Ist die Anzahl von Atomen auf der Erde oder im Universum gleich oder verändert sie sich?
Ein Mensch oder Tier stirbt, wird zersetzt bis auf chemische Elemente, die wieder in den allgemeinen Kreislauf hineinkommen, neue Menschen/Tiere werden geboren usw... usw...usw... Aber werden für den Kreislauf immer wieder die gleichen Atome gebraucht oder verändert sich ihre Anzahl??? Ist das System an sich konstant oder nicht? Die Frage beschäftigt mich schon lange und ich habe noch nirgendwo eine Antwort gefunden...
7 Antworten
Wenn wir das Universum als Ganzes nehmen ist es ein geschlossenes System. Und geschlossenes Systeme sind konstant, d.h. da geht keine Energie, oder Masse oder Atome verloren oder kommen hinzu. Aber ob das Universum tatsächlich "Alles" umfasst, ist philosophisch....
Natürlich gehen Atome 'verloren'. Das Atom ist nicht die kleinste Einheit.
Wir leben nur auf einer hauchdünnen Schicht auf der Oberfläche der Erde. Also gibt es einen Austausch der Atome mit dem Erdinneren und mit dem Weltall. Jeden Tag fallen zig Tonnen Meteoriten auf die Erde. Dazu kommt, daß auch Atome nicht ewig sind. Erstens können sie zerfallen, z. B. durch den Einschlag der kosmischen Strahlung. Unser Körper wird pro Sekunde von mehreren kosmischen Partikeln durchschlagen, dabei spalten sich immer wieder einzelne Atome. Zweitens ist ein kleiner Teil der Atome in unserem Körper radioaktiv und zerfällt. Das nutzt man bei der Alterbestimmung mit der C14-Methode. Dabei wird der mit dem Alter abnehmende Anteil von radioaktivem Kohlenstoff in organischem Material gemessen.
die Frage ist berechtigt, und man kann sie physikalisch beantworten. Atome können unter extremen Bedingungen im Inneren von Sternen in Strahlung umgewandelt werden, deshalb ist auch im Weltall ihre Anzahl nicht konstant. Übrigens sind sie laut aktueller Urkanlltheorie erst eine Weile nach dem Anfang des Urknalls entstanden, es gab sie also nicht von Anfang an.
Das Stimmt nicht ganz, wenn ein Atom radioaktiv zerfällt, wandelt es sich nur in ein anderes um, beim Alphazerfall sogar in zwei: Atom 1 -> Atom 2 + Heliumkern. Dabei ist die Masse von Atom 2 natürlich um 4 geringer als die von Atom 1. Dennoch sollte die Zahl der Atome im Universum sinken, da ja E=m*c² ist und somit Masse in Energie umgewandelt wird. So verliert sie Sonne zum Beispiel pro Sekunde zig Tonnen Masse die in Energie umgesetzt wird.
Der Energieerhaltungssatz besagt dass die Gesamtenergie in einem geschlossenen System gleich bleibt. Ob aber unser Universum ein geschlossenes System ist steht auf einem ganz anderen Blatt und ist reine Definitionssache - wir sind nicht fähig am Universum Grenzen anzusetzen, sondern diese beliebig definierten Grenzen verschieben sich mit den fortschreitenden wissenschaftlichen Erkenntnissen. Wie sollte man da 100 % des Universums definieren können? Gemäß der klassischen Physik wird man das Universum als geschlossen betrachten, aber die moderne Physik ist inzwischen weiter. So verletzt z.B. die Quantenfluktuation (oder Vakuumfluktuation) den Erhaltungssatz: Teilchen-Antiteilchen-Paare erscheinen und verschwinden wieder (woher?). Je genauer wir hinschauen, desto mehr verschwimmen vorher wahrgenommene Grenzen. Das oberflächliche "Newton-Universum" kann man durchaus als ein kleineres System in einem noch größeren, subtileren System ansehen, mit sogar sehr regem Austausch, denn jedes Atom wird auf dieser subtilen Ebene beeinflusst und bestimmt. Das Universum als geschlossenes Sysem zu betrachten ist nicht mehr sinnvoll. Grenzen? Es wurden noch keine gefunden, und ich gehe davon aus dass man auch keine finden wird. Die String-Theorie schlägt 11 Dimensionen vor - es wird klar dass unsere 3+1-dim. Wahrnehmungswelt nur ein Teil eines Größeren ist, das wir erst unzureichend verstehen.
Die Atome sind nicht die kleinsten Elemente, sondern setzten sich zusammen aus Protonen und Neutronen. Die wiederum bestehen aus Quarks. Momentan wird spekuliert, ob es die Protonen und Neutronen überhaupt gibt, oder ob alles aus Strings besteht. Oder kombiniert.
Wie dem auch sei zerfallen viele instabile Atome. In einer Wasserstoffbombe kommt es aber auch zur Kernfusion.
Lese bitte etwas über atomaren Zerfall und Kernfusion.
wenn Protonen und Neutronen aus strings bestehen sollten, existieren sie trotzdem, das ist kein Widerspruch, nur eine genauere Erklärung ihrer Konstruktion.
Ich sage nicht, dass es Widerspruch ist. Es könnte aber auch sein, dass die Existenz der Elementarteilchen durch die Strings vorgetäuscht wird.
Natürlich gibt es keine wirkliche Stabilität im Atomkern. Prinzipiell zerfallen alle Atome früher oder später. Gemäss den neuesten Theorien wird in ca. 200Mia Jahren alle Atomkerne ohnehin zerfallen, weil die 'dunkle Energie', die alles zusammenhalten soll, zusammenbricht. (nachzulesen unter expansion des Weltalls) Aber um deine Frage etwas konkreter zu beantworten. Die Atome zerfallen und es wird Energie abgegeben. Die Energiebilanz bleibt dagegen ausgeglichen.
Wow! Das ist ja interessant! Aber wie die kleinsten Teilchen auch heissen mögen, ist deren Anzahl konstant? Vielleicht tatsächlich nicht auf der Erde, ich sehe ein, dass gewisser Austausch mit dem Universum stattfindet, aber vielleicht eben im Universum? Oder ist die Frage zu philosphisch weil es eben keiner so genau weisst?