Ultra-stabiler Eisenstern & andere Fragen :)

Kassiopeija · Anmeldungsdatum: 26.06.2015 Beiträge: 146

Hallole

Wollte eigtl. die ganze Nacht am PC durcharbeiten & hab deshalb abends 2 Kannen Schwarztee getrunken aber dann haben meine Augen so gebrannt daß es nicht möglich war unglücklich

Hab mich anschliessend vergeblich im Bett hin- und hergewälzt und mußte ständig über Physik nachdenken. Ich vermute mal weil es dort zuviele ungelöste Fragen gibt... - also bitte:

https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_far_future:

"Low estimate for the time until all objects exceeding the Planck mass collapse via quantum tunnelling into black holes, assuming no proton decay or virtual black holes.[97] On this vast timescale, even ultra-stable iron stars are destroyed by quantum tunnelling events. First iron stars of sufficient mass will collapse via tunnelling into neutron stars. Subsequently neutron stars and any remaining iron stars collapse via tunnelling into black holes. The subsequent evaporation of each resulting black hole into sub-atomic particles (a process lasting roughly 10^100 years) is on these timescales instantaneous."

"Assuming that protons do not decay, estimated time for rigid objects like rocks to rearrange their atoms and molecules via quantum tunneling. On this timescale, all matter is liquid.[97]"

Also der Quantentunneleffekt kann bewirken [aufgrund der Ortsunschärfe] daß sich ein Nukleon mal außerhalb der Reichweite der Starken Kernkraft befindet - wobei diese ja nur eine winzige Reichweite hat. Soll das obig-quotierte bedeuten daß es eine gemeinsame Ortsaufenthaltswahrscheinlichkeit aller Fermionen eines gesamten Sterns gibt? Und das zum gleichen Zeitpunkt --> Schwerkraftkollaps. Das wäre ja geradezu phantantisch...

Aber wie ist das zu verstehen daß dieser Effekt über lange Zeit alle Materie in den flüssigen Zustand verwandelt? Eisen flüßig in einem stark erkaltetem Universum, kaum vorstellbar. Oder zerfällt das Eisen halt in andere Elemente? Obwohl es ja eigtl. stabil sein sollte...

https://en.wikipedia.org/wiki/Iron-56
https://en.wikipedia.org/wiki/Iron_star

Zum Einstein-Bose-Kondensat

https://de.wikipedia.org/wiki/Bose-Einstein-Kondensat

wird geschrieben
"Anschaulich kann man das so verstehen: die Atome sind Quantenteilchen, deren Bewegung durch ein Wellenpaket dargestellt wird. Die Ausdehnung dieses Wellenpakets ist die thermische De-Broglie-Wellenlänge. Diese wird umso größer, je weiter die Temperatur sinkt. Erreicht die De-Broglie-Wellenlänge den mittleren Abstand zwischen zwei Atomen, so kommen die Quanteneigenschaften zum Tragen. In einem dreidimensionalen Ensemble setzt nun die Bose-Einstein-Kondensation ein. Daher ist es notwendig, die Dichte des Gases zu erhöhen und die Temperatur zu senken, um den Phasenübergang zu erreichen."

Der Witz ist ja daß so ein Eisenstern ja eigtl. auch ziemlich dicht ist + in 10^1500 Jahren das Universum dementspr. erkaltet ist. Wäre es denkbar daß so ein Stern dieses Kondensat ausbildet? Was würde dann mit ihm passieren, bzw. mal allgemein gefragt:

Fermionen können ja nicht denselben Ort einnehmen, Bosonen aber schon. Ändert das Kondensat dies? Denn zu Anfang des Artikels steht

"Das Bose-Einstein-Kondensat [...] ist ein extremer Aggregatzustand eines Systems ununterscheidbarer Teilchen, in dem sich der überwiegende Anteil der Teilchen im selben quantenmechanischen Zustand befindet. Das ist nur möglich, wenn die Teilchen Bosonen sind und somit der Bose-Einstein-Statistik unterliegen."

Müßte dann baryonische Materie -sofern sie in ausreichender Masse vorliegt- nicht sofort gravitativ in sich zusammenstürzen? Oder sieht es nur von außen betrachtet so aus als hätten die Partikel diese Teilchen-Welle-Charakteristik aber de facto sie behalten ihren inhärenten 1/2 Spin individuell bei?

BTW ich will mal hier TomS loben daß er sich die Mühe macht die FAQs zu schreiben, diese sind sehr informativ aber jede beantwortete Frage wirft gleich 2 neue auf (scheinbar ein prinzipielles Problem in der Physik...)

http://www.physikerboard.de/topic,39450,-faq---erzeugung-von-masse-aus-energie.html

Frage: Warum fliegen die 2 frontal aufeinanderfliegende Photonen nicht einfach gegenseitig durch sich durch? Also wenn 2 Fermionen aufeinandertreffen dann müssen sie ja wechselwirken da sie sich sonst am gleichen Ort aufenthalten würden - was nicht geht. Aber bei Spin-1 Teilchen stellt das doch kein Problem dar. Woher der Drang zum wechselwirken?

