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Für spektroskopische Untersuchungen sehr gebräuchliche Geräte sind Gitterspektrometer. In diesen Apparaten wird das Licht nicht durch ein Prisma, sondern mit Hilfe eines Beugungsgitters gestreut. Das Beugungsgitter wurde von dem deutschen Physiker Joseph von Fraunhofer zu Beginn des 19. Jahrhunderts erfunden. Fraunhofer setzte seine Erfindung in selbst konstruierten Gitterspektralapparaten ein. In den heute üblichen Geräten besteht das Gitter häu ...
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Unter dem Doppler-Effekt versteht man die scheinbare Veränderung in der Wellenlänge oder Frequenz einer elektromagnetischen Schwingung oder einer anderen Wellenerscheinung wie zum Beispiel Schallwellen, wenn sich die Quelle der Wellen sich dem Beobachter nähert oder sich von ihm entfernt. Nähert sich die Quelle dem Beobachter, so steigt die Zahl der empfangenen Wellenberge und Wellentäler pro Sekunde (also die Frequenz) an, entsprechend wird di ...
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Ein schwarzes Loch entsteht beim Ableben eines Sternes mit einer Masse > 3 Sonnenmassen. Im normalen Zustand besteht ein Gleichgewicht zwischen der Eigengravitation und dem Innendruck (thermischer Druck, den die heißen Teilchen im Inneren auf die äußeren, kälteren Teilchen ausüben). Ist der Brennstoff (H) verbraucht erkalten die inneren Teilchen und der Druck nimmt ab. Dadurch gewinnt die nach innen wirkende Gravitationskraft die Oberhand und d ...
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Ein Schwarzes Loch ist ein hypothetischer Himmelskörper, der von einer kugelförmigen Grenze umgeben ist, die als Ereignishorizont bezeichnet wird. Er hat eine Fluchtgeschwindigkeit (jene Geschwindigkeit, die ein Körper aufbringen muss um, dass Gravitationsfeld eines anderen Objekts zu überwinden), die größer ist als die Lichtgeschwindigkeit. Laut der Allgemeinen Relativitätstheorie kann kein Körper sich mit v>c bewegen. Daraus folgt, dass nicht ...
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Es ist unsichtbar, da auch das Licht das schwarze Loch nicht mehr verlassen kann. Schwarze Löcher sind deshalb nur indirekt nachweisbar und daher können über ihre Eigenschaften nur Vermutungen angestellt werden. Diese sind allerdings theoretisch sehr gut begründet. Man nimmt an, dass sie weitgehend mit der Wirklichkeit übereinstimmen. Ein schwarzes Loch ist im eigentlichen Sinn kein Körper. Es ist mehr oder weniger ein leerer Raum in dem sich e ...
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Durch den Schwarzschildradius wird das Wirkungsfeld, die räumliche Begrenzung, eines Schwarzen Lochs angegeben.
Herleitung: Die Formel für die Energie an der Oberfläche eines Körpers lautet: . Die Energie bleibt während der Bewegung konstant, daher gilt: oder nach v² aufgelöst . Diese Geschwindigkeit heißt Fluchtgeschwindigkeit oder 2. kosmische Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit v ist noch durch die Lichtgeschwindigkeit c zu ersetzen. ...
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Man kann die Vorgänge im Universum, speziell das Phänomen der \"Schwarzen Löcher\" nur verstehen, wenn man sich Modelle schafft, die einen Bezug zu Dingen auf unserer Erde haben. Menschen begreifen Dinge nämlich besser, wenn sie wahrnehmbar, be\"greif\"bar sind. Ein todesmutiger Astronaut begibt sich also in die Nähe eines Schwarzen Loches. Er wird wahrscheinlich sofort von der Gravitation ergriffen und \"angesaugt\" , wobei die Kräfte untersch ...
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Da Schwarze Löcher weder strahlen, noch Licht und Radiowellen reflektieren, kann man nur indirekt auf ihre Existenz schließen. Dennoch gibt es Möglichkeiten festzustellen, ob es tatsächlich Schwarze Löcher gibt. Es existieren Doppelsternsysteme, in denen der eine Partner ein schwarzes Loch ist. Hierbei kann hin und wieder Materie vom einem Stern an das schwarze Loch abgegeben werden. Dabei wird ein enormes Röntgenlicht erzeug. Allerdings fallen ...
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Dies ist ein sehr umstrittenes Problem. Es ist eine noch nicht geklärte Frage ob und wie sich ein schwarzes Loch auflösen kann. Der erste, der ein mögliches Ende eines schwarzen Lochs entdeckte, war Steven Hawking. Er stellte eine Theorie auf, dass ein schwarzes Loch masselose Teilchen (17% Photonen, 2% Gravitonen und 81% Neutrinos) produziert und sie mittels Wärmestrahlung abstrahlt. Diese abgestrahlte Energie lässt sich in Masse umrechnen (E= ...
