Quantenphysik Teil 1

Klassische Physik
Entwicklung der Quantenphysik
Dualismus Teilchen – Welle
Unschärferelation
Doppelspaltversuch
Superposition
Die Welt besteht aus Energie
Quarks (ab hier Teil 2)
Die Faust auf dem Tisch
Verschränkte Teilchen
Schlussfolgerung
Digitale Physik und Virtuelle Realität
Max Planck zum Wesen der Materie

Die klassische (Newtonsche) Physik

Zu Zeiten Galileos (1564-1642), Keplers (1571-1630) und Newtons (1642-1726) war die Welt noch in Ordnung. Da hat man sich gestritten, ob die Erde oder die Sonne im Mittelpunkt unseres Planetensystemes steht, ob die Planeten auf kreisförmigen oder eben elliptischen Bahnen ziehen. Ansonsten war jedoch die Welt einigermassen logisch und verständlich. Die klassische Physik ist die mechanische Physik, sie klärt Fragen wie die Hebelgesetze und Fallgeschwindigkeit. Sie wird benötigt zum Bau von Maschinen usw.. Sie ist die „handfeste“ Physik und handelt von der Welt, die wir sehen und anfassen können.

Die klassische Physik sieht unsere Welt und unser Universum wie eine riesige berechenbare Maschine. Alles ist eindeutig. Dieselbe Ursache hat immer dieselbe Wirkung. Die physikalischen Gesetze sind überall gleich im ganzen Universum. Ein Teilchen wie z.B. ein Stein mit einer Masse von 100g ist und bleibt ein Stein, er kann nicht leichter werden, er kann nur nach unten fallen, nie nach oben, und er wird sich nur durch Zufuhr einer sehr hohen Energie verflüssigen können. Wenn man den genauen Zustand jedes Teilchen des Universums in der jetzigen Sekunde kennen würde, könnte man die Zukunft des Universums eine Stunde oder 1 Woche später genau berechnen. Allerdings nur, wenn auch die Lebewesen und insbesondere der Mensch sich genau nach den Gesetzen der klassischen Physik verhalten würde, und das ist nicht sicher.

Es gibt ein par merkwürdige Ausnahmen von diesem Gesetzen: Jeder Stoff dehnt sich aus, wenn er erwärmt wird, und zieht sich zusammen, wenn er abkühlt. Nur für Wasser gilt dieses Gesetz nur zwischen 4° und 100°, es verhält sich zwischen 0° und 4° Celsius andersherum. Diese Anomalie des Wassers ist lebenswichtig für die Lebewesen: Wenn ein See abkühlt, hat das Wasser bei 4° das kleinste Volumen und sinkt an die tiefste Stelle des Sees, bei weiterer Abkühlung auf 0° steigt es wieder nach oben, und wenn es zu Eis gefriert, dann nur an der Oberfläche. Auf diese Weise können Lebewesen im Süsswasser auch im Winter überleben. Wenn Wasser sich anders verhalten würde, würde ein See von unten nach oben zufrieren und würde zu einem einzigen Eisblock, kein Fisch könnte das überleben. Es ist, als ob jemand bei der Festlegung des Temperaturverhalten des Wassers die Fische voraus geplant hätte.

Auch wenn die klassische Physik nur einen Teil unserer Welt erklären kann, bestimmt sie auch heute noch unser Weltbild und unsere Denkweise, auch in vielen Bereichen der Wissenschaft.

Entwicklung der Quantenphysik

Mit der heutigen Quantenphysik ist das anders. Die wissenschaftliche Beschreibung der kleinsten Bausteine unserer Welt mutet eher an wie Zauberei.

Den Anfang machte Max Planck 1900, als er entdeckte, dass Wärmestrahlen ihre Energie nur stückchenweise, als „Quanten“, eben quantenweise, abgeben können.

