ich könnte mir vorstellen dass es vielleicht daran liegt dass du von einer kreisbahn ausgehst. es steht aber nirgends dass man sich auf eine kreisbahn beschränken soll (dann wäre das beispiel für eine physik-olympiade nämlich eigentlich doch recht einfach). probiere es mal mit einer ellipse.

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Sollte ich lieber Mathe oder Physik studieren?

Das sind die beiden Studiengänge, die für mich am meisten in Frage kommem, aber ich bin mir ziemlich unsicher, was ich von den beiden wählen sollte.

Der Hauptkonfliktpunkt ist würde ich sagen; kein großes Interesse am Experimentieren vs keine Vorstellungen, was ich nach dem Studium machen soll

Schulisch bin ich in Mathe sehr gut; von den Noten her etwas besser als in Physik, aber ich denke, das ist nicht wirklich relevant.

In Physik sind es oft die Experimente, die meine Note runterziehen; vom Typ her bin ich eher theoretisch und mag es mehr, über Dinge so nachzudenken und zu spekulieren, als meine Hände zu benutzen (irgendwas Handwerkliches wäre mein Hassjob). Ich lerne gerne in der Freizeit etwas über Astronomie und versuche komplexere Formeln aus der Mechanik zu verstehen (Das macht mir auch Spaß, weil ich es freiwillig mache, wenn dann könnte ich auch in Richtung Astrophysik gehen). Ich habe vielleicht mal so aus Spaß ein bisschen mit Experimentierbaukästen mit z.B. Schaltkreisen rumgespielt; aber es ist jetzt nicht so, dass es mir mega viel Freude macht, Dinge zu tun / rumzuexperimentieren, wie ich mir es jetzt bei einem übelsten "Physikenthusiasten" vorstellen würde (hoffe ist verständlich, was ich meine?). Ich würde mich in Richtung theoretische Physik spezialisieren, aber Experimentieren ist trotzdem erstmal im Physikstudium vorhanden, was ich mit einem Mathestudium umgehen könnte (damit wäre das Gefühl weg, irgendwas auf Krampf ohne Interesse machen zu müssen, auch wenn das Gefühl oft genug da sein wird).

Was das Mathestudium angeht; das Problem, das ich sehe ist nicht unbedingt, dass es zu abstrakt wird, sondern dass selbst wenn ich theoretisch einen Doktortitel in Mathe hätte, es nichts gäbe, wo ich mir vorstellen könnte zu arbeiten. Alles Lehrertechnisches ist schlecht und ich möchte nichts mit Finanzen machen; alles was ich online gelesen habe, spricht mich auch nicht an. Es gibt ja nicht so etwas wie einen "puren Mathematiker", dem seine Arbeite es ist, im Büro die ganze Zeit neue Formeln aufzustellen 😅. Es bringt mir nichts aus Spaß die ganze Zeit Mathe zu studieren und dann keine Ahnung zu haben, was ich machen soll. Und gut Unimathematik ist generell auch nochmal was ganz anderes als Mathe auf der weiterführenden Schule...

Ich möchte nicht beides kombiniert studieren oder sowas.

Es ist noch ein bisschen hin und ich werde auch solche Schnuppergelegenheiten nutzen, aber vielleicht hat ja jemand Erfahrung und sieht eine Tendenz, was mich eher glücklich machen könnte?

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wenn du im physikstudium die entsprechenden spezialisierungen wählst, kommst im normalfall (ist aber sicher von der uni abhängig) mit nur ein paar laborkursen durch. desweiteren ist es völlig normal dass man auch durch sachen durchbeißen muss die einem gerade keinen spaß machen bzw. völlig illusorisch zu glauben dass es ein studium gäbe bei dem das für dich nicht so wäre.

die berufsaussichten sind für mathematiker und theoretische physiker wohl ziemlich die selben. entweder in der akademischen forschung, oder eben in der (privat)wirtschaft. in letzterer wird zumindest was ich bisher gesehen habe (ich arbeitet aber nicht in dem bereich) kaum ein unterschied zwischen mathematikern und theoretischen physikern gemacht. da geht es dann ohnehin nicht darum was man konkret in der forschung gemacht hat (zahlentheorie, quantenfeldtheorie,...) sondern um die allgemeinen fähigkeiten die man dabei erlernt hat.

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aber im Widerspruch zur Physik?

weil du offensichtlich falsche vorstellung von physik hast.

für die bewegung ist die beschleunigung ausschlaggebend

F=G*m*M/r²

a=F/m

schau mal qas für a rauskommt wenn du einsetzt.

