Ursache für die kosmische Erwärmung ein Perpetuum mobile?

[Götz Kiesling]

Eine der ältesten Fragen der Wissenschaft ist wohl die Frage nach einem Perpetuum Mobile. Kann es so etwas tatsächlich geben? Die Schul-wissenschaft sagt dazu eindeutig nein. Es gibt aber am Sternenhimmel leuchtende Objekte die deutlich schwerer sind als der Jupiter und daher Wärme und Licht abstrahlen, ohne dass diese Energie durch Fusion erzeugt worden wäre. Überhaupt ist die Erwärmung von stellaren Massen ohnehin anfangs nur auf den gravitätischen Massedruck zurückzuführen, ohne den es nicht zu Fusionsvorgängen kommen könnte. Woher stammt aber die Energie für die Erwärmung von stellaren Objekten? Gravitation, logisch, aber wie kann sich durch Massedruck eine Masse erwärmen? Das müsste logischerweise an den Elektronenschalen der Atome des Masseobjektes liegen, da diese bei Druck aneinandergepresst werden. Dadurch stoßen sich die Elektronen der Atome gegenseitig ab, wodurch sich eine Schwingung auf die Atommasse überträgt.
Machen wir für die Erwärmung von stellaren Objekten also magnetische Felder, Elektromagnetismus und bewegte Ladungsträger verantwortlich, da die abstoßenden Kräfte durch die bewegten Ladungsträger in den Elektronenhüllen der Atome nicht kontinuierlich gleich stark sein können. Das Resultat ist eine Erwärmung der Massen der stellaren Objekte durch Gravitation. Wird dabei Masse in Energie umgewandelt? Das wäre in diesem Fall nur dann so, wenn zur Erzeugung von Gravitation oder Magnetismus Masse umgewandelt werden müsste, was aber wohl nicht so ist.
Daher kommt es, dass es Objekte am Sternenhimmel gibt, die mangels Masse zwar keine Fusion erzeugen, jedoch seit Milliarden von Jahren Licht und Wärme, sprich Energie abstrahlen. Also gibt es doch Perpetua mobilia in unserem Universum, oder etwa nicht?

Bei Antworten oder Beiträgen zu meinem Beitrag bitte nicht am Thema vorbeischreiben und argumentativ mit geeigneten Gegenargumenten agieren, ok? Im Voraus vielen Dank.

MfG Götz Kiesling

[Geku]

Die Idee eines Perpetuum Mobile, also einer Maschine, die ohne Energiezufuhr unendlich lange Arbeit verrichten kann, widerspricht den grundlegenden Gesetzen der Thermodynamik. Konkret sind dies der Erste und Zweite Hauptsatz der Thermodynamik, welche besagen, dass Energie nicht aus dem Nichts erschaffen werden kann und dass die Entropie in einem abgeschlossenen System nicht abnimmt.

Bezüglich der Erwärmung stellarer Objekte können die betreffenden Phänomene durch bekannte physikalische Prozesse erklärt werden, ohne dass dabei auf die Idee eines Perpetuum Mobile zurückgegriffen werden muss. Insbesondere die thermische Strahlung und die Energieabstrahlung von Objekten, die schwerer als Jupiter sind, aber keine Fusion durchlaufen, lassen sich durch gravitative Kontraktion erklären.

Die Kompression der Materie in einem stellaren Objekt führt zu einer Erhöhung des Drucks und der Temperatur im Inneren. (Temperatur = Bewegung) Die Atome und ihre Elektronen werden dichter gepackt und interagieren stärker, was zur Wärmeentwicklung beiträgt. Irgendwann kommt dieser Prozess zum Stillstand. Der Himmelskörper kühlt immer mehr ab, bis sich ein Gleichgewicht mit der Umgebung einstellt. Daher liegt kein Perpetuum Mobile.

[Götz Kiesling]

Das sind reine Behauptungen, nicht im Detail erklärt. Wenn die Objekte seit Milliarden von Jahren Energie abgeben, können sie sich nicht abkühlen.

