energie austauscht, in welcher Form auch immer. Wenn man jetzt davon ausgeht, dass es nur unser Universum gibt (Zeit und son Zeug mal außer acht gelassen) und die Urknalltheorie gilt, muss das Universum ja eine gewisse Energie (in veschiedenen Formen gespeichert) besitzen. Nur wieviel? Kann man natürlich nicht beantworten.

Doch dann müsste die Urknallenergie, ja genau die Energie gewesen sein.Ja, müsste sie. Gäbe es Zeitreisen könnte man den Energieerhaltungssatz auf die Dimension der Zeit ausdehnen. Sofern die Zeit endlich ist. Sonst könnte man unendlich viel Energie in eine Zeit transferieren und damit braucht es keine Erhaltungssätze mehr. Unendlich viel Energie weniger endliche Energie bleibt unendlich viel Energie.
Man muß wie gesagt auch von einem endlichen Universum ausgehen. Meines Wissens nach geht man davon aus. Ich habe mal gelesen, daß es über die Trägheit nachweisbar sein soll. Wäre das Universum unendlich, gäbe es unendlich viel Masse um uns herum und dies würde dazu führen, daß Bewegungen nicht mehr möglich wären, da die Trägheit unendlich groß würde. Da dem nicht so ist, muß das Universum endlich sein. Aber ob das nun wirklich stimmt, das weiss ich nicht.

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Meinst du auch die Muskelkraft eines Menschen der jetzt einfach weniger Energie umgesetzt hat, sprich die Energie die noch in seinen Muskeln steckt, wird ganz umgewandelt?
Kann man sich gut vorstellen. Aber ist ein kompliziertes Gebilde, wie Energie in einem Menschen vorhanden ist, nicht wahr?

Wenn wir, dass damit geklärt hätten, dass im gesamten Universum die Energie erhalten bleibt (ohje riesige Energie :wink: ) können wir uns ja mal genauer mit der Zeit / Zeitreise, etc und dem wo die Energie für den Urknall hergekommen ist beschäftigen.

Würde gerne Meinungen hören um meine Ideen ein bisschen zu erweitern oder eben mehr Denkstoff zu haben.

ciao phil

[Jenny23]

D.h. In einem System, z.B. der Erde bleibt alle Energie erhalten.
nur gibt sie ja auch Wärme an das Universum ab, und bekommt auch von der Sonne viel Wärme. Oder auch Strom (Solartechnik). Somit machen wir uns Energie von außerhalb der Erde zu nutzen.Da muß man schon aufpassen. Sonst könnte man ja stets behaupten ein Perpetum Mobile zu haben, wenn man die Energiequelle aus dem betrachteten System ausklammert und nicht wahrnimmt. So wie die Energie des Systems zunimmt, so muß die der Umgebung sinken. Betrachtet man beide als ein System, so bleibt sie konstant.

D.h. also, dass das gesamte Universum (ein System) in sich geschlossen Energie austauscht, in welcher Form auch immer. Wenn man jetzt davon ausgeht, dass es nur unser Universum gibt (Zeit und son Zeug mal außer acht gelassen) und die Urknalltheorie gilt, muss das Universum ja eine gewisse Energie (in veschiedenen Formen gespeichert) besitzen. Nur wieviel? Kann man natürlich nicht beantworten.

Doch dann müsste die Urknallenergie, ja genau die Energie gewesen sein.Ja, müsste sie. Gäbe es Zeitreisen könnte man den Energieerhaltungssatz auf die Dimension der Zeit ausdehnen. Sofern die Zeit endlich ist. Sonst könnte man unendlich viel Energie in eine Zeit transferieren und damit braucht es keine Erhaltungssätze mehr. Unendlich viel Energie weniger endliche Energie bleibt unendlich viel Energie.
Da mein Beitrag wieder gefressen wurde in Kurzform: Universum endlich: Energieerhaltungssatz auf gesamtes Universum anwendbar. Ansonsten wie bei unendlicher Zeit und Zeitreisen. Universum endlich, da sämtliche Masse des Universums Trägheit bedingt. Wäre Universum unendlich, wäre Masse unendlich, somit Trägheit unendlich, somit keine Bewegungen. Weiss nicht, ob die Theorie stimmt, habe sie in zwei verschiedenen Büchern gelesen, von denen eines jedoch ein SF-Roman war (immerhin von Baxter, der sehr gute Kenntnisse der Physik und Mathematik haben dürfte, wenn er beides an einer Universität lehrte).