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. Stehen sich zwei Sterne gegenüber, gibt es Anziehungskraft, aber gleichzeitig auch Abstoßung wegen der reflektierten Photonen.

ja.

es geht aber nicht um zwei sterne. es geht um universum das auf großen skalen extrem homogen ist. hinter jedem stern steht also noch ein stern der ihn wieder in die andere richtung drückt, und hinter dem wieder einer, und hinter diesem wieder einer ...

Die Photonen ermüden nicht, egal wie weit sie sich bewegen müssen.

"ermüden" tun sie nicht, aber sie werden durch die expansion rotverschoben.

und zur frage: selbstverständlich kann man den effekt der strahlung im universum auf die expansion ausrechnen. und das ergebnis ist dass sie die expansion verlangsamt. bei gleicher energiedichte sogar noch stärker als die materie. allerdings nimmt die energiedichte der strahlung durch die expansion noch stärker ab als jene der materie, daher spielt sie im heutigen universum nur mehr eine vernachlässigbare rolle. im frühen universum war das universum aber eine zeit lang von strahlung dominiert.

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wenn das universum unendlich groß sein sollte, dann war es das auch schon zu jedem zeitpunkt. wo sollte da ein widerspruch zur urknalltheorie liegen? die besagt dass sich dass universum vor ca. 13 Mrd jahren in einem sehr heißen und sehr dichten zustand befand und sich daraus rapide ausdehnte (in der bedeutung dass auf großem skalen die abstände immer größer werden, das geht auch wenn das gesamte bereits unendlich groß ist)

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den schulstoff in mathematik solltest du auf jeden fall locker ohne probleme beherrschen. sonst wird man am beginn sehr schnell abgehängt.

physik vorwissen finde ich da weniger wichtig. es fängt eh alles wieder bei 0 an. also vorausgesetzt wird eigentlich nichts direkt.

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und Gluonen haben eine Masse

gluonen haben keine masse.

können sie sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegen

da es keine freien gluonen gibt, sind begriffe wie "geschwindigkeit" und "bewegen" ziemlich problematisch und nicht wirklich definiert.

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die materie im universum verlangsamt in der tat die expansion. das ist korrekt.

aber das alleine bedeutet nicht dass sich das universum irgendwann wieder zusammenzieht.

erstens kann die expansion einfach nur immer langsamer werden aber nie zum erliegen kommen und umkehren (so wie ein auf der erde nach oben geworfener ball durch die gravitation immer langsamer wird, aber wenn ich ihm mit einer geschwindigkeit größer als die fluchtgeschwindigkeit werfe trotzdem niemals zurück kommt)

zweitens kann es andere effekte geben die dem verlangsamenden effekt der materie entgegen wirken, also die expansion antreiben (so als würde unser nach oben geworfener ball über einen antrieb verfügen der permanent nach oben beschleunigt). und genau danach sieht es aus was wir im kosmos beobachten können. dieser effekt läuft unter dem namen "dunkle energie".

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die lösungen der Einsteingleichungen die einem schwarzen loch entsprechen erhältst du wenn du materie auf einen kleinen raum komprimierst und außen vakuum ist.

zu keinem zeitpunkt in der geschichte des universums gab es diese situation. das universum ist homogen mit materie und strahlung (und dunkler energie) gefüllt, das ist eine ganz andere situation.

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wenn x1 und x2 einfach nur komponenten eines vektors sind (und davon gehe ich mal aus) dann sind das einfach nur zwei reelle zahlen. warum sollte man die in einem produkt nicht vertauschen können??

(aber das ganze beispiel ist komisch. der ganze punkt an der summen-schreibweise ist ja gerade dass man den ganzen mist nicht ausschreiben muss und das beispiel in einer halben zeile lösen kann)

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Wie sorgen Gravitonen dafür das Teilchen eine Ruhemasse haben

gar nicht. das hat nichts damit zu tun.

Das Higgsfeld hat soweit ich weiß nur beim Urknall eine Rolle gespielt und funktioniert auch hauptsächlich nur wenn sich Teilchen mit extrem hoher Geschwindigkeit bewegen oder irgendwas miteinander kollidiert.

auch falsch. das spielt immer eine rolle und DAS ist der grund warum die (heute bekannten fundamentalen) elementarteilchen eine masse haben.

