naja, in der klassischen mechanik gibt es sowas wie schwarze löcher gar nicht erst....
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.
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.
gluonen haben keine masse.
gluonen sind keine kleinen kügelchen die durch die gegend fliegen, sondern etwas sehr abstraktes und haben natürlich im quantenmechanischen sinn immer eine überlagerung vieler verschiedener impulse.
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.
so rund dass du den unterschied zu einer perfekten kugel mit freiem auge nicht sehen würdest.
. 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.
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)
ja (+ ein anti-neutrino)
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.
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.
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".
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.
auch zeitzonen auf der erde haben nichts damit zu tun dass irgendwo die zeit "anders vergehen" würde.
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)
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.
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 )
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.
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
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.