Warum stürzt die Erde nicht unter ihrem eigenen Gewicht zusammen?
Hallo. Wenn Sterne in ihrem inneren keinen Brennstoff mehr haben (bei der Sonne Wasserstoff bzw. später Helium), dann verschwindet der Strahlungsdruck und der Stern fällt unter seinem eigenen Geweicht zusammen. Bei größeren Sternen bleibt (kurz gefasst) ein Neutronenstern zurück.
Doch warum fällt die Erde nicht unter ihrem eigenen Gewicht zusammen? Sie hat keinen Strahlungsdruck, was also hält sie stabil?
Hat es vielleicht etwas damit zu tun, dass sie ein Festkörper ist bzw. hat es etwas mit dem Pauli-Prinzip zu tun?
6 Antworten
Sie ist doch schon auf die ihrer Materialkonsistenz entsprechenden Größe "zusammengestürzt".
Sterne bestehen aus Gas / Plasma, das bis auf die Sekunden des Kollaps einer Supernova aus niedrig-Ordnungszahligen Elementen wie Wasserstoff und Helium bestehen. Auf dieses Material wirkt die relativ schwache Kraft der Gravitation ganz anders, als auf das feste höherordnungszahlige Material, aus dem Gesteins- und Metallplaneten bestehen, die noch dazu in ihren Kernbereichen oftmals unter dem massiven Druck stabile Atomgitter ausformen. Diese weiter zu komprimieren - dazu reicht die Gravitation solch kleiner Körper vorn und hinten nicht.
Aber mein Physikabitur ist auch schon ein paar Jahre her...
Der "Gravitationsdruck" der Erde ist verhältnismäßig gering. Sie ist im Vergleich zu anderen Himmelskörpern nicht schwer genug um zusammenzustürzen. Die Notwendige Masse bringen nur Sterne auf und die werden durch den von ihnen produzierten Strahlungsdruck von innen gegen die Gravitation stabilisiert. Die Eigengravitation der Erde genügt nicht um die Materie derart zu verdichten. Verliert ein Stern seine Fähigkeit genug Strahlungsdruck aufzubauen, kollabiert er und es stellt sich ein neues Gleichgewicht bei einem kleineren Radius ein. Das kann zum Beispiel ein weißer Zwerg sein. Der wird durch das Pauli-Prinzip stabilisiert also durch die Eigenschaft der Elektronen als Fermionen, von denen sich nicht mehr als eines gleichzeitig im selben Zustand befinden darf. Das nennt man Entartungsdruck. Ist der Stern viel massereicher, kann er stattdessen zu einem Neutronenstern kollabieren. Dort werden sogar die Elektronenhüllen in den Kern gedrückt und wandeln sich mit den dortigen Protonen in Neutronen um.
Die Erde und alle anderen Planeten haben aber lange nicht genug Masse um die Materie in ihrem Inneren so derart über die Maße zu verdichten.
Aufgrund der Erdrotation und der dadurch entstehenden Fliehkraft kann die Erde, die ja ein Planet und kein Stern ist, nicht unter ihrem eigenen Gewicht zusammenstürzen. Außerdem ist sie im Innern nicht fest. Es hat sicherlich auch mit der mit zunehmender Höhe abnehmenden Schwerkraft und dem abnehmenden Luftdruck zu tun.
vollkommen falsch. selbst wenn die erde nicht rotieren würde, würde sie nicht zusammenstürzen
Der Innere Kern, der immer noch größer als der Mond ist, ist aber sowas von fest!
Die Erde hat nicht genug Masse, um "zusammenzufallen" (unsere Sonne übrigens auch nicht). Allerdings - habe ich jedenfalls mal gehört - hat der innere Kern der Erde durchaus eine größere Dichte hat als er von seinem Material her haben sollte.
Die Sonne hat definitiv nicht genug Masse, um zu einem Neutronenstern zusammenzufallen.
Dass sich der Rest der Sonne nach der Rote-Riesen-Phase zu einem weißen Zwerg zusammenzieht, kann man m.E. nicht als "zusammenfallen" bezeichnen, immerhin wird die Sonne noch knapp den doppelten Erddurchmesser haben. Ein Neutronenstern hätte weniger als 20 km Durchmesser.
Die Erde verliert keine Masse und damit auch keine Anziehungskraft.
Natürlich hat unsere Sonne genug Masse, um zusammenzufallen. Diesem "Zusammenfallen" wirkt allerdings der Strahlungsdruck aus ihrem Kern entgegen.