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THEMA: Wie entsteht Masse?

Wie entsteht Masse? 01 Apr 2017 18:50 #13157

"Sterne entstehen in riesiegen Gasnebeln. Diese ziehen sich durch ihre eigene Gravitation zusammen und fangen an sich zu drehen".
Ein Satz den ich aufgeschnappt habe. Ich bin Laie und bitte Sie meine unbekümmerte Frage hierzu zu beantworten.
In einem Vortrag über die Kräfte unserer Welt wurde gesagt dass die Schwerkraft die schwächste Kraft ist. Sie geht auch durch alles hindurch (die Schwerkraft). Wie kann sie den Sternenstaub zu Klumpen formen und schließlich zu erstaunlich massereichen Sternen, die schließlich durch ihr eigenes Gewicht solch gewaltige Energien sammeln.

Ich frage mich: bewegen sich die Schwerkraft"wellen" mit einer so hohen Geschwindigkeit durch den Staub hinurch, so hoch, dass sie mit einem Druck auf den Sternenstaub einwirken und ihn wie Blätter im Wind zu "größeren Haufen zusammenfegen"?
Bleibt etwas von dieser schwachen Kraft in den Stoffen zurück, die sie durchdringt, und dann erst durch die Anhäufung zur Masse wird?

Schon an der Fragestellung erkennen Sie den Laien. Aber vielleicht können Sie mir dennoch ein Bild vermitteln, mit dem ich mir vorstellen kann wie im Vakuum Staub zu einem Stern werden kann, wenn nicht eine Art von Bewegungsenergie die Partikel in Bewegung bringt und zusammenschiebt, bis sie ein eigenes Gravitationsfeld erzeugen.

Ich danke Ihnen, dass Sie sich die Zeit nehmen!

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Wie entsteht Masse? 01 Apr 2017 19:10 #13159

Meines Wissens wird der Staub zunächst durch elektrostatische Anziehung, die durch Reibung entsteht, locker zusammengefügt. Ab einer kritischen Dichte wirkt dann die Schwerkraft selbstverstärkend.

Nachvollziehbare Mathematik ist notwendige Grundlage zur Beurteilung von physikalischen Modellen.
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Wie entsteht Masse? 01 Apr 2017 19:22 #13160

Bernhard, eine berechtigte Frage, die ich nach meinem Wissen beantworten möchte.
Die allgemein anerkannte Mehrheitsmeinung dazu lautet in etwa wie folgt:

Irgendwo befinden sich Gase im Weltraum, meist Helium oder Wasserstoff mit Spuren aller anderen Elemente vermischt.
Diese Gase werden entweder durch andere Himmelskörper angezogen und von diesen vereinnahmt, oder, falls hier keine nennenswerte Schwerkraft anderer Himmelskörper direkt anziehend wirkt, weil mehrere Schwerkraftzentren ungefähr gleichmäßig um diese Gaswolke herum angeordnet sind, so wird die Schwerkraft innerhalb dieser Gaswolke intern wirken.
Irgendwo in dieser Gaswolke wird es eine höhere Dichte der Gase geben, die auf umliegende Gase anziehend wirkt, es wird nach und nach mehr Gas in dieses Dichtezentrum gelangen, das wird allerdings sehr, sehr lange brauchen, bis man da von einer höheren Dichte sprechen kann.

Irgendwann wird die Anziehungskraft dieser Gaskonzentration immer höher werden je mehr Gase im Zentrum vorhanden sind, umso mehr Gase werden "angesaugt", die Dichte steigt und steigt, je nachdem, wie groß diese Gaswolke war.

Und irgendwann ist der Druck im Inneren so groß, dass die Zündung zu einer neuen Sonne erfolgen kann.

Ich glaube nicht, dass Schwerkraftwellen einen großen Einfluss bei der Entstehung von Massekonzentrationen haben, dazu sind sie doch allzu schwach.


