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Alt 05.01.2018, 19:43   #91
Sakslane
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Zitat:
Zitat von HaraldL Beitrag anzeigen
Könnte vielleicht die dunkle Energie deshalb zunehmen, weil sie so irgendetwas wie im Raum gespeicherte Information ist? Da mit zunehmenden Alter des Universums immer mehr passiert und jede Aktion etwas dunkle Energie hinterläßt, würde diese so immer mehr zunehmen:
Bisher gibt es aus experimenteller Sicht kein Anzeichen dafür. Sicher gibt es Theorien wie die emergente Gravitation, die recht spekulativ sind.
Zitat:
Zitat von MJ01 Beitrag anzeigen
Es können sich jedoch in der Biologie sog. Biomembrane bilden, in der andere entropische Zustände herrschen können (vergleiche [Analogie] Verlindens "holographischer Schirm", der die inneren Freiheitsgrade von den makroskopisch beobachtbaren Raumzeit-Koordinaten trennt.)
  • Er heißt Verlinde, nicht Verlinden.
  • "Holografie" als Konzept in der Feldtheorie ist nicht das gleiche wie eine trennende "Biomembran" zwischen innen und außen, sondern hat etwas damit zu tun, dass Quantenzustände z.B. auf einem Ereignishorizont "sitzen" und die Entropie daher mit dessen Fläche skaliert statt mit dem Volumen.
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Alt 06.01.2018, 08:50   #92
MJ01
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Zitat:
Zitat von Sakslane Beitrag anzeigen
Er heißt Verlinde, nicht Verlinden.
Ja, vielmals um Verzeihung, dass mit bei der Deklination des Namens Verlinde ein "n" hineingerutscht ist. Ja der Genetiv heißt somit Verlindes und nicht Verlindens.
Zitat:
Zitat von Sakslane Beitrag anzeigen
"Holografie" als Konzept in der Feldtheorie ist nicht das gleiche wie eine trennende "Biomembran" zwischen innen und außen, sondern hat etwas damit zu tun, dass Quantenzustände z.B. auf einem Ereignishorizont "sitzen".
Es erhebt sich jedoch die Frage, ob es nicht ein Grundprinzip der Natur ist, solche "Einschlüsse" zu schaffen, in denen andere Entropiezustände herrschen.
Also wie erwähnt in der Biologie die Biomembrane, in der Thermo-/Hydrodynamik die Fluiddynamischen Grenzschichten, der Meißner-Ochsenfeld-Effekt bei Supraleitern, der Spontelectrics-Effekte bei großen elektrischen Feldern und eben der Holografische Schirm bei Sonnensystemen und in der Kosmologie. Natürlich haben diese Dinge formal nichts miteinander zu tun und es gibt unterschiedliche Erklärungslösungen dazu. Aber vielleicht sind es letztenendes alles unterschiedliche Quantenzustände, die diese Phänomene auslösen.
Zitat:
Zitat von Sakslane Beitrag anzeigen
...und die Entropie daher mit dessen Fläche skaliert statt mit dem Volumen.
Ja, wie gesagt, das zu einem anderen Abstandsgesetz gemäß der Mondtheorie (das 1/r-Prinzip statt 1/r²) führt.

Geändert von MJ01 (06.01.2018 um 08:59 Uhr).
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Alt 06.01.2018, 15:35   #93
Sakslane
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Zitat:
Zitat von MJ01 Beitrag anzeigen
Es erhebt sich jedoch die Frage, ob es nicht ein Grundprinzip der Natur ist, solche "Einschlüsse" zu schaffen, in denen andere Entropiezustände herrschen.
Also wie erwähnt in der Biologie die Biomembrane, in der Thermo-/Hydrodynamik die Fluiddynamischen Grenzschichten, der Meißner-Ochsenfeld-Effekt bei Supraleitern, der Spontelectrics-Effekte bei großen elektrischen Feldern und eben der Holografische Schirm bei Sonnensystemen und in der Kosmologie. Natürlich haben diese Dinge formal nichts miteinander zu tun und es gibt unterschiedliche Erklärungslösungen dazu.
