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Frage der Woche

 

Heute geht es in die Physik – die Frage ist aber nicht physikalischer Natur, sondern wissenschaftsgeschichtlich.

Die oben stehende Formel beschreibt den Schwarzschild-Radius.

Kurz gesagt wird mit dem Schwarzschild-Radius der Radius, auf den man eine kugelförmige Masse „komprimieren“ muss, damit sie zum Schwarzen Loch wird, beschrieben..
Unsere Sonne müssten wir z.B. auf einen Radius von ca. 3km „zusammendrücken“, dann wird ihre Gravitation so gross, dass ihr nichts mehr entfliehen kann. Nicht einmal mehr Licht kann weg (die nötige Fluchtgeschwindigkeit wird grösser als die Lichtgeschwindigkeit). Die Sonnenmasse auf einem Radius von 3 km wäre dann eben ein Schwarzes Loch.
Verwirrt? Gut so, denn die Frage dreht sich nur um den Namen des besagten, in Englisch auch „gravitational radius“ genannten, Phänomens und es darf gerne auch einfach geraten werden.

Warum heisst der“gravitational radius“ausgerechnet Schwarzschild-Radius?

 

  1. Es geht um Schwarze Löcher, daher heisst er so.
  2. Ein Schwarzes Loch stellte sich Einstein wegen der starken Raum-Zeitkrümmung, die es verursacht, als „Schwarzes Schild“ vor.
  3. Schwarzschild hiess der Physiker, der dies als erster berechnete.
  4. Das Universum könnte als Ganzes ein Schwarzes Loch sein, daher ist es eine Formel, die uns schwarz sehen lässt.

Bonusfrage:
Wir lasen oben, dass die Sonnenmasse in einer Kugel von 3 km Radius zum Schwarzen Loch wird – was schätzt Du, auf welchen Radius müssen wir die Erdmasse „komprimieren“? Tipp – es ist unglaublich klein.

Auflösung

3. ist richtig:
Karl Schwarzschild (1873 geboren) errechnete 1916 als erster den gravitationalen Radius eines Sterns – eben, den Radius, der ihn zum schwarzen Loch machen würde. Ja, den Stern, nicht Karl.

4. Hat auch was – es gibt Theorien und Berechnungen, dass das Universum ein Schwarzes Loch sein könnte. Aber eben, die haben nichts direkt mit Karl Schwarzschild zu tun , da sie viel neuer sind. Und wir müssen auch nicht schwarz sehen deswegen, weil es auf unsere Daseinsebene und unseren Zeithorizont keinen Einfluss hat – wir haben genug andere Probleme (siehe dazu auch Schwierigkeiten der Ontologie – das Drei-Ebenenproblem).

Bonusfrage:
Die Erde wäre ab 8.8 mm ein Schwarzes Loch!

 

Schwierigkeiten der Ontologie – das Drei-Ebenenproblem

Befasst man sich mit der Beschaffenheit der Dinge, gelangt man immer wieder zum Problem, das ich das „Drei-Ebenenproblem“ nennen möchte.

Beschreibt man Phänomene, Prozesse sowie die Beschaffenheit der Welt an sich, merkt man schnell mal, dass es stark von der Ebene, auf die man sich bezieht, abhängt, was sinnvoll ist. Analoges wird man konstatieren, wenn man sich überlegt wie man handeln könnte oder sollte. Sinnvollerweise kann man drei Ebenen unterscheiden. Diese können in etwa so umrissen werden:

  1. Makroebene –> Sonnensystem, interstellare Dimension, Galaxie, Galaxienhaufen, Kosmos/ Universum, Multiversum (?) — Distanzen von Millionen von Kilometern (z.B. Erde-Sonne = 150 Mio. km (entspricht einer astronomischen Einheit)) bis hin zu Millionen und Milliarden von Lichtjahren — Zeitdimensionen „kosmischer Art“ (Millionen und Milliarden von Jahren)
  1. Mesoebene –> Erde, Biosphären, sämtliche Lebewesen aller Grössendimensionen — Tausende von Kilometern bis zur Ebene der Moleküle — Millionen Jahre bis zu Sekundenbruchteilen — Welt der Newtonschen-Physik
  1. Mikroebene –> Welt der Atome, subatomaren Teilchen (Quarks) etc.; quantenmechanische Ebene bis hin zu den physikalisch allerkleinsten Längen und Zeiten, bei denen das Konzept der Kausalität Sinn macht („Plankwelt“)

Die Vorgänge in resp. die Beschreibungskonzepte der einen Ebene haben für unseren Geist zur Zeit wenig mit denen der anderen Ebenen zu tun. Dies muss man sich immer bewusst sein, sonst gibt es ein verwirrendes Durcheinander in Beschreibung und Verständnis. Insbesondere das, was wir bisher von der Mikroebene wissen (oder zu wissen glauben), gehorcht einer anderen Logik (Quantenphysik, Rolle des Zufalls etc.) als wie wir die Vorgänge in den beiden anderen Ebenen verstehen und erklären. Jedenfalls fehlen uns noch vereinende Konzepte und es ist einfacher zu versuchen, die Dinge bewusst getrennt zu analysieren (natürlich im Wissen, dass dies eine pragmatische Trennung zwecks einfacherem Verstehen und Erklären ist und die Dinge in der realen Welt verbunden sind).