Grüße
Udo

Das Verzichtbare ist nutzlos. J.F. Hingeklammert
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Das Verzichtbare ist nutzlos. J.F. Hingeklammert

Wie entsteht Masse? 01 Apr 2017 22:02 #13162

Hallo Bernhard255,

die Frage lautet, wie entsteht Masse und nicht wie verdichtet sich Masse zu Himmelskörpern.
Das ist ein gravierender Unterschied.
Die Masse, eigentlich sind es Energieverdichtungen, die die uns bekannte Materie aufbauen, ist durch die Eigenschaften des Higgsfeldes entstanden. Das Higgsfeld, ein skalares Feld, also überall vorhanden, verleiht den Elementarteilchen ihre Masse.
Verdichtungen von Masse bilden sich dann, wenn leichte Dichteschwankungen zu einer weiteren Verdichtung führen.
Das kann aber nur funktionieren, wenn diese Gaswolken über einen Kühlungsmechanismus verfügen, denn Gase, die sich verdichten, werden heiß. Das kennt man schon von der Luftpumpe.
Wenn also Gaswolken zu Sternen kollabieren sollen, müssen sie in der Lage sein, die durch die Verdichtung entstehende Wärmeenergie nach außen hin abzugeben. Das geschieht durch Strahlung. Die elektromagnetische Strahlung entzieht der Gaswolcke Energie und damit kann der Kollaps weiter voran schreiten. Am Ende soweit, dass ein Stern entsteht, der im Zentrum so heiß wird, dass dort die Kernfusion zündet. Es stellt sich am Ende ein Gleichgewicht zwischen der gravitativ wirkenden Massendichte und dem Strahlungsdruck ein. Der Stern ist geboren.
Das war jetzt eine Kurzbeschreibung der Sternenstehung, also des Massenverdichtungsprozesses, nicht jedoch, auf welche Art und Weise Masse ganz allgemein ihre Existenz verdankt. Das beschreibt der Higgsmechanismus.

Grüße
Thomas
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Wie entsteht Masse? 01 Apr 2017 22:34 #13163

Thomas schrieb: Das beschreibt der Higgsmechanismus.

Aber nur für die Ruhemasse der Elementarteilchen, das sind glaube ich ca. 5% der Gesamtmasse der Materie, der Grossteil sind kinetische Energie und Bindungsenergie (m=E/c²).

Nachvollziehbare Mathematik ist notwendige Grundlage zur Beurteilung von physikalischen Modellen.
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Wie entsteht Masse? 02 Apr 2017 15:13 #13176

Michael D. schrieb:

Thomas schrieb: Das beschreibt der Higgsmechanismus.

Aber nur für die Ruhemasse der Elementarteilchen, das sind glaube ich ca. 5% der Gesamtmasse der Materie, der Grossteil sind kinetische Energie und Bindungsenergie (m=E/c²).

Ich freue mich zu lesen das Du nach so kurzer Zeit nun doch nicht mehr die Existenz des Higgsfeldes anzweifelst, obwohl doch Herr Lesch das gesagt hat. :P

Die Fragen die Du Dir stellen musst sind diese: Wie wird denn die Bindungsenergie zwischen den Teilchen vermittelt? Gibt es da Bindungsteilchen? Haben diese eine Masse? Und wenn ja, woher kommt die?

Andreas.

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Wie entsteht Masse? 02 Apr 2017 15:25 #13177

Bernhard255 schrieb: Ich frage mich: bewegen sich die Schwerkraft"wellen" mit einer so hohen Geschwindigkeit durch den Staub hinurch, so hoch, dass sie mit einem Druck auf den Sternenstaub einwirken und ihn wie Blätter im Wind zu "größeren Haufen zusammenfegen"?
Bleibt etwas von dieser schwachen Kraft in den Stoffen zurück, die sie durchdringt, und dann erst durch die Anhäufung zur Masse wird?

Da niemand bisher direkt auf die Fragen geantwortet hat, beide Fragen kann man mit Nein beantworten.

Du kannst dazu sogar selber ein Experiment in Deiner eignen Badewanne durchführen:

Nachdem Du das Wasser eingelassen hast und es keine Bewegung mehr zeigt streust Du etwas Badekonfetti auf die Oberfläche. Nun tauchst Du Deinen Arm senkrecht und vorsichtig in das Wasser, machst eine Faust und bewegst den Arm regelmäßig auf und ab. Nach einigen Bewegungen siehst Du ein paar zärtliche Wellen, schaust Du Dir das Konfetti an sieht man jedoch keine Relativbewegung der einzelnen Teilchen auf einander zu oder von einander weg.

Die Wasserwelle ist im Prinzip die Gravitationswelle und das Konfetti stellt die Materie dar.

Um die Zusammenklumpung darzustellen ist dieser Versuch ungeeigent, da hier andere physikalische Effekte am Werk sind.

Dazu musst Du Dir ein gespanntes Gummituch vorstellen, das jedoch kein Gewicht hat und daher nicht durch sein Eigengewicht durchhängt. Läßt du nun eine kleine Murmel auf dieses Tuch fallen, dann bildet sich an der Stelle eine kleine Mulde. Leg nun gedanklich mehr Murmeln auf das Tuch, aber nur gerade so weit entfernt das die Trichter die die Mulden bilden sich nicht berühren.