Wie schon oben gesagt, handelt es sich hier um verschiedene Konzepte. Diese Dinge haben nicht nur formal nichts mit dem Konzept der Holografie zu tun, sondern sind etwas fundamental anderes. Wenn man z.B. ein Fluid durch eine Membran abtrennt, dann unterbindet man damit den Austausch von bestimmten Teilchensorten zwischen Innen- und Außenraum. Dadurch wird ein Ausgleich des "chemischen Potentials" verhindert. Wenn man dagegen andere Formen des Austauschs erlaubt, kann man einen Zustand erzeugen, in dem die Entropie im Inneren abnimmt, d.h. das System nimmt im Inneren einen geordneteren Zustand an. Trotzdem hängt aber auch hier die Anzahl der Zustände immer noch von der Zahl der Teilchen ab und damit vom Volumen. Bei der Holografie und z.B. dem Ereignishorizont ist es aber anders. Diesen können alle Arten von Teilchen durchqueren (wenn auch nur in eine Richtung). Allerdings hängt die Entropie hier eben gerade nicht direkt von der Zahl der Teilchen ab, sondern von der Oberfläche - nicht vom Volumen. Es ist ein völlig anderer Effekt und nicht nur ein formaler Unterschied.
Zitat:
Aber vielleicht sind es letztenendes alles unterschiedliche Quantenzustände, die diese Phänomene auslösen.
Die Entropie in der statistischen Physik folgt unmittelbar aus der klassischen kinetischen Theorie, ohne irgendwelche Quantenphysik. Es ist also kein Effekt, der von Quantenzuständen abhängt. Das ist bei der holografischen Entropie aber ganz anders - diese würde ohne Quantenzustände nicht funktionieren, weil hier gerade die Anzahl dieser Quantenzustände eingeht,
Zitat:
Ja, wie gesagt, das zu einem anderen Abstandsgesetz gemäß der Mondtheorie (das 1/r-Prinzip statt 1/r²) führt.
Falsch. Das holografische Prinzip und das damit verbundene Entropiegesetz ist nicht die Ursache für ein 1/r-Kraftgesetz in der emergenten Gravitation. Wenn dem so wäre, dass man einfach "Entropie folgt der Fläche statt des Volumens, also geht die Kraft mit 1/r statt 1/r²" folgern könnte, dann würde jedes schwarze Loch ein exaktes 1/r Kraftgesetz besitzen. Dann würden sich schwarze Löcher aber nicht auf Orbits umkreisen können und es gäbe kein ausgeprägtes oszillierendes Gravitationswellensignal. Durch letzteres ist das (näherungsweise) 1/r² Kraftgesetz aber für schwarze Löcher gemessen, und ebenfalls für andere Objekte im Sonnensystem. In der emergenten Gravitation gibt es nur kleine Korrekturen dazu, die von Quanteneffekten stammen.
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Alt 07.01.2018, 12:08   #94
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Zitat:
Zitat von Sakslane Beitrag anzeigen
Wenn dem so wäre, dass man einfach "Entropie folgt der Fläche statt des Volumens, also geht die Kraft mit 1/r statt 1/r²" folgern könnte, dann würde jedes schwarze Loch ein exaktes 1/r Kraftgesetz besitzen. Dann würden sich schwarze Löcher aber nicht auf Orbits umkreisen können und es gäbe kein ausgeprägtes oszillierendes Gravitationswellensignal. Durch letzteres ist das (näherungsweise) 1/r² Kraftgesetz aber für schwarze Löcher gemessen, und ebenfalls für andere Objekte im Sonnensystem. In der emergenten Gravitation gibt es nur kleine Korrekturen dazu, die von Quanteneffekten stammen.
Eben, deshalb ist es genau umgekehrt. Deshalb gilt außerhalb der Sonnensysteme das 1/r-Abstandsgesetz (sonst würde die MOND-Theorie ja nicht funktionieren) und innerhalb das 1/r²-Abstandsgesetz (sonst wäre dies im Sonnensystem ja nicht so messbar). Deshalb besagt die Entropische Gravitation, dass bei höherer Entropie die Gravitation mit dem Quadrat abnimmt. Bei geringerer Entropie nur linear.
Zitat:
Vielmehr versucht ein masse-enthaltender Raumbereich nach dem Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik einen Zustand höherer Entropie zu erreichen.
...
Sie ist auf kleinen Längenskalen Quantenfluktuationen unterworfen, was dazu führt, dass die Gravitation in Bereichen verschwindend kleiner Gravitationsbeschleunigung (kleiner als ein Schwellenwert von ungefähr 1,2*10^-10 m/s² nicht mit 1/r² abnimmt, sondern mit 1/r (linear-invers statt quadratisch-invers). Sie ist daher eine der möglichen Erklärungen der Modifizierten Newtonschen Dynamik (MOND), und kann ohne Dunkle Materie erklären, warum die Rotationskurve von Galaxien von dem Profil abweicht, das durch die sichtbare Materie erwartet wird.
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Alt 07.01.2018, 19:57   #95
Sakslane
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Zitat von MJ01 Beitrag anzeigen
Eben, deshalb ist es genau umgekehrt.