Dualismus Teilchen – Welle

Entdeckungen von Einstein und von de Broglie 1923 führten zu dem Konzept des Dualismus Teilchen/Welle, das besagt, dass jedes Teilchen (Atom, Proton, Elektron…) gleichzeitig ein winziger Körper mit einem Gewicht (Masse) ist und gleichzeitig eine elektromagnetische Welle.

Wellen

Eine Welle kann man mit den Wasserwellen vergleichen, die ein Stein erzeugt, den man ins Wasser wirft. Wasserwellen bestehen aus Bewegungen von Wassermolekülen, Schallwellen aus Bewegungen von Luft-Molekülen. Die Wellen formen Kreise und bilden bestimmte Muster. Die elektromagnetischen Wellen, zu denen auch Lichtwellen gehören, folgen denselben Prinzipien wie Wasser- und Schallwellen, bilden also Kreise und Muster. Aber die elektromagnetischen Wellen bestehen nicht aus Bewegungen von Teilchen, sondern bestehen im Nichts, im luftleeren Vakuum, sie pflanzen sich auch im Weltall fort.

Sie haben kein Gewicht und sind vollkommen immateriell. Sie sind auch nicht lokalisierbar, sie sind gleichzeitig an mehreren Orten, haben also keine exakte Lokalisation. Ein Teilchen hat indessen zu einem bestimmten Zeitpunkt eine exakte Lokalisation.

Die Theorie des Dualismus Welle/Teilchen sagt nun, dass jedes Teilchen in unserem Universum gleichzeitig eine Welle sein kann, während jede Welle in unserem Universum gleichzeitig auch ein Teilchen sein kann.

Die Theorie des Dualismus Welle/Teilchen erklärt, dass selbst die immateriellen Lichtstrahlen ein winziges Gewicht (Photonen) haben und durch Schwerkraft abgelenkt werden können. Daher kann man „schwarze Löcher“ im Weltall nicht sehen, denn sie haben eine so immense Anziehungskraft, dass selbst die Photonen der Lichtstrahlen zu schwer sind, um diese Anziehungskraft zu überwinden und ins All hinein zu strahlen.

Die Wellennatur des Lichts erklärt wiederum den Regenbogen, dass sind Muster aus den verschiedenen Wellenlängen des Lichts. Das frappierende und widersprüchliche an dieser Theorie ist, dass elektromagnetische Wellen, Lichtstrahlen oder auch Wärmewellen beides ZUGLEICH sind, lokalisierbare Teilchen mit einem Gewicht und zugleich nicht lokalisierbare Welle ohne Gewicht. Das widerspricht dem Prinzip der Eindeutigkeit in der klassischen Physik, aber es gilt für jedes Teilchen und für jedes Atom.

Unschärferelation

Und nun weiter mit den zauberhaften Aspekten der Quantenphysik: 1927 kam die Heisenbergsche Unschärferelation dazu. Bei einem Teilchen wie zum Beispiel einem Elektron ist es prinzipiell unmöglich, sowohl den genauen Ort als auch die Geschwindigkeit gleichzeitig zu bestimmen. Wird zu einem bestimmten Zeitpunkt der Ort nanometer-genau bestimmt, kann die Geschwindigkeit nicht mehr ermittelt werden und umgekehrt.

Wenn ich aber in meinem Auto in eine Radarfalle fahre und mit 65 km/h in der Stadt geblitzt werde, dann steht auf dem Bussgeldbescheid sowohl der genaue Ort als auch die genaue Geschwindigkeit (na ja, vielleicht nicht gerade auf den Nanometer genau). Warum ist das bei Elektronen nicht genauso? Das Elektron ist nicht mehr eindeutig, es wird schwammig, es entzieht sich einer exakten Bestimmung und ist nur noch statistisch erfassbar.