Wir Menschen können ja auch Arbeit verrichten, sprich Energie umwandeln. Z.B in dem wir einen Stein durch Muskelkraft in eine höhere Lage (sprich gegen die Gravitation) bewegen. Dadurch speichert der Stein unsere Energie als Lageenergie. Wir erhalten Energie für unsere Muskeln durch Zuführen von Nahrung. Aber wenn wir z.B. was essen und Energie haben und Steine irgendwo hochbewegen bis wir keine Energie mehr haben, haben wir die Energie ja komplett umgewandelt. Was aber (gleiches Beispiel), wenn man nich alle Energie verbraucht und jemand kommt und den Menschen umbringt (komisches Beispiel ich weiß). Aber dann könnte er ja die durch Nahrung aufgenommene Energie nicht mehr umwandeln und sie geht verloren.
Oder geht sie doch nicht verloren?Sie geht nicht verloren. Sie bleibt im Körper gespeichert, in Form energiereicher Moleküle. Der Körper bleibt eine Zeit noch warm, er gibt also Wärmeenergie ab. Dann wird er, sofern man ihn nicht konserviert und isoliert, zum Teil gefressen. Andere Lebewesen nehmen also die Energie auf. Zu einem anderen Teil zersetzt er sich auf chemischem Weg, das aber eher in untergeordneter Weise. Denn der Körper wimmelt von Bakterien, die ihn nach seinem Tod langsam verzehren. Die Energie wird also genutzt um diese Lebewesen am Leben zu erhalten, ihnen Stoffwechsel, Vermehrung, Mobilität etc. zu ermöglichen.

Komisch oder? Oder gibt es gar nicht eine gewisse Energie im Universum, ist die stattdessen durch Lebewesen veränderbar?
Energie geht niemals verloren. Du kannst es Dir leicht vorstellbar machen indem Du überlegst welche Formen der Energie es gibt. Lageenergie, Bewegungsenergie (dazu gehört z.B. auch Wärmeenergie), Energie in Form von Bindungsenergie, Energie in Form von Masse (E=m*c^2), Strahlung. Mehr fällt mir grad nicht ein.
Es kann nichts verloren gehen. Auf keinem Weg. Man braucht nur überlegen, wie da Energie gespeichert wird.

[Monger]

Aufs ganze Universum bezogen, würde ich das mit dem Energieerhaltungssatz nicht allzu genau nehmen. Dazu müsste das Universum geschlossen sein, und einen geschlossenen Eindruck vom Universum werden wir wohl nie haben...

Und dann ist da noch die Entropie: erst war die Aussage, dass sie direkt an die Ausdehnung des Universums gekoppelt ist. Dass also bei einer Deflation die Entropie auch wieder abnehmen würde. Dann kam wieder die Aussage, dass die Entropie grundsätzlich zunimmt...

In der Entropie geht ja auch Energie verloren: man braucht mehr Energie um aus ein bißchen Asche und Wasser wieder einen Holzscheit zu machen, als umgekehrt. Kein Prozess in der freien Natur ist zu 100% reversibel (wenn man die Energierechnung miteinbezieht).

Bis man da nicht bessere Erkenntnisse hat, würde ich den Energieerhaltungssatz lieber nur mal in der klassischen Schulphysik unterbringen.

[cyjoe]

In der Entropie geht ja auch Energie verloren: man braucht mehr Energie um aus ein bißchen Asche und Wasser wieder einen Holzscheit zu machen, als umgekehrt. Kein Prozess in der freien Natur ist zu 100% reversibel (wenn man die Energierechnung miteinbezieht).

Bis man da nicht bessere Erkenntnisse hat, würde ich den Energieerhaltungssatz lieber nur mal in der klassischen Schulphysik unterbringen.

Du brauchst ein System, dessen Entropiezunahme größer ist, als die Entropieabnahme deines hypothetischen "Asche+Wasser (+CO2) -> Holz"-Systems. Die Energie ist erhalten. Du könntest dich zum Beispiel hinsetzen, alle beteiligten Moleküle zusammenklauben und zu Zellulose-Molekülen umordnen.