Zitat: Die Atome und ihre Elektronen werden dichter gepackt und interagieren stärker, was zur Wärmeentwicklung beiträgt.

Genau das habe ich gesagt, allerdings nicht behauptet, das dies ein bloßer Beitrag sei sondern die Ursache für die Erwärmung. Nämlich die Schwingung der Elektronen, die sich aus der Elektronenbewegung in der Elektronenschale ergibt. Gravitation plus Bewegung der Elektronen in den Elektronenhüllen ist Erwärmung. Wie sollen sich solche, unter Druck stehenden Massen, dann abkühlen? Das könnte höchstens dann der Fall sein, wenn die Bewegung der Elektronen in der Elektronenschale der Kerne abnimmt oder zum Stillstand kommt, was sicherlich nicht der Fal ist, da die Elektronen sonst in die Kerne stürzen müssten, was bei masseärmeren Objekten nicht der Fall sein kann.
Deshalb kühlen sich kosmische Objekte auch nach Milliarden von Jahren nicht ab obwohl sie über diesen Zeitraum sehr viel Energie abgeben.

[Geku]

Wenn z.B. Gas zusammengedrückt wird, entsteht Wärme. Diese gibt es durch Konvektion und Strahlung an die Umgebung ab. Das lässt sich nicht verhindern. Wenn die Drucksteigerung aufhört, hört auch die Wärmeproduktion auf.

Wenn das Gas expandiert, wird es wieder kalt. Das wird durch die wärmere Umgebung wieder ausgeglichen.

Große Himmelskörper halten Wärmeenergie sehr lange, weil sie eine große Masse haben. Je größer ein Himmelskörper ist, desto länger hält er die Wärmeenergie. Die Fläche, die Wärme abstrahlt, ist zum Quadrat so groß wie der Durchmesser des Himmelskörper, aber die Masse nimmt zur dritten Potenz zu.

Über sehr lange Zeiträume hinweg nähert sich die Temperatur des Objekts asymptotisch der Umgebungstemperatur. In den meisten Fällen wird dies eine sehr niedrige Temperatur sein, nahe dem absoluten Nullpunkt, insbesondere im interstellaren Raum.

[Götz Kiesling]

In einem kosmischen Objekt von der Größe der Erde kann die Materie nicht mehr expandieren, da das durch die Gravittion verhindert wird. Das bedeutet, dass die Materie in dem zusammengepressten Zustand verbleibt. Die Materie könnte sich nur dann abkühlen, wenn die Ursache für die Wärmeentwicklung beseitige werden würde. Das wäre genau dann der Fall, wenn die Bewegung der Elektronen in ihren Hüllen nachlassen würde, die magnetische Feldstärke abnähme, die Elektrtonen ortsbeständig werden würden oder die Gravitationskraft schwächer werden würde. Sofern die Ursache für die Erwärmung der Materie fortbesteht, besteht auch die Erwärmung fort. Es gibt also keinen vernünftigen Grund, weshalb die Materie bei unveränderten Bedingungen abkühlen würde. Und das hat mit der abgegebenen Energiemenge erst einmal nichts zu tun. Es geht dabei im Wesentlichen um Fließgleichgewichte. Die Gravitatiuon wirkt auf alle Fälle der Masseexpansion durch Wärmeentwicklung entgegen, weshalb keine völlige Abkühlung des Objektes durch ausgedehntere Expansion erfolgen kann!

[Ich]

Zitat von Götz Kiesling

Das sind reine Behauptungen, nicht im Detail erklärt.

So geht das nicht. Die reinen Behauptungen bezüglich Perpetua Mobilia sind von dir, die Belegpflicht liegt also bei dir.

Zur Erläuterung: Logische Fehlschlüsse wie "Wenn die Objekte seit Milliarden von Jahren Energie abgeben, können sie sich nicht abkühlen." taugen nicht als Beleg. Ebensowenig die offensichtich unwahre Behauptung, dass bei Abkühlung Elektronen in die Kerne stürzen müssten.