Doppelspaltversuch

Doppelspalt_Teilchen
Teilchen: 2 Streifen (Schrotflinte)

Das ist ein sehr bekanntes und geheimnisvolles physikalisches Experiment. Es wurde 1802 zum ersten Mal durchgeführt, um zu beweisen, dass Licht eine Welle ist. Licht wird auf eine Platte geschickt, die nur 2 schmale Spalte hat, durch die das Licht hindurchgehen kann. Wenn man so eine Doppelspaltplatte mit Teilchen bombardieren würde, z. B. mit einer Schrotflinte, dann würde man auf der anderen Seite 2 schmale Streifen von Schrotkugeln sehen, eben da, wo die Kugeln oder Teilchen aufgrund der schmalen Spalte noch hinfliegen können. Schickt man aber Licht durch diese Spalte, dann sieht man auf der anderen Seite ein Muster von vielen Streifen, weil eben das Licht aus den beiden Spalte nach den Gesetzen der Wellenausbreitung sich an bestimmten Stellen verstärkt und anderswo abschwächt, also Muster bildet. Thomas Young konnte mit diesem Experiment beweisen, dass Licht eine Welle ist, weil sich viele Streifen nach einem Muster bilden.

Doppelspalt_Wellen
Wellen: Interferenzmuster

Video zum Doppelspaltversuch

In einer modernen Modifikation des Experimentes schickte man sehr kleine Teilchen, einzelne Photonen, auf den Doppelspalt. Überraschenderweise sah man dann aber keine Streifen, sondern ein Wellenmuster. Wie kann nun ein Photon gleichzeitig durch beide Spalte fliegen und mit sich selbst ein Wellenmuster bilden?<

In einer weiteren Variante des Doppelspaltversuches hat man Messinstrumente aufgestellt, um festzustellen, durch welchen der beiden Spalte ein Teilchen gerade geflogen ist. Und Schwupps, kaum wurde tatsächlich gemessen, dann gabs auf einmal kein Wellenmuster mehr, sondern 2 Streifen wie beim Schrotflinten-Muster. Wenn nur das Messinstrument da war, die Messungen aber nicht aufgezeichnet wurden, war es wieder eine Welle. Woher kann nun das Photon wissen, dass es hinterher gemessen wird, und kann sich dann plötzlich anders verhalten? Ist es für das Photon wichtig, ob es beobachtet wird oder nicht? Verändert alleine der Wille, eine Messung durchzuführen, den Vorgang? Ist das Bewusstsein, den Vorgang messen zu wollen, stärker als die Physik? Bis heute konnte niemand dieses Rätsel vollständig klären.

Richtig rätselhaft wird die neueste Variante dieses Experimentes (1999), das „Delayed Choice Quantum Eraser Experiment“ (Quanten-Löschung durch nachträgliche Auswahl): zu dem Zeitpunkt, an dem das Elektron durch den Spalt geht, liegt noch gar nicht fest, ob es danach gemessen wird oder nicht. Trotzdem verhält sich das Elektron genauso wie oben beschrieben: wird es nicht beobachtet, entsteht das Interferenzmuster einer Welle, wird aber gemessen, durch welchen Spalt es fliegt, erzeugt es den Streifenabdruck eines Teilchens. Es ist so als ob es in die Zukunft sehen könnte bzw. als ob das Messen des Elektrons in der Zukunft sich auf die Vergangenheit auswirkt.

Es ist wie ein Versteckspiel: kaum wollen wir das Teilchen genauer betrachten, kaum wollen wir seinen Ort messen, da verschwindet es schon und wird zu einer Energiewelle. Das grosse Rätsel der Physik bleibt: warum spielt die Aufstellung eines Messinstrumentes, also die Beobachtung des Teilchens, eine so grosse Rolle? Die Beobachtung ist eine menschliche Handlung. Wenn wir Menschen – gemäss der materialistischen Ansicht des Neo-Darwinismus – lediglich eine clever programmierte und komplizierte Ansammlung von Molekülen wären, dann gäbe es für dieses Phänomen keine Möglichkeit einer Erklärung.