Auch die Rolle, die wir als bewusst handelnde Wesen uns geben können, unterscheidet sich je nach Bezugsebene:

  1. Makroebene –> staunen, sich glücklich schätzen als sich selbst wahrnehmendes Wesen den Kosmos immer besser verstehen zu können und Teil davon zu sein. Akzeptieren, dass auf so grossen Zeit– und Raumdimensionen wir völlig bedeutungslos sind (und sie sind rational kaum fassbar, man gewöhnt sich an die Zahlen, ohne eigentlich zu durchdringen, wie unfassbar gross (schon nur unsere Nachbargalaxie Andromeda ist unglaubliche 2.5 Mio. Lichtjahre entfernt) und alt das Universum ist). So haben wir keinerlei Einfluss auf die Abläufe dieses menschlich gesehen „kalten“, leeren, extrem grossen und alten und moral-losen Universums. Es gilt, das einzugestehen, unseren Platz gelassen zu akzeptieren, ohne deswegen fatalistisch zu werden für die Mesoebene (ja, die Sonne wird sich ausdehnen, ihre Hüllen abwerfen und alles Leben auf der Erde zerstören- doch das ist erst in mehreren Milliarden von Jahren der Fall, was auf unserer Zeitskala als Menschen eine Ewigkeit und daher für uns vorläufig noch lange Zeit völlig unrelevant ist). Und, das Universum ist ein unwirtlicher Ort, unsere Erde eine geradezu paradiesische Insel in lebensfeindlicher Umgebung – müssen wir nicht gerade vor dem Hintergrund dieses Wissen aus der Makrosphäre, die Mesosphäre um so mehr schätzen? Mit jedem mehr an Kenntnis über das Universum wurde die Besonderheit unserer Lebenswelt bewusster ins Licht gerückt.
  2. Mesoebene –> hier gilt es genau zu verstehen, damit wir als Menschheit handeln können, denn nur hier können wir genau beschreiben, verstehen, erklären. Und nur hier können wir umfassend, gar empatisch, handeln. Wo sonst haben wir einerseits Einfluss und echten Handlungsspielraum? Und wo andererseits sehen wir als empathische Wesen Leiden, das wir minimieren können und sollen? Auch wenn das aus Sicht 1. und 3. absurd erscheinen mag: Aktives Gestalten und Teilnahme an der Mit- und Umwelt begründet sich aus dieser Ebene selber (dazu dann andere Texte).
  3. Mikroebene –> hier schulden wir es unserer Neugierde, das Wissen voranzutreiben: Was hält die Welt im Innersten zusammen? Hier liegt auch ein Schlüssel zum Verständnis der Prozesse der Makroebene, denn die Vorgänge der Mikrowelt sind die Ursache vieler Phänomene in der Makrowelt (man denke nur schon an die Entstehung des Universums). Somit gilt hier ähnliches wie da: Neugieriges Staunen, Dankbarkeit für Teilhabe. Aber hier können wir nicht alles verstehen und es ist ein Fehler, das zu wollen, da die Welt im Innersten sehr wahrscheinlich nicht so aufgebaut ist, dass ein Wesen, das einen in der Mesowelt geformten Wahrnehmungs- und Denkapparat hat, es wirklich verstehen und erklären kann (Superposition und Verschränkung stehen in Widerspruch mit der menschlichen Intuition: Gott würfelt doch!). Dennoch bereichert uns die Erweiterung der Erkenntnisse und zeigt, wie auch Ebene 1, dass wir als Wesen der Mesowelt, nicht der Nabel des ganzen Universums sind. Pragmatiker könnten noch anführen, dass wir durch den Wissenszuwachs in der Mirkowelt auch den einen oder anderen Nutzen für die Mesowelt ziehen – für mich nicht primär wichtig, denn all zu oft werden wir die Geister, die wir riefen, dann nicht mehr los. Im kleinen schlummern teils immense Kräfte, denken wir nur an die Atomspaltung. Das ist aber ein Thema für einen eigenen Text.

 

Fazit:

Ich finde, dass es eine der grossen kognitiven Leistungen ist, wenn man sich der drei Ebenen bewusst ist und akzeptiert, dass es im Moment (noch) keine belastbare Theorie gibt (Stringtheorie empirisch noch nicht überprüfbar), die erlaubt, sie als Einheit zu behandeln. 

Das ist aus der Perspektive des handelnden Subjektes auch nicht nötig, denn das Befassen mit jeder Ebene macht an und für sich Freude und bereichert das Leben. Und Handeln können und sollen wir eh primär in unserer Lebenswelt und nicht unsere Energie in überhöhte Träume stecken, die unrealistisch sind oder deren Realisation gar unvorhergesehene, unkontrollierbare negative Effekte haben kann.