Entstehung der Materie

Ric · Anmeldungsdatum: 03.02.2005 Beiträge: 182

Ist Energie - genau wie die Masse - eine Eigenschaft von Materie? Oder besser: Die Fähigkeit eines Körpers, Arbeit zu verrichten.

Ich finde immer wieder die Aussage, alle Materie (die Elementarteilchen) im Universum hätte sich aus reiner Energie "entwickelt" - wie auch immer das von statten gegangen sein mag.

Nun meine mglw. hirnlose Frage: Wenn Energie eine Zustandsform oder Eigenschaft von Materie ist, wie kann sich Materie dann aus einer Eigenschaft von sich selbst entwickelt haben?

Auch lese ich oft, man könne Materie in Energie umwandeln (E=mc²; Atombombe). Aber ist es nicht eigentlich die Masse der Materie, die umgewandelt wird. Andererseits weiß ich auch nicht, was passiert, wenn die Masse sich umgewandelt hat, denn dann müsste ja auch die Materie inexistent sein.

Bitte gebt mir einen physikalisch korrekten Einblick in die Enstehung und das Wesen der Materie (und wenn nötig auch der Energie), irgendwie macht das alles in meinen Augen keinen Sinn. grübelnd

Patrick · Anmeldungsdatum: 05.07.2006 Beiträge: 417 Wohnort: Nieder-Wöllstadt

Die Materie kann vom Urknall entstanden sein, eine Explosion schüttet
viele Galaxien aus und dann gibt es da auch Materie. Energie ist die
Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Der Urknall kann somit auch eine Ener-
gie freiwerden lassen.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Materie kann man in der Tat in Energie umwandeln und umgekehrt.

Das heißt, man kann Masse in elektromagnetische Strahlung (oder in Wärme, das nutzt man zum Beispiel bei exothermen chemischen Reaktionen wie der Kohleverbrennung oder in Kernspaltungsreaktionen in Kernkraftwerken) umwandeln, und man kann elektromagnetische Strahlung in Masse umwandeln.

Zum Beispiel entsteht konkret ein Photonenpaar, wenn sich ein Elektron und sein Antiteilchen, das Positron, gegenseitig vernichten. Dabei wandelt man also die Masse zweier Teilchen in die Energie zweier Photonen, also zweier Quanten (=Portionen) elektromagnetischer Strahlung, um.

Und zum Beispiel entsteht ein Teilchen-Antiteilchen-Paar, wenn man ein Gamma-Photon (also eine "Portion" elektromagnetische Strahlung mit viel Energie) durch einen Detektor für Gammastrahlen fliegen lässt. Dann wird aus dem Gamma-Photon ein Elektron und ein Positron, die in unterschiedliche Richtungen davonfliegen. (Die Atome in dem Detektor sorgen übrigens dafür, dass bei diesem Prozess der Impulserhaltungssatz erfüllt ist.) Also wird hier aus Strahlung ein Paar von Masseteilchen.

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Wenn am Anfang nur Energie da ist, also nur Strahlung und noch keine Atome, dann muss die Energie besonders dicht gepackt sein, damit sich die Strahlung in Materie, also in Teilchen mit Masse, umwandeln kann. Und das war im ganz frühen Universum kurz nach dem Urknall der Fall.

Ein ganz klein bisschen kann man so etwas auch heute noch in Teilchenbeschleunigern beobachten: Da schießt man zwei Teilchen mit so hohen Energien aufeinander, dass bei der Kollision ein sehr dichter "Energieball" entsteht, aus dem dann nach allen Seiten Materieteilchen wegspritzen, die sich aus dieser konzentrierten Energie bilden. Je mehr Energie man da in diese Kollision hineinpackt, desto schwerer (massereicher) können die so erzeugten Masseteilchen sein. Damit kann man auch sehr exotische Teilchen erzeugen, die man sonst gar nicht in der Natur beobachten kann, zum Beispiel weil sie so kurzlebig sind, dass sie seit dem Urknall schon längst wieder in andere Teilchen zerfallen sind.

Ric · Anmeldungsdatum: 03.02.2005 Beiträge: 182

Entschuldigt die verspätete Antwort.

Seht ihr denn nicht die offensichtlichen Defizite in der Art der Defintionen?

Ich habe in mehreren Lexika nachgeschlagen (sowohl im Netz als auch in Büchern --> u.a. Bertelsmann) und die Definitionen zu "Materie" sind nicht nur verschieden, sie haben sogar gänzlich konträre Aussagen.

Anscheinend weiß auch niemand so recht, was Energie, resp. Masse ist. Eigenschaft von Körpern? Was ist mit dem Higgsfeld? Wenn das Higgsteilchen existiert wird doch die Eigenschaft Masse sozusagen vom Körper nach außen verlagert, soll heißen, das was wir beobachten (verzögerte Bewegungsänderungen etc...) ist vom Feld und nicht mehr vom Körper abhängig.

Und es kann mir niemand erzählen, dass Energie sowohl Körpereigenschaft, als auch Grund"substanz" für Körper sein soll. Das macht keinen Sinn.

Versteht ihr, was ich meine? Es ist alles sehr widersprüchlich grübelnd

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dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ric · Anmeldungsdatum: 03.02.2005 Beiträge: 182

Ok, das war gut. Darüber muss ich sinnieren Augenzwinkern

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Melde mich bald wieder ...