„QUANTEN Unsere Realität ist nicht, wie sie scheint“ Anschauliches Video über Quantenphysik, Doppelspaltversuch, Schrödinger-Gleichung und Verschränkung (50  min)

Skeptiker verteidigen die materielle Weltanschauung und versuchen, den Experimenten der Quantenphysik ihre Rätselhaftigkeit zu nehmen. Es oft zitiertes Skeptiker-Argument ist folgendes: Es gäbe eben Gesetze für die kleine Welt der Teilchen und andere für die grosse sichtbare Welt, das wäre soweit wissenschaftlich legitim. Das Geheimnis des Doppelspalt-Experimentes sei lediglich, dass durch die Tatsache der Messung der Photonen die kleine Welt mit der grossen Welt verbunden würde und daher die Gesetze der grossen Welt statt der kleinen Welt gelten müssten. – Dieses Argument ist ein verzweifelter Versuch, das althergekommen zu retten, es entbehrt aber jeder Logik. Wieso soll ein Messgerät für den Spaltdurchtritt die beiden Welten verbinden, der Detektor für die Photonen, der ja in beiden Fällen da sein muss, aber nicht? In beiden Fällen schauen wir schliesslich als Elemente der „grossen Welt“ auf die Geschehnisse in der „kleinen Welt“ und müssten dieselben Ergebnisse haben! Das Wheeler-Experiment arbeitet anstelle des Doppelspaltes mit halbdurchlässigen Spiegeln und bringt dieselben rätselhaften Ergebnisse wie das Doppelspalt-Experiment, aber es verwendet keinen zusätzlichen Detektor, sondern einen zusätzlichen halbdurchlässigen Spiegel. Nach Meinung der Skeptiker müsste dann ein einziger Spiegel die Welt des kleinen und des grossen getrennt lassen, zwei Spiegel würden aber die beiden Welten verbinden. Was für ein Unsinn!

Superposition

So klar und handfest, wie uns unsere 3-D-Welt erscheinen mag, so unklar sind die Teilchen, aus denen sie besteht. Elektronen haben einen Spin, also eine Drehrichtung, und sie können sich rechtsrum oder linksrum drehen. Dummerweise drehen sie sich aber gleichzeitig rechtsrum und linksrum. Wenn sie nicht beobachtet sind. Diese beiden Zustände (Drehrichtungen) überlagern sich, sie sind nicht festgelegt. Das nennt man „Superposition“. Erst wenn man mit irgendeiner Messvorrichtung den Spin feststellen will, dann legt sich das Elektron auf eine Richtung fest. Nur wenn man hinschaut.
In einem Blog eines Physikers folgert dieser aus Widersprüchen des Messproblems im Zusammenhang mit Superpositionszuständen und der Schrödinger-Gleichung die Existenz einer geistigen Welt.

Die Welt besteht aus Energie

Die Atome, aus denen unsere Welt besteht, sind leere Hüllen: in der Mitte ein Atomkern aus Neutronen und Protonen, darum herum eine Hülle mit einem Radius 10 000  mal so gross wie der Kern, dann die Elektronen, die nur ein 2000-stell des Kerns wiegen. Alles andere ist leer, es besteht aus Anziehungskräften und Abstossungskräften, die die Kernteile und die Atome verbinden, und aus Energiefeldern. Ich habe einmal gelesen, wenn man die Atome unserer Weltkugel ganz dicht zusammenpackt, so dass alle Protonen und Neutronen dicht an dicht liegen und zusammen mit den Elektronen verklebt sind, dann wäre unsere Erdkugel nur so gross wie ein Glasstecknadelkopf. Das gilt natürlich auch für die Moleküle, aus denen ein Mensch besteht. Im Grunde besteht er nur aus Energiefeldern. Und selbst der winzige Rest an Materie, der dann theoretisch noch zurückbleibt (Protonen, Neutronen, Elektronen) ist, wie wir jetzt wissen, ebenfalls Energie in Form einer elektromagnetischen Welle, das heisst die kleinsten Teilchen sind zugleich materielle Teilchen und zugleich Energie-Wellen. Um die Masse eines Teilchens in die Energie einer Welle zu überführen, gibt es die berühmte Gleichung E=mc². Wir bestehen also aus reiner Energie. Wir und unsere ganze Welt sind eine besondere Form von Energie, sozusagen abgebremste Wellen, wir sind „schockgefrorenes Licht“. Das ist das Konzept der modernen Physik.