Falsch. Du hast (mal wieder...) nicht verstanden, dass es sich hier um zwei verschiedene Konzepte handelt, die du durcheinander bringst, nämlich einmal Holografie und den damit verbundenen Entropiesatz bei Horizonten und die Entropie der emergenten Gravitation.
Zitat:
Deshalb gilt außerhalb der Sonnensysteme das 1/r-Abstandsgesetz (sonst würde die MOND-Theorie ja nicht funktionieren) und innerhalb das 1/r²-Abstandsgesetz (sonst wäre dies im Sonnensystem ja nicht so messbar). Deshalb besagt die Entropische Gravitation, dass bei höherer Entropie die Gravitation mit dem Quadrat abnimmt. Bei geringerer Entropie nur linear.
Und am zitierten Inhalt sieht man wieder einmal, wo das Problem liegt - der enthält nämlich einige Fehler.
  • Ein physikalisches System "versucht" nicht, irgendeinen Zustand zu erreichen. Es folgt physikalischen Gesetzen. Diese Gesetze haben oft die Eigenschaft, dass sich das System in eine bestimmte Richtung in einem Phasen- oder Zustandsraum bewegt, und dabei bestimmte Größen zu- oder abnehmen.
  • Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt nicht, dass die Entropie ständig zunimmt, sondern dass sie 1. nicht abnimmt und 2. im thermodynamischen Gleichgewicht konstant ist.
  • Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik gilt nicht nur für masse-enthaltende Raumbereiche, sondern ganz genau so auch für solche ohne Masse.
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Alt 07.01.2018, 20:10   #96
HaraldL
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Bis zu welcher Entfernung ist denn bewiesen, daß die Anziehungskraft zwischen zwei punkt- oder kugelförmigen Körpern den reinen 1/(r*r)-Gesetz gehorcht?
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Alt 07.01.2018, 23:04   #97
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Zitat:
Zitat von HaraldL Beitrag anzeigen
Bis zu welcher Entfernung ist denn bewiesen, daß die Anziehungskraft zwischen zwei punkt- oder kugelförmigen Körpern den reinen 1/(r*r)-Gesetz gehorcht?
Auf kleinen Skalen hat man das 1/r² Gesetz bis hin zu einigen 10nm getestet und im Rahmen der Messgenauigkeit keine Abweichungen gefunden. Auf großen Skalen kommen als Testsysteme das Sonnensystem (keine Abweichung), Sternhaufen (teilweise findet man Abweichungen / dunkle Materie, teilweise nicht), Galaxien (i.a. Abweichungen, aber schwankend) und Galaxienhaufen (Abweichungen, sehr unterschiedliche Verteilungen) in Frage, also Skalen in der Größenordnung von einigen 10 Kiloparsec (kpc).

Übrigens ein sehr guter Übersichtsartikel zu Tests der Gravitation:
http://inspirehep.net/record/1287712
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Geändert von Sakslane (07.01.2018 um 23:09 Uhr).
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Alt 08.01.2018, 00:58   #98
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Zitat:
Zitat von HaraldL Beitrag anzeigen
Bis zu welcher Entfernung ist denn bewiesen, daß die Anziehungskraft zwischen zwei punkt- oder kugelförmigen Körpern den reinen 1/(r*r)-Gesetz gehorcht?
Eine weitere Möglichkeit wäre die sog. Pioneer-Anomalie, die bei einer Entfernung von 20 Astronomischen Einheiten von der Erde entfernt bei allen beiden Pioneer-Sonden auftrat und bei der eine Beschleunigung der Sonde zur Sonne hin (also ihre Abbremsung) gemessen wurde.
Allerdings ist dies umstritten und es wird derzeit ein anderer Grund für dieses Phänomen genannt, nämlich die thermische Strahlung der Radioisotopenbatterien der Sonden, die die Abbremsung verursacht haben könnten

Zum Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik:
Zitat:
In einem geschlossenen adiabaten (wärmedichten) System kann die Entropie nicht abnehmen, sie nimmt in der Regel zu. Nur bei reversiblen Prozessen bleibt sie konstant. Alle spontan ablaufenden Prozesse sind irreversibel. Durch die theoretische Beschreibung spontan ablaufender Prozesse zeichnet der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik eine Richtung der Zeit aus, die mit unserer intuitiven Erfahrungswelt übereinstimmt

Geändert von MJ01 (08.01.2018 um 01:12 Uhr).
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Alt 08.01.2018, 07:29   #99
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Zitat:
Zitat von MJ01 Beitrag anzeigen
Eine weitere Möglichkeit wäre die sog. Pioneer-Anomalie, die bei einer Entfernung von 20 Astronomischen Einheiten von der Erde entfernt bei allen beiden Pioneer-Sonden auftrat und bei der eine Beschleunigung der Sonde zur Sonne hin (also ihre Abbremsung) gemessen wurde.