Der Prozess heißt Kelvin-Helmholtz Mechanismus und ist schon lange bekannt. Zitat:

Zitat von Wikipedia

Jupiter radiates more heat than it receives through solar radiation, due to the Kelvin–Helmholtz mechanism within its contracting interior. This process causes Jupiter to shrink by about 1 mm per year. At the time of its formation, Jupiter was hotter and was about twice its current diameter.

Und ja, es wird Masse umgewandelt. Gravitative Bindungsenergie verringert die Masse eines Körpers.

Das ist der Stand des Wissens, mit dem du dich auseinandersetzen musst.

Wenn du der Meinung bist, dass die Physik da irrt, hast du das zu belegen. Und zwar im Unterforum "Jenseits der Standardphysik".
-Ich-

[Geku]

Zitat von Götz Kiesling

In einem kosmischen Objekt von der Größe der Erde kann die Materie nicht mehr expandieren, da das durch die Gravittion verhindert wird. Das bedeutet, dass die Materie in dem zusammengepressten Zustand verbleibt. Die Materie könnte sich nur dann abkühlen, wenn die Ursache für die Wärmeentwicklung beseitige werden würde. Das wäre genau dann der Fall, wenn die Bewegung der Elektronen in ihren Hüllen nachlassen würde, die magnetische Feldstärke abnähme, die Elektrtonen ortsbeständig werden würden oder die Gravitationskraft schwächer werden würde. Sofern die Ursache für die Erwärmung der Materie fortbesteht, besteht auch die Erwärmung fort. Es gibt also keinen vernünftigen Grund, weshalb die Materie bei unveränderten Bedingungen abkühlen würde. Und das hat mit der abgegebenen Energiemenge erst einmal nichts zu tun. Es geht dabei im Wesentlichen um Fließgleichgewichte. Die Gravitatiuon wirkt auf alle Fälle der Masseexpansion durch Wärmeentwicklung entgegen, weshalb keine völlige Abkühlung des Objektes durch ausgedehntere Expansion erfolgen kann!

Die Aussage enthält einige Missverständnisse bezüglich der physikalischen Prozesse, die in einem kosmischen Objekt von der Größe eines Planeten stattfinden, insbesondere in Bezug auf die Energieabstrahlung und das thermodynamische Gleichgewicht:

1. Die Gravitation verhindert zwar die Expansion der Materie, aber das bedeutet nicht, dass das Objekt seine Wärme nicht abstrahlen und abkühlen kann. Auch in einem kompakten Zustand kann das Objekt weiterhin Energie abstrahlen.
   
   
2. Ein Objekt im Weltraum verliert kontinuierlich Energie durch Strahlung. Die abgegebene Energie führt zu einer Abnahme der inneren Energie und somit zur Abkühlung des Objekts. Das thermodynamische Gleichgewicht bedeutet nicht, dass das Objekt keine Energie verliert, sondern dass es einen stabilen Zustand erreicht, in dem die Temperatur sinkt, bis ein Gleichgewicht mit der Umgebung erreicht wird.
   
   
3. Ein Fließgleichgewicht bedeutet, dass die Energie, die im Inneren erzeugt wird (z.B. durch gravitative Kontraktion), und die Energie, die nach außen abgegeben wird (durch Strahlung), sich ausgleichen. Wenn Druck der Gravitation und Gegendruck der Elektronenhüllen sich die Waage halten, wird keine Wärme mehr erzeugt. Solange ein Objekt Energie abstrahlt, verliert es innere Energie und kühlt ab. Die Gravitation wirkt zwar der Expansion entgegen, aber sie verhindert nicht die Abkühlung durch Strahlung.
   
   
4. Langfristig wird ein Objekt, das keine Energiequelle wie Kernfusion hat, seine gesamte innere Wärme durch Strahlung verlieren und sich abkühlen. Im Weltraum wird das Objekt schließlich eine Temperatur nahe der Hintergrundstrahlung des Universums erreichen, die etwa 2,7 Kelvin beträgt.