David Bohm, Physiker und Philosoph (1917-1992, USA und Brasilien), drückte es so aus: „Masse stellt ein Phänomen der Verbindung von Lichtstrahlen dar, die hin und her pendeln. Sie friert diese sozusagen in ein Muster ein. Damit steht Materie für kondensiertes oder gefrorenes Licht.“

Weiter zu Teil 2 (Verschränkung, Quantenteleportation, virtuelle Wirklichkeit)

letzte Revision 15.08.2017

11 Gedanken zu „Quantenphysik Teil 1

  1. Jupiter ist der massereichsten Planeten, ist es aber nur einen Gasplanet. Es kann sich weiter von der Erde aufhalten, weil sein Volumen um mehreres größer ist.
    Die Planeten fallen in die Sonne nicht herunter, weil die von erhitzen Sonnenmassen stets abgeworfen werden. Und die fliegen aus dem Sonnensystem nicht raus, weil die von gekühlten Massen zur Sonne zurück gedrückt sind.
    Aus gleichem Grund kann unser Sonnensystem etwa weiter vom galaktischen Äquator aufhalten.

    Ob ich da recht habe, ist nicht wichtig, immerhin habe ich in meinem Leben kein einziges Elektronen gesehen.
    Hier noch einiges von mir,

    http://ich-habe-kontakt-mit-ausserirdischen.over-blog.de/article-valenzelektronen-wieso-8-123244802.html

  2. Hallo mathiaswolf,
    In einem Sonnensystem verteilen sich die Planeten nach Dichte und gesamte Masse. Die Planeten die eine höhere Dichte oder Masse erweisen liegen näher zur zentralen Sonne. Alles, was schwerer ist und gleichzeitig kleinsten Raum einnimmt (eine Kugel), fällt auch schneller runter.
    Allerdings verstehe ich einiges nicht, im Zentrum gibt es eine Sonne und manchmal drei. Die Planeten kreisen aber um eine Sonne getrennt, nicht um drei gleichzeitig.
    Ich finde, es klingt irgendwie falsch, dass die Protonen und Neutronen sich an einem Ort versammeln, und dass die Elektronen sich um den Atomkern bewegen. Immerhin besteht unsere Sonne aus einzigem Stück, und da sehe ich nichts, was sich noch einem Neutron erinnerte.
    Und noch was, es steht in Quantenphysik fest, dass die Elektronen sich um einen Atomkern bewegen. Wie sieht es dann aus in einem festen Objekt? Bewegen die Atome sich auch um welches atomaren Zentrum, oder rotieren die nur um eigener Achse?

    Unter Äther verstehe ich nur die kleinsten Teilchen, aus welchen den Mikrokosmos besteht, mit Esoterik gibt es da nichts Gemeinsames.
    Und was die jenseitigen Welten betrifft, irgendwie glaube ich an die. Es macht aber krank und suizidgefährdet, wenn man zu sehr mit denen herumspielt. Also noch einmal: Wozu die Eile? Alles zu seiner Zeit.

    1. Hallo Agni,

      Die Fallgeschwindigkeit eines Körpers ist vollkommen unabhängig von Dichte und Masse. Die massereichsten Planeten (Juppiter, Saturn) sind in der Mitte, weder nahe noch fern der Sonne. Das heutige Atommodell sagt aus, dass alles, das Wasserglas vor dir und die Sonne, nicht aus einem einzigen Stück bestehen, sondern aus sehr vielen Atomen besteht, egal ob fest – flüssig – gasförmig, die so klein sind, dass man sie nicht sehen kann.
      Im Internet, bei Google und Wikipedia, findest du zahlreiche Artikel über die Fallgesetze, über Planten und die verschiedenen Atommodelle. Das sind alles Grundlagen der klassischen Physik, das hat nichts mit Quantenphysik und dem Thema dieser Webseite zu tun (off Topic), daher werde ich diese Diskussion hier beenden. Näheres per E-Mail.