Solange sich das ganze nicht bewegt bleibt jede Murmel an ihrem Platz. Sobald jedoch die erste Murmel anfängt und eine kleine Bewegung macht, bewegt sich mit Ihr auch der Trichter. Und sobald sich zwei Trichter berühren laufen sie ineinander und verstärken sich. Das hat zur Folge das der Trichter tiefer und breiter wird... und noch mehr Trichter sich berühren... was als zur Folge hat das die Murmeln anfangen zusammenklumpen.

Andreas.

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Wie entsteht Masse? 02 Apr 2017 19:13 #13180

Andreas Killer schrieb:

Michael D. schrieb:

Thomas schrieb: Das beschreibt der Higgsmechanismus.

Aber nur für die Ruhemasse der Elementarteilchen, das sind glaube ich ca. 5% der Gesamtmasse der Materie, der Grossteil sind kinetische Energie und Bindungsenergie (m=E/c²).

Ich freue mich zu lesen das Du nach so kurzer Zeit nun doch nicht mehr die Existenz des Higgsfeldes anzweifelst, obwohl doch Herr Lesch das gesagt hat.

Natürlich zweifele ich nach wie vor die Existenz des Higgsfeldes zu Alltagsbedingungen an. Die kinetische Energie der Teilchen übertrifft bei Weitem ihre Ruhemasse. Das sind schonmal keine zusätzlichen Teilchen. Und die Bindungsenergie zwischen Protonen/Neutronen bzw. Quarks wird auch nicht durch Teilchen mit Ruhemasse vermittelt, sondern durch die masselosen Gluonen.

Nachvollziehbare Mathematik ist notwendige Grundlage zur Beurteilung von physikalischen Modellen.

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Wie entsteht Masse? 03 Apr 2017 09:20 #13194

Michael D. schrieb:

Andreas Killer schrieb:

Michael D. schrieb:

Thomas schrieb: Das beschreibt der Higgsmechanismus.

Aber nur für die Ruhemasse der Elementarteilchen, das sind glaube ich ca. 5% der Gesamtmasse der Materie, der Grossteil sind kinetische Energie und Bindungsenergie (m=E/c²).

Ich freue mich zu lesen das Du nach so kurzer Zeit nun doch nicht mehr die Existenz des Higgsfeldes anzweifelst, obwohl doch Herr Lesch das gesagt hat.

Natürlich zweifele ich nach wie vor die Existenz des Higgsfeldes zu Alltagsbedingungen an. Die kinetische Energie der Teilchen übertrifft bei Weitem ihre Ruhemasse. Das sind schonmal keine zusätzlichen Teilchen. Und die Bindungsenergie zwischen Protonen/Neutronen bzw. Quarks wird auch nicht durch Teilchen mit Ruhemasse vermittelt, sondern durch die masselosen Gluonen.

Okay, dann möchte ich Dich bitten zunächst einmal hier in die Wissensbox zu gehen und dort das Tutorial "Standardmodell der Teilchenphysik" zu lesen, speziell Seite 5 und 6.

Dann schau Dir bitte auch das Tutorial "Die Gravitation" an, speziell suche dort mal nach den Stichworten "Higgs", "Teilchen", "Elektron" etc. Du wirst feststellen das diese nicht vorkommen. Suche nach "Quant" und lies die Absätzen in denen es vorkommt.

Wenn dann immer noch Zweifel bestehen möchte ich Dich bitten einen neuen Thread zu eröffnen, das Video von Herrn Lesch dort anzuführen und Deine Zweifel dort zu äußern. Du kannst gerne auch meine bisherigen Posts dort verlinken.

Ich werde dann dort versuchen das zu erläutern was der gute Herr Lesch da gesagt hat, warum es richtig ist was er da sagt, aber es in unserem Kontext, bzw. so wie Du es verstanden hast, nicht zutrifft. Vielleicht bekommen wir so dann mal endlich diese Kuh vom Eis.

@Bernhard255: Schau da bitte nicht so genau hin, für Dein Verständnis / Deinen Wissenstand ist die gute umfassende Umschreibung die Thomas gegeben hat sehr treffend. Der Higgsmechanismus klärt nur das grundlegende Prinzip warum ein Teilchen überhaupt Masse hat, das muss / kann man nicht für Bildung von Sternen / Galaxien berücksichtigen.

Andreas.

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