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Neueste Messungen des Weltraumteleskops \"Hubble\" legen die Existenz von Schwarzen Löchern in nahezu jeder Galaxis des Universums nahe. Eines dieser sonderbaren Objekte soll nach Berechnungen von Astronomen im Zentrum einer Galaxis im Sternbild Jungfrau sein. Vorläufige Untersuchungen haben ergeben, dass in 14 von 15 weiteren Galaxienkernen Schwarze Löcher sitzen. Die Entdeckungen seien bisher die stärksten Hinweise auf eine allgemein akzeptiert ...
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US-Wissenschaftler sind von ihrer Annahme von Schwarzen Löchern in fast allen anderen Galaxienzentren überzeugt. Für Doug Richstone von der University of Michigan, dem Leiter der Teams, könnten die Schwarzen Löcher die Überreste von sogenannten Quasaren sein. Das sind unvorstellbar helle Körper, die vor allem in der Anfangszeit des Universums vorhanden waren. Die bisher untersuchten Quasare sind die ältesten und am weitesten entfernten Objekte im ...
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Schwarze Löcher können nicht direkt beobachtet werden - auch nicht vom scharfsichtigen Teleskop \"Hubble\". Die Forscher analysieren statt dessen die Bewegung von Sternen, die nahe um die Zentren der Galaxien kreisen. In einer Entfernung von 50 Millionen Lichtjahren wirbeln die Sterne und extrem heiße Materie um die Mitte einer Galaxie - angetrieben von einer mächtigen Anziehungskraft. Gase erreichen fast Lichtgeschwindigkeit und erhitzen sich da ...
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Quasare sind nach Angaben von Tremane in ihrer Lebenszeit begrenzt, aber Schwarze Löcher überdauern die Ewigkeit. Obwohl sie auf Materie der Umgebung einen riesigen "Appetit" hätten - wegen der Größe der Galaxien verschluckten sie nur etwa ein Prozent der Masse. Von dieser Masse wiederum verschwinden 99 Prozent hinter dem sogenannten Ereignishorizont des Schwarzen Lochs. Das ist der Punkt ohne Wiederkehr, den auch Licht nicht mehr verlassen kann. ...
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Tatsächlich ist ein Wurmloch eine besondere Form eines Schwarzen Loches. Einstein und Rosen zeigten die Endform der Raumkrümmung in einem Schwarzen Loch. Zu Ihrer Überraschung öffnete sich das Diagramm wieder und verband den Raum mit einem anderen Paralleluniversum. Weitere Überlegungen zeigten, dass unter bestimmten Umständen der Ausgang eines solchen schwarzen Loches nicht in ein Paralleluniversum enden muss, sondern auch im eigenen Universum e ...
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In den letzten Jahrzehnten des 19. Jahrhunderts sah man im Äther, der den gesamten Raum erfüllen sollte, eines der wichtigsten Konzepte der Physik. Man versuchte die Bewegung der Erde durch den absoluten Raum experimentell zu bestimmen. Da sich die der Erde mit einer Geschwindigkeit von 30km/s um die Sonne bewegt, konnte man ja wohl auch annehmen, dass sich die Erde auch gegenüber dem Äther nicht in Ruhe befindet. Es wurden viele Experimente erd ...
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Licht ist eine Welle, die sich im Äther mit c=300.000km/s ausbreitet. Bewegt sich die Erde mit der Geschwindigkeit v durch den Äther, so sollte das Licht in einer Richtung der Erdbewegung entgegeneilen, während es in der Gegenrichtung mit der Erde mitläuft. Die auf der Erde gemessene Lichtgeschwindigkeit beträgt daher c+v bzw. c-v.
Diese Unterschiede in der Lichtgeschwindigkeit wollte Michelson zur Bestimmung der Erdbewegung folgendermaßen ausn ...
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Laut Albert Einstein sollen bewegte Uhren langsamer gehen als ruhende Uhren. Dies wollen wir an folgendem Beispiel demonstrieren:
Die beiden Uhren A und B ruhen relativ zueinander und sind synchronisiert. Die Uhr C bewegt sich mit der Geschwindigkeit v= c an A und B vorbei. Die Zeitangabe t der Uhr C wird beim Passieren der Anzeige tr verglichen. Befindet sich C unter A, so zeigen alle Uhren Null. Bis C zu B gelangt, läuft in den Uhren A und ...
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Wir nehmen zwei Zwillinge an, von denen einer auf der Erde bleibt, der andere mit hoher Geschwindigkeit in einem Raumschiff zu einem Stern reist. Nach dem Erreichen des Sterns kehrt er um und fliegt zurück. Für den Zwilling auf der Erde ist die Uhr seines Bruders sowohl beim Hin- als auch beim Rückflug nachgegangen. Dies gilt umgekehrt jedoch nicht für den Raumfahrer.
Erklärung:
Wie bereits festgestellt, ist die Zeitdillatation ein symmetris ...
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Im Sprachgebrauch gilt es als selbstverständlich, dass folgende Aussage sinnvoll ist: "Ein Ereignis an der Stelle A und ein Ereignis an der Stelle B finden gleichzeitig statt." Für den messenden Beobachter ist diese Aussage jedoch ohne Sinn, da er diese Aussage nicht überprüfen kann. Das folgende Beispiel zeigt, dass nicht nur die Zeit, sondern auch, dass die