  3. Hallo mathiaswolf,
    Ich bin mit mehreren, was in Schulbücher steht, nicht einverstanden.
    So was wie reines Vakuum gibt es nirgendwo. Die Sterne werden aus interstellare Materie geboren und irgendwann gestorben. Gleich nach dem Geburt eines Sternes ist es nicht besonders groß, dann wird es etwa größer, und ab bestimmten Zeitpunkt geht es nur bergab. Die Masse von Himmelobjekten ist und bleibt also nicht gleich.
    Wieso soll es dann im Mikrokosmos nicht nach gleichen Prinzipien funktionieren.
    Es kann einfach sowas wie constante Masse eines Elektrones oder Protones nicht geben. Und damit die Atome entstehen konnten, so wie Äther muss auch unbedingt existieren.

    1. Hallo Agni,
      ich weiss nicht, woher deine Vorstellung vom Werdegang eines Sternes kommt. Er entsteht aus einer riesigen Gaswolke, die sich dann zu einer Sonne verdichtet mit Kernfusion von Wasserstoff. Falls diese eine bestimmte Ausgangsmasse hat, beginnt danach die Fusion von Helium (Supernova), und der Stern bläht sich zu einem „roten Riesen“ auf. Danach wird er zum weissen Zwerg und verglüht. Während dieser ganzen Zeit ändern sich Grösse und Dichte des Sternes enorm, die Gesamtmasse bleibt jedoch dieselbe, abzüglich der Masse, die der Stern durch Abstrahlung von Energie verloren hat. Soweit die derzeitige Theorie der Astrophysik, die auf Beobachtung von Sternen in verschiedenen Entwicklungsstadien, auf Anwendungen der Naturgesetze und Ausdehnung auf frühere und spätere Zeiten basiert. Natürlich war keiner je dabei, d. h. kein auf der Erde lebender Mensch hat je während Lebzeiten den Werdegang eines Sternes von vorne bis hinten beobachten können.
      Was meinst du mit „Äther“? Wenn du damit eine feinstoffliche Welt jenseits unseres Erfahrungshorizonts meinst, dann gebe ich dir recht. Ich glaube, dass unsere Welt massiv vom verschiedenen Wirklichkeitsebenen, aus denen das Jenseits besteht, beeinflusst wird. Darauf deuten ja die Beobachtungen der Quantenphysik und die Berichte von Nahtod-Erlebnissen und Astralreisen. Laut Sara-Modell (siehe die Seite über menschliche Medien) wird unser materielles Universum in jedem Augenblick neu geschaffen, das erklärt die Instabilität der Quarks. Aber die jenseitigen Einflüsse sind so gestaltet, dass unsere Naturgesetze zuverlässig und stabil weiterhin gelten.

  4. Hallo mathiaswolf,
    Je weiter ein Element in dem Periodensystem liegt, umso mehr energiereich es ist. Dafür gibt es eine simple Klärung. Solche Elemente wurde tausende Jahre lang enormen Kräften ausgesetzt, deshalb konnten die sich dermassen verdichten. Und wie wir alle es wissen, die Energien gehen nie einfach so verloren.
    In der Formel von Einschtein fehlt nicht die Dichte der Materie, sondern auch die Geschwindigkeit, mit welcher die sich bewegt, und eventuell noch die Form des Objektes.
    In Klitschko steckt bestimmt viel mehr Kraft, als in jemandem, wer über 150 kg wiegt. Er hat sich auch irgendwie verdichtet.