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Ich brauche die Geschwindigkeit zum berechnen der relativistischen Masse des Protons beim verlassen des Teilchenbeschleunigers

brauchst du nicht. "relativistische masse" ist nur eine anderer name für "energie geteilt durch eine konstante" (deshalb verwendet ja in der wissenschaft seit hundert jahren niemand den begriff "relativistische masse", aber das ist ein anderes thema...). du kennst die energie, also hast du alles was du brauchst.

falls du wirklich die geschwindigkeit suchen solltest, die ist

v=c*Wurzel(1 - (mc²/E)² )

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Evidenz für dunkle Materie - Konflikt zwischen Astronomen und theoretischen Physikern?

Hallöle,

einer der wohl am häufigsten in der Populärwissenschaft gemolkenen Begriffe ist der, der dunklen Materie - weil das so schön mystisch klingt und so.

Der Begriff wurde (stark vereinfacht) eingeführt, da sich die hohe Geschwindigkeit der äußeren Sterne entfernter Spiralgalaxien, mit der sie das Zentrum jener umkreisen, nicht allein mit der Masse der sichtbaren Materie erklären ließ.

Die Annahme, dass folglich eine Art unsichtbare Materie existieren müsse, ist dementsprechend nachvollziehbar, schließlich haben ähnliche Unregelmäßigkeiten schon in der Vegangenheit zu großartigen Erfolgen geführt.

Schon bald nachdem Newton sein Modell der Gravitation der Welt preisgegeben hatte, untersuchten Astronomen die Bahnen der bekannten Himmelskörper und erkannten, dass diese nicht vollständig mit der Newton'schen Mechanik zu erklären waren. Und so suchten sie nach den bis dato unbekannten Wandelsternen jenseits des bis dahin Beobachtbaren, die die beobachtbaren Annomalien erklären würden - und waren erfolgreich.

So fanden sie Uranus und Neptun, was einen großartigen Erfolg, durch die Vereinigung der irdischen Physik und der Astronomie darstellte. Die Planetensuche hin zum Rand des Sonnensystems war erfolgreich gewesen und so war es nur logisch auch zur Sonne hin zu schauen, bzw. zur Venus, deren Bahn ebenso Unregelmäßigkeiten aufwies und nach einem Planeten neben Merkur verlangte, was zur Postulation eines weiteren inneren Planeten führte: Vulkan

Dem geschulten Leser wird an dieser Stelle auffallen: Vulkan wurde nie gefunden, weil er nicht existiert. Statt dessen führte eine elementare Verbesserung der Newton'schen Mechanik durch Einstein zur Rektifizierung der beobachtbaren Unregelmäßigkeiten.

Die allgemeine Relativitätstheorie stellt die bis heute erfolgreichste Theorie der Gravitation dar, doch genauso wie die newton'sche Mechanik zuvor, kann auch sie nicht vollständig korrekt sein, ist sie doch unvereinbar mit der Quantenfeldtheorie.

Und so ist es nur logisch, dass Physiker versuchen, die beobachtbaren Phenomena durch Modifikationen der bisherigen Gravitationsmodelle zu beschreiben, wovon die bekannteste jener Modifikationen die MOND-Theorie darstellt.

An dieser Stelle muss ich mich einmal outen: Ik hab kene Ahnung von Astronomie oder Physik und verfüge nicht über die geistigen Mittel, Abhandlungen dieser Art zu lesen, folglich muss ich mich, wie die meisten anderen Menschen auch, auf populärwissenschaftliche Magazine, Videos u.ä. verlassen.

Dabei ist mir eines aufgefallen: Astronomen(der Geschmacksrichtung Kosmologie) scheinen fast vollständig die Idee der dunklen Materie zu bevorzugen, bezeichnen sie als selbst evident und behaupten gar, man wisse, dass dunkle Materie existiert.

Demgegenüber stehen theoretische Physiker, die in höherem Maße eine veränderte Gravitationstheorie zu bevorzugen scheinen und teilweise sogar behaupten, dunkle Materie sei gar nicht mit der Realität vereinbar, eine Position, die vor allem nach der erfolglosen WIMP-Suche am CERN, stark an Kraft zu gewinnen schien.

Und ich frage mich: Ist dieser mir augenscheinliche Konflikt zwischen Astronomen und Theoretikern echt oder nur meine Wahrnehmung? Versuchen aktuelle Theoretiker tatäschlich nur der nächste Einstein zu werden oder sind sich die Astronomen ihrer dunklen Materie zu sicher? Und was ist eigentlich Pomade?