Dabei wärest du ganz schön ins schwitzen gekommen. Wenn du und alles Benötigte sich währenddessen in einer idealen Thermoskanne befunden hätten, hätte man auch irgendwie die Chance, die Energiedifferenz festzustellen. Sie wäre gleich null.

Mikroskopisch ist jeder Prozess "100% reversibel".

Makroskopisch sind nur Prozesse, die die Entropie erhalten reversibel.

Bis jetzt ist kein Experiment bekannt, das den Energieerhaltungssatz falsifiziert. Um den Energieerhaltungssatz zu retten, wurden schon vorhersagen getroffen, die sich erst weit später als richtig erwiesen. Beispiel: Die Existenz von Neutrinos.

Was den Urknall angeht: Da ist in der Tat etwas sehr komisches passiert: Es fand eine gigantische Materie-Antimaterie-Spaltung statt. Im Kleinen passiert soetwas ähnliches laufend. Aus einem Gammaquant (Licht) charakteristischer Energie entsteht ein Teilchen-Antiteilchen-Paar und vernichtet sich gleich wieder, wobei wieder ein Gammaquant entsteht. Beim Urknall wurde jedoch nicht alles vernichtet - ein winziger Teil von dem, was wir Materie nennen ist übrig geblieben.
Ein weiterer kleiner Teil davon ist das, woraus der sichtbare Teil unseres Universums besteht, also das, was elektromagnetisch, stark und schwach wechselwirkt. Als Rest bleibt die ominöse dunkle Materie, die lediglich durch Gravitation (was immer das ist) mit der sichtbaren Materie wechselwirkt.

Mir ist das selber nicht ganz klar, und die Frage, _warum_ mehr Materie als Antimaterie existiert (hat), ist auch unbeantwortet.

Meine Frage ist jedoch folgende: Für eine Materie-Antimaterie-Spaltung muss die Energie vorher schon da gewesen sein, für den elektromagnetischen Fall in Form eines Gamma-Quants (Elektron-Positron: ca. 1,022MeV). Warum war das beim Urknall scheinbar nicht so?

[Fritzchen]

Meine Frage ist jedoch folgende: Für eine Materie-Antimaterie-Spaltung muss die Energie vorher schon da gewesen sein, für den elektromagnetischen Fall in Form eines Gamma-Quants (Elektron-Positron: ca. 1,022MeV). Warum war das beim Urknall scheinbar nicht so?


Was beim Urknall war, wird dir niemand mit Sicherheit sagen können, oder meinst du danach?

Habe das hier einfach mal bei Wicki kopiert.

Das Universum beginnt mit einem Zustand, bei dessen Beschreibung die bekannten physikalischen Gesetze versagen. Aus sehr elementaren Überlegungen folgt jedoch, dass die Dichte zu Beginn etwa 1094 g·cm-3 und die Temperatur etwa 1032 K betragen haben muss (siehe Planck-Skala). Insbesondere muss man davon ausgehen, dass die Zeit selbst vor der sogenannten Planck-Zeit (vor 5,39121·10-44 s, der Einfachheit halber wird meist 10-43 s angegeben) ihre Eigenschaften als Kontinuum verliert, so dass Aussagen über einen Zeitraum zwischen einem Zeitpunkt Null und 10-43 s sinnlos sind. In diesem Sinn hat die Planck-Ära keine Dauer. Entsprechendes gilt für den Raum. Für Räume mit einer Längenausdehnung von Null bis zu Planck-Länge (1,61624·10-35 m, der Einfachheit halber wird meist 10-35 m angegeben) verliert der Raum seine Eigenschaft als Kontinuum. Daher sind Aussagen über die räumliche Ausdehnung für Räume mit Längenausdehnungen von Null bis 10-35 m sinnlos. In diesem Sinn kann für die Dauer der Planck-Ära keine exakte Angabe zum Volumen des Universums gemacht werden.

[Jenny23]

Dichte und Temperatur scheinen mir viel viel zu niedrig zu sein für die ersten Momente des Universums. Ich würde da Milliarden Kelvin und Kilotonnen pro cm^3 erwarten.

PS: Deine Signatur ist klasse. :-)