    1. Hallo Agni!
      Das mit dem Periodensystem ist im Prinzip korrekt: gemäss der Urknall-Hypothese gab es am Anfang eine riesige Menge konzentrierter reiner Energie. Diese breitete sich dann aus (Urknall?) und wandelte sich schrittweise in gasförmige Materie um, Elemente mit niedriger Ordnungszahl. Aus reiner Energie sind Protonen, Neutronen und Elektronen entstanden, Wasserstoff und Helium. Bei der Verdichtung von Gasplaneten zu festen Planeten wurden immer mehr Kernteile in grösseren Kernen zusammengebunden. Der Kern eines Eisen-Atoms hat daher zusätzlich zu seinen Protonen und Neutronen, die ja auch früher einmal aus Energie entstanden sind, eine zusätzliche Kernbindungs-Energie, was einen weiteren winzig winzigen Zuwachs seiner Masse verursacht.

      Umgekehrt wird bei der Freisetzung von Kernenergie Masse wieder in Energie zurückverwandelt. Die Sonne verliert durch die Energieabgabe in Form von Licht 4 Millionen Tonnen Masse in jeder Sekunde. Das ist für die Sonne ein Tropfen aus dem Ozean. Es ist ein Menschheitstraum, zum Beispiel einen Stein vollständig, d. h. mit all seiner chemischen Energie, Kernbindungs-Energie und Energie aus der Masse seiner Kernbestandteile, in Energie umzuwandeln und damit beispielsweise Energie für den Überseeflug eines Jumbojets zur Verfügung zu stellen. Für die Physik und für das Gesetz der Erhaltung von Energie UND Masse gibt es da keinen Widerspruch. Frag mich nicht, wie schwer dieser Stein sein müsste. Leider liegt die technische Machbarkeit in unerreichbarer Ferne. Kernkraftwerke setzen nur einen kleinen Teil dieser theoretisch verfügbaren Energie frei.

      Geschwindigkeit und Bewegung ist immer relativ zu einem Bezugssystem. Je nach gewähltem Bezugssystem und spezieller Situation muss man den Bewegungsimpuls zu der Energie auf der linken Seite der Gleichung dazu zählen. Physiker haben verschiedene Varianten für die Einstein-Formel. E=mc² ist einfach nur die Kernaussage der allgemeinen Relativitätstheorie für den Otto-Normalverbraucher auf den Punkt gebracht.

      Vergleicht man Klitschko – keine Ahnung, wie viel er wiegt – mit einem gleich schweren normalen Menschen, dann hat Klitschko natürlich wesentlich mehr biochemisch sofort verfügbare und in Muskelkraft umsetzbare Energie. Der «normale» gleich schwere Mensch hat seine Energie in Fettreserven, die er nicht oder nur mühsam in Bewegungsenergie umsetzen kann (oder will?). Nur wenn man die theoretische Gesamtenergie betrachtet, die insgesamt in der ganzen Körpermasse einschliesslich aller Atomkernbestandteile gespeichert ist, sind beide gleich. Während einem Boxkampf verliert Klitschko durch die Umsetzung von chemisch gebundener Energie aus seinen Energiereserven in Faustschläge wahrscheinlich einen winzigsten Teil, ein paar Nanogramm, seiner Körpermasse. Das bleibt theoretisch und ist nicht nachweisbar, da die Verdunstung von Schweiss und andere biochemische Vorgänge im Körper wesentlich mehr Schwankungen der Körpermasse bewirken.
      Ich hoffe, dass ich nun ein wenig mehr Klarheit zum Verständnis der Einsteinschen Formel bringen konnte.

  5. Hallo mathiaswolf,

    Vielleicht hast Du recht, denke aber nicht, dass Du daran selbst glaubst.
    Also, ich kann es mir nicht klären, aber wenn ich diese Formel vor meinen Augen sehe, muss ich unwillkürlich an Märchen „Des Kaisers neue Kleider“ denken.

    Jede Formel wird entweder mathematisch bewiesen oder mindestens experimental, sonst ist es nur einen Idiotentest.