Die Zerfallswärme radioaktiver Isotope kann ebenfalls eine Beitrag zur Energiebilanz eines Planeten leisten.

[Götz Kiesling]

Levitation contra Gravitation, eigentlich ein eigenes Thema. Das zur Erzeugung von Gravitation tatsächlich Masse umgewandelt wird ist mir völlig neu. Gravitation erzeugt durch Umwandlung von Masse Levitation, hätte ich ja nie gedacht. Das würde ja bedeuten, dass Schwarze Löcher aufgrund der Masseumwandlung zur Erzeugung von Gravitation im Laufe der Zeit immer menr an Grvitationskraft verlieren würden und somit sich die verbliebene Masse irgendwann mal aus der Grafitationsfalle befreien könnte. Die Zeit müsste demnach in schwarzen Löchern wieder beschleunigen, gravitations-/levitationsbedingt und wir hätten überhaupt nicht zu befürchten, dass unser gesamtes Universum jemals in einem riesigen Schwarzen Loch enden müsste. Sehr interesant, aber auch in der Physik gibt es verschiedene Glaubensrichtungen wie z.b. die Einsteinianer und die Borianer. Welcher physikalischen Glaubensrichtung entsprechen deine physikalischen Ansichten?

Würde Masse für die Erzeugung von Gravität umgewandelt werden müssen, würde sich das gesammte Universum sozusagen gravitätisch erleichtern. Warum Jesus über den See Genezareth wandel konnte? Levitationsbedingt, durch Masseumwandlung! Lernen sie abzunehmen wie Jesus Christus, sozusagen. Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne müsste sich demnach auch beständig ändern, weil beide Planeten zur Aufrechterhaltung ihrer Gravitationsfelder Masse umwandelnn müssten. Glaubst du, dass beide Planeten das trotz des erheblichen Unterschiedes des Zeitverlaufes in etwa proportional tun, so dass unser Sonnensystem mit seinen Planetenbahn trotzdem stabil bleibt? Hast du irgendeine plausible Erklärung für dieses überaus seltsame Gravitations-/Levitationsphänomen?

[Geku]

Zitat von Götz Kiesling

Das zur Erzeugung von Gravitation tatsächlich Masse umgewandelt wird ist mir völlig neu. Gravitation erzeugt durch Umwandlung von Masse Levitation, hätte ich ja nie gedacht. Das würde ja bedeuten, dass Schwarze Löcher aufgrund der Masseumwandlung zur Erzeugung von Gravitation im Laufe der Zeit immer menr an Grvitationskraft verlieren würden und somit sich die verbliebene Masse irgendwann mal aus der Grafitationsfalle befreien könnte.

Es gibt eine Reihe von Missverständnissen zur Gravitation.

Eines ist das Verständnis von Levitation. Levitation bezieht sich auf das Schweben eines Objekts gegen die Schwerkraft, oft durch elektromagnetische Kräfte oder andere Mechanismen. Dies hat nichts mit der Umwandlung von Masse in Energie zu tun. Levitationstechniken nutzen Kräfte, die die Gravitation aufheben oder ausgleichen, aber sie erzeugen keine Gravitation. Z.B. magnetische Kräfte bei der Magnetschwebebahn.

Das Hauptmissverständnis liegt in der Annahme, dass Gravitation eine Umwandlung von Masse erfordert. Dies ist nicht der Fall. Gravitation ist eine fundamentale Kraft, die durch die Anwesenheit von Masse und Energie entsteht und die Raumzeit krümmt. Es gibt keine Notwendigkeit, Masse kontinuierlich umzuwandeln, um Gravitation aufrechtzuerhalten.

Nochmals, die Gravitation basiert auf der Verteilung von Masse und Energie in der Raumzeit und erfordert keine Umwandlung von Masse. Die Stabilität der Umlaufbahnen und die Existenz von Schwarzen Löchern folgen den Gesetzen der allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik, ohne dass kontinuierliche Masseumwandlungen notwendig wären.