Ist das ein Widerspruch?
Auf der Erde gilt das Gesetz der Erhalt der Masse.
Das heißt keine Masse kann verschwunden gehen und auch keine Masse kann neu entstehen.
Jedoch haben wir in der Physik gelernt, dass das Universum sich ausdehnt und größer wird und auch im Verlauf größer geworden ist.
Ist das ein Widerspruch? Beides scheinen Fakten zu sein, jedoch Widerlegen sie sich gegenseitig.
5 Antworten
Massenerhaltung ist ein Hilfsmittel in der Chemie. Physikalisch ist es sinnvoller, alles in Form von Energieerhaltung umzuformulieren. Dies ist im Prinzip das gleiche, da von Einstein
bekannt ist, welches besagt, dass Masse und Energie sowieso äquivalent sind. Du kannst also Problemlos Masse in Energie umwandeln und vice versa. Am CERN z.B. wird das gemacht, da dort aus der Kollision zweier Teilchen und den daraus folgenden Energien neue Teilchen entstehen können.
Die Frage mit der Ausdehnung des Universums ist spannend und da gibt es eine interessante Erklärung. Es gibt in der Physik das sogenannte Noether Theorem. Dies besagt, dass jede (kontinuierliche) Symmetrie in einem System zu einer Erhaltungsgröße führt. Grob kann man das Beschrieben, als: Wenn etwas im System gleich bleibt, obwohl man was geändert hat, dann folgt daraus, dass es hier eine erhaltene Größe gibt. Beispielsweise folgt Impulserhaltung aus Translationssymmetrie (man kann den gleichen Vorgang nochmal irgendwo anders identisch durchführen) oder Drehimpulserhaltung aus Rotationssymmetrie (man kann den gleichen Vorgang nochmal identisch in einer Rotierten Anordnung durchführen).
Jetzt kommts: Energieerhaltung folgt aus Zeittranslationssymmetrie (man kann also den gleichen Vorgang nochmal identisch zu einem anderen Zeitpunkt ausführen). Energieerhaltung ist also nur gegeben, wenn sich die physikalischen Vorraussetzungen im System als Ganzes nicht ändern. Da sich das Universum ausdehnt, ist diese Zeittranslationssymmetrie eben nicht gegeben, d.h. man kann hier keine Energieerhaltung annehmen. Außerdem bedeutet die Ausdehnung vom Universum, dass sich der Raum ausdehnt. Es kommt also keine Masse dazu, sondern der Abstand zwischen allem wird einfach größer.
Ein weiteres Beispiel dafür ist die Rotverschiebung von Licht ferner Galaxien. Die Ausdehnung wurde ja unter anderem auch genau dadurch festgestellt, dass die Wellenlänge von Licht aus weiter Ferne zunimmt, bevor es uns auf der Erde erreicht. Nun ist die Wellenlänge aber mit der Energie von Licht verbunden, was bedeutet, dass die Energie davon abnimmt. Diese Energie geht tatsächlich einfach verloren und wird nicht umgewandelt (zumindest nicht in eine bisher bekannte Größe), was eben dadurch kommt, dass sich das Medium (der Raum) zeitlich ändert.
Auf der Erde gilt das Gesetz der Erhalt der Masse
nein. bei chemischen reaktionen sind die massenunterschiede aber so gering dass man sie gewöhnlich ignoriert. bei kernphysikalischen prozessen geht das schon nicht mehr.
Jedoch haben wir in der Physik gelernt, dass das Universum sich ausdehnt und größer wird und auch im Verlauf größer geworden ist.
das ist eine komplett andere frage. da könntest du wenn schon dann fragen wie das mit der energieerhaltung zusammen passt.
und die antwort lautet, dass man für das universum als ganzes sowas wie energie gar nicht eindeutig definieren kann. der physikalische begriff "energie" wie wir ihn normalerweise verstehen macht auf das universum als ganzes bezogen (und nicht nur auf einen ausschnitt der klein genug ist oder eine zeitdauer die kurz genug ist) einfach keinen sinn mehr
Auf der Erde gilt das Gesetz der Erhalt der Masse
So ein Gesetz gibt es nicht. Es gilt Energieerhaltung, aber auch nur in abgeschlossenen Systemen.
Es gibt doch gar kein Gesetz der Massenerhaltung!! Insofern kein Widerspruch.
In der Chemie gilt dieses Prinzip lediglich im Rahmen von Reaktionen. Masse kann man nicht definieren, da das eine Grundgröße ist!
Wie kann Masse denn aus dem "nichts" entstehen? Oder wie kann das Universum größer werden?
Woher kommt Energie?
Was ist Energie?
Hat Energie schon immer existiert?
Gibt es irgendwann keine Energie mehr?
Weder auf der Erde noch sonstwo gibt es ein Gesetz zur Massenerhaltung. Was erhalten bleibt ist die Energie. Und das ist kein Widerspruch zur Expansion des Universums.
Was ist damit?
"Der Massenerhaltungssatz ist ein Erhaltungssatz in der Chemie. Er besagt, dass sich bei chemischen Reaktionen die Gesamt-Masse der beteiligten Stoffe nicht nennenswert ändert"
Also kann Masse aus dem "Nichts" entstehen? Wie kann man sich erklären,dass das Universum größer wird?
Aha. Chemie. „Nicht Wesentlich“… Aber ja, das ist schon richtig: In der Chemie ändert sich die Masse nicht wirklich. Aber in der Physik, zum Beispiel bei Kernfusion und Kernspaltung. Masse kann selbstverständlich aus Energie entstehen, daher auch E=mc^2
Wie kann man Energie definieren? Und woher kommt Energie?
Gab es schon immer und ewig Energie?
Letztendlich ja. Energie gab es seit dem Urknall. Masse bildete sich erst später in der Baryogenese.
Energie kann man definieren: https://de.wikipedia.org/wiki/Energie
Was war vor dem Urknall und wie ist dieser entstanden?
Aber bräuchte der Urknall nicht auch eine enorme Energie?
Es gab kein „vor dem Urknall“, da Raum und Zeit erst in ihm entstanden sind.
Was ist Zeit und was ist Raum? Woher kam der Urknall? Bräuchte der Urknall keine Energie?
Was hat den Urknall in Gang gesetzt und was hat dazu geführt, dass etwas wie Zeit entsteht?
Das müsste ja bedeuten, dass aus dem "Nichts" etwas plötzlich erschienen ist oder nicht?
Da es vor dem Urknall weder Raum noch Zeit gab, ist es ziemlich sinnlos nach dem Woher zu fragen. Du verstehst nicht, dass es das nicht gibt.
Wie kann etwas entstehen, was es nie zuvor gegeben hat?
Das wissen wir nicht. Wir kennen nicht die Ursache des Urknalls und werden sie vielleicht auch nie erkennen können.
Dabei muss man allerdings die Einschränkung machen, dass diese Beziehung nur dann Anwendung finden kann, wenn im Bereich der Atomkerne Reaktionen ablaufen. Ansonsten hat das keinerlei Bedeutung in der realen Alltagswelt.