    1. Hallo Agni,
      Die Gleichung E = mc² ist etablierte Grundlage der Physik. Sie wurde mathematisch 1905 von Einstein hergeleitet aus Naturgesetzen und der Beobachtung, dass die Lichtgeschwindigkeit immer konstant ist, egal, wie schnell man sich selbst bewegt. Sie wurde 1932 zum ersten Mal bei einer Kernreaktion experimentell bestätigt uns ist Grundlage vieler Berechnungen in der Kernphysik und Astrophysik.

      Wenn Uran in mehrere Bruchstücke gespalten wird, verliert es 0.1 % seiner Masse, diese wird in Energie umgewandelt – so habe ich es in Wikipedia gelesen. Die Umwandlung der GESAMTEN Masse eines Teilchens in Energie allerdings findet nur im Kernforschungszentrum in ganz kleinem Rahmen, nämlich bei einzelnen Kernteilchen (zum Beispiel Elektronen) statt, und zwar beim Zusammenstoss eines Teilchens mit seinem Antiteilchen, kann aber alles experimentell gemessen werden. Warum sollte man das nicht glauben?

      Masse und Energie sind sozusagen zwei Zustandsformen derselben (hypothetischen) «Ursubstanz», so wie Eis und Wasserdampf zwei Zustandsformen desselben Wassers H2O sind. Nur ist es natürlich leichter, einen Eisklotz auf dem Herd in Wasserdampf zu verwandeln, als 1kg Masse in Energie. Keine Angst, die Masse der Materie, die uns im Alltag umgibt, wird uns zu 99,99% erhalten bleiben.

      Seit Einstein gibt es kein Gesetz von der «Erhaltung der Energie» mehr, sondern das Gesetz von der „Erhaltung der MASSE UND ENERGIE“ – so habe ich das im Physikunterricht gelernt. Wenn ich auf meiner Webseite schreibe, die Materie sei „sozusagen eine Art schockgefrorener Lichtwellen“, dann ist das natürlich eine symbolische bildhafte Interpretation dieses Zusammenhangs. Bis zu diesem Punkt, dem Punkt der Äquivalenz von Masse und Energie, sind sich jedoch der wissenschaftliche Physiker, der Jenseitsforscher und der Esoteriker noch einig.

      Wo genau liegt dein Problem? Ist es nur die Formel E = mc²? Oder sind es die anderen viel schwerer zu verstehenden physikalischen Entdeckungen wie zum Beispiel Dualismus Teilchen – Welle, Doppelspaltversuch oder Superposition, die aber ebenfalls allgemein wissenschaftlich anerkannte Tatsachen der Physik sind? Auch hier sind sich ja der Physiker, der Jenseitsforscher und der Esoteriker einig. Das Problem beginnt erst bei der INTERPRETATION dieser Phänomene.

  6. Hallo Agni,
    Wenn du Holz verbrennst, wandelst du nur die chemische Bindungs-Energie in Wärme um. Der Hauptteil der Holzmasse bleibt erhalten in Form von Asche. Selbst das Plutonium wandelt sich bei der Kernspaltung nur zu einem kleinen Teil in Energie um, es verbleibt Barium und Strontium. Das «C», die Lichtgeschwindigkeit, ist zwar nur eine Konstante, aber eine sehr grosse: im Quadrat sind das 90 Billiarden m² pro Sekunde². Wenn du also 1 kg Holz vollständig in Energie umwandeln würdest, d. h. jedes einzelne Proton und jedes einzelne Neutron in einen Beta-oder Gammastrahl, dann würdest du eine unvorstellbar grosse Energie freisetzen. Das hat bisher technisch noch niemand geschafft.

  7. n die Formel E=mc² kann man „c“ ruhig weg lassen, da wo es sowieo keiner Rolle spielt, ob es drinnen ist oder nicht.
    Es gibt ebenso etwas, was ich nicht verstehen kann, wie kann ein Kilo Holz gleicher Energie aufbringen wie ein Kilo von Plutoniumbombe?
    Also, enweder stimmt etwas mit mir nicht oder mit dieser weltberümter Gleichung.

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