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Ist dieser mir augenscheinliche Konflikt zwischen Astronomen und Theoretikern echt oder nur meine Wahrnehmung?

ich habe dazu keine wirkliche eigene wahrnehmung, ist nicht direkt mein fachgebiet, aber ganz allgemein wäre ich mich eindrücken die aus populärwissenschaftlichen quellen stammen eher vorsichtig. ich denke da geht es in der häufigkeit der berichte zum einen oder anderen thema auch zu einem guten teil darum wer halt gerade "laut" ist (dh populärwissenschaftliche bücher und artikel schreibt, was nur ein sehr sehr kleiner bruchteil aller wissenschaftler tut) und welches thema sich generell gut dafür eignet (nicht zu abstrakt, "sexy" genug, usw...). wenn man danach geht könnte man den eindruck gewinnen das die allermeisten physiker stringtheoretiker wären oder auf der suche nach der großen vereinheitlichten theorie, in wirklichkeit ist aber auch das nur ein sehr sehr kleiner bruchteil.

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Man sieht ja, dass die Erde hier die Raumzeit, ich hoffe das ist überhaupt das richtige Wort, krümmt.

nein, das sieht man hier nicht. diese - sagen wir mal - "künstlerische" darstellung sieht man zwar oft, hat aber leider wirklich überhaupt nichts mit einer gekrümmten raumzeit zu tun.

die beste visualisierung die ich kenne die ganz ohne mathematik auskommt (und in wirklichkeit geht es natürlich nur um diese) aber in der tat das eigentliche konzept einigermaßen gut zeigt, findest du hier:

https://youtu.be/DdC0QN6f3G4?feature=shared

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Relativitätstheorie: Zeitdilatation?

Hallo,

ich beschäftige mich grade privat mit dem Thema Relativitätstheorie und hätte dazu eine Frage. Und zwar ist es ja so dass wenn man sich schnell bewegt die Masse zunimmt (erst bei sehr hohen Geschwindigkeiten spürbar), dadurch die Raumzeit gekrümmt wird und somit die Zeit langsamer vergeht. So habe ich das aufheben Fall verstanden, ob das 100% richtig ist bin ich mir nicht sicher. Ich habe mir dann vorgestellt das ein Raumschiff mit sehr hoher Geschwindigkeit von Punkt A zu B fliegt, für diese Strecke braucht das Raumschiff 1 Jahr. Auf der Erde vergehen in dieser Zeit aber z.B. 5 Jahre. Ich habe mir jetzt vorgestellt das Beobachter von der Erde das Raumschiff betrachten, es sieht wie in Slowmotion aus denn es braucht aus der sich ja 5 Jahre. Nur wo ich mir jetzt unsicher bin: Wenn man jetzt annimmt das diese Raumschiff direkt an der Erdeoberfläche vorbeiflieg. Sieht es dann für die Menschen auf der Erde so aus als würde es ganz langsam vorbei fliegen was irgendwie kein Sinn ergibt. Oder ist es so das es selber die Raumzeit so stark krümmt das die Zeit um ihn rum langsamer vergeht also auch für die Beobachter an denen es vorbei fliegt. Aber das würde dann doch auch bedeuten das dieses Raumschiff eine viel stärkerer Gravitation als die Erde hätte und alles an sich zeigen würde.

Natürlich sind das alles Realitätsferne Gedankenspiele aber würde mich riesig über eine Antwort freuen um die Zeitdilatation besser zu verstehen.

Lg und danke für das durchlesen und Antworten :))

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Und zwar ist es ja so dass wenn man sich schnell bewegt die Masse zunimmt

nein, die größe die man in der physik masse nennt ändert sich nicht. leider nennen physiklehrer eine andere größe "masse" als es in der physik üblich ist (keiner weiß warum) und damit kommt es dann zu solchen verwirrungen.

dadurch die Raumzeit gekrümmt wird

nein, bei dem szenario dass du hier betrachtest und keine gravitation eine rolle spielt ist die raumzeit immer flach. gekrümmte raumzeit = gravitation, aber die hast du hier nicht.

Ich habe mir jetzt vorgestellt das Beobachter von der Erde das Raumschiff betrachten, es sieht wie in Slowmotion aus denn es braucht aus der sich ja 5 Jahre

was du SIEHST hängt vor allem davon ab in welche richtung sich dass raumschiff relativ zu dir bewegt. kommt es zB auf dich zu siehst du alles an bord schneller, bewegt es sich von dir weg siehst du alles and bord langsamer. das ist der Doppler-effekt, den es so in der klassischen Newtonschen physik auch schon gibt. in der relativitätstheorie ist er nur quantitativ anders, weil noch ein faktor für die zeitdilatation dazu kommt, aber qualitativ ist es dasselbe.

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