Allerdings ist dies umstritten und es wird derzeit ein anderer Grund für dieses Phänomen genannt, nämlich die thermische Strahlung der Radioisotopenbatterien der Sonden, die die Abbremsung verursacht haben könnten
Falsch. Die Erklärung der Pioneer-Anomalie ist nicht (mehr) umstritten, sondern gelöst, nämlich durch eine detaillierte Modellierung der Sonden und die Bestimmung der Richtungscharakteristik ihrer thermischen Strahlung.
Zitat:
Zum Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik:
Und genau da liegt der Fehler. Statt "in der Regel" (was auch immer das bedeuten soll - was hier Regel und was Ausnahme sind, sollte man schon dazu erklären, um dem Begriff einen Sinn zu geben) sollte es heißen "bei irreversiblen Prozessen". Die Entropie bleibt nämlich nicht nur bei reversiblen Prozessen gleich, sondern auch im thermodynamischen Gleichgewicht, siehe oben.
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Alt 08.01.2018, 08:15   #100
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Falsch. Du hast (mal wieder...) nicht verstanden, dass es sich hier um zwei verschiedene Konzepte handelt, die du durcheinander bringst, nämlich einmal Holografie und den damit verbundenen Entropiesatz bei Horizonten und die Entropie der emergenten Gravitation.
Offensichtlich wird mit dieser Feststellung nicht berücksichtigt, dass sich Verlinde auf den Entropiesatz bei Horizonten beruft und gleichzeitig seine Theorie als "Emergente Gravitation" (= Herausbildung von neuen Eigenschaften oder Strukturen eines Systems infolge des Zusammenspiels seiner Elemente) bezeichnet, obwohl er als Vertreter der Entropischen Gravitation gilt!
Er stellt folglich eine sog. Korrespondenz zwischen beiden Konzepten her.
Zitat:
Using insights from string theory, black hole physics and quantum information theory we argue that the positive dark energy leads to a thermal volume law contribution to the entropy that overtakes the area law precisely at the cosmological horizon.
Und die sog. Emergente Gravitation besagt nach diesem Artikel
Zitat:
Raumzeitkrümmung als Dichte- und Bewegungsstruktur des Vakuums

Der Eindruck der gekrümmten Raumzeit der Allgemeinen Relativitätstheorie entsteht in der Quanten-Fluss-Theorie durch eine variable Dichte- und Bewegungsverteilung der Elapsonen und Wirkungsquanten.
Die Quantengravitation der Elementarteilchen erklärt, wie die Wirkungsquanten des Strings eines Elementarteilchens die Lichtgeschwindigkeit in ihrem Umfeld reduzieren. Der Effekt der Lichtverlangsamung hat in einer ersten Näherung die Form der Allgemeinen Relativitätstheorie1 von Albert Einstein. Dies gilt ebenso für die Gravitation, die durch die von Ort zu Ort und auch je Richtung unterschiedliche Lichtgeschwindigkeit hervorgerufen wird.
...
Um die näherungsweise Beschreibung der Lichtverlangsamung im Gravitationsfeld zu verbessern wird anschließend die gravitative Wirkung der Vakuumenergie berücksichtigt. Arbeitet man die Folgen der gravitativen Wirkung des Vakuums im Rahmen der neuen Quantengravitation heraus, so ergibt sich eine zusätzliche Gravitation, welche das Potenzial zur Erklärung des Phänomens der Dunklen Materie oder der modifizierten newtonschen Dynamik (MOND) hat.
Zitat:
Zitat von Sakslane Beitrag anzeigen
[i]Und genau da liegt der Fehler. Statt "in der Regel" (was auch immer das bedeuten soll - was hier Regel und was Ausnahme sind, sollte man schon dazu erklären, um dem Begriff einen Sinn zu geben) sollte es heißen "bei irreversiblen Prozessen". Die Entropie bleibt nämlich nicht nur bei reversiblen Prozessen gleich, sondern auch im thermodynamischen Gleichgewicht, siehe oben.
Ja, diese Aussage ist missverständlich.
Nur dann ist die Aussage "Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt nicht, dass die Entropie ständig zunimmt, sondern dass sie 1. nicht abnimmt und 2. im thermodynamischen Gleichgewicht konstant ist." falsch.
Denn die Entropie steigt bei allen irreversiblen Prozessen (wie z.B. Zeit), nur bei den wenigen beobachteten reversiblen Prozessen bleibt sie gleich.

Geändert von MJ01 (08.01.2018 um 08:31 Uhr).
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