Der Witz ist ja daß Photonen unvorstellbar klein sein müssen - wenn sich auf so einem kleinen Raum ein Elektron + Positron bilden - die müßten sich ja eigentlich sofort wieder gegenseitig auslöschen. Da fragt man sich in welcher Zeitspanne das passiert bzw. warum das überhaupt passiert? Die Zeitspanne könnte ja so kurz sein daß es überhaupt nicht wahrnehmbar ist, also gegen null geht. Woher kommt die Zeitspanne? Bilden sich die beiden Teilchen evtl. an 2 verschiedenen Orte?

Und ist es theoretisch möglich diesen Annihilationsprozeß künstlich zu verhindern - zB mit starken Magnetfeldern (Anode/Kathode-ähnlich)?

Zum Schluß muß ich noch sagen daß alles was ich zum Thema DE/Vakuumenergie lese mich nicht überzeugt...

https://de.wikipedia.org/wiki/Vakuumenergie

"Die Vakuumenergie gilt als ein möglicher Kandidat für die Dunkle Energie, welche in der Astronomie eine Erklärung für die beobachtete beschleunigte Expansion des Universums bieten würde. Die Menge der Vakuumenergie stellt in diesem Kontext eines der größten Probleme der modernen Physik dar, da die experimentell gefundenen und die theoretisch vorhergesagten Werte für die Vakuumenergie als Dunkle Energie voneinander abweichen: Aufgrund von Beobachtungen wird die Energiedichte des Vakuums auf einen Wert der Größenordnung 10−9 bis 10−11 J/m3 geschätzt,[2][3][4] sie ist damit etwa um den Faktor 10^120 niedriger als in den theoretischen Berechnungen."

So eine riesige Diskrepanz kann doch nur bedeuten daß die Formel falsch ist und/oder unbekannte Faktoren noch beitragen denen nicht Rechnung gestellt wurde.
Wie kommt das Standardmodell überhaupt erst drauf zu erklären, daß ein Großteil der gesamten Energie des Universums in Form von DE vorliegt?
Und wie kann man es erklären daß die -augenscheinlich- so willkürlich wirkt?

zB siehe Bild "800px-Expansion_des_Universums.png" von http://stargate.cosy.sbg.ac.at/pherbert/Kosmologievortrag.htm

- zu anfangs brutal inflationär
- dann auf 0 gebremst
- und jetzt neuerdings immer schneller werdend.

Das wirkt sehr willkürlich.
Der Witz ist ja daß die Gravitation die allererste Kraft war die sich auch gleich direkt nach Bildung der Zeit gebildet hat. Längst vor der Baryogenese und auch Elektronen selbst wirken gravitativ - also vllt. wirkt "Energie" selbst auch gravitativ (kA was dieser ominöse Druck-Stress-Tensor sein soll, aber wenn alles was Impuls od. Energie besitzt gravitativ wirkt, dann müssen ja wirklich viele Dinge ("Teilchen"^^) Gravitation erzeugen.
Also wie kann man erklären daß die Gravitation erst nach mehreren 100.000 Jahren plötzlich spontan die Expansion bremste aber vorher relativ untät war?
Und sie tut das genau in solch einem Maße daß die Expansion (fast) haargenau zum Stillstand kommt (= d.h. mit einem bischen Mehr und das Universum wäre wieder kontraktiert, richtig?)

So das wärs fürs erste smile

P.S. in dem ersten Link steht auch was über dieses ominöse Boltzmann-brain drinne - in meinem alten Thread hat leider keiner gepostet. Mir ist immer noch völlig unklar was *Bewußtsein* (brain) mit "spontanous entropy decrease" zu tun hat. <shrug>

BTW ist eigtl. die Ortsunschärfe durch irgendwas begrenzt (c evtl)? also, kann eine Wahrscheinlichkeit eines Aufenthaltortes existieren das ein -in einem SL gefangenen Teilchen- außerhalb des Schwarzschildradius bringt?

ach ja, und ich lese immer überall daß es eine Forderung aus dem Standardmodell gibt die verlangt daß sich Fermionen immer paarweise bilden müssen - sonst sei irgendein Erhaltungssatz verletzt. Versteh ich ehrlich gesagt nicht... Warum kann sich Energie nicht zB in ein einzelnes Elektron umwandeln - die Energie liegt dann äquivalent in Form der Masse, Impuls oder irgendwelchen anderen Anregungszuständen im Elektron vor. Warum geht das denn prinzipiell nicht?

Vorallem auch wenn man sich vor Augen führt daß der Erhaltungssatz anscheinend sowieso schon verletzt wurde, da es mehr Materie als Antimaterie im Universum gibt. Daß dieser Fehler nur sehr wenig passierte ist ja in dieser Hinsicht auch egal - müßte der Erhaltungssatz dadurch nicht falsifiziert sein? Und kann man diesen Vorgang eigtl. experimentell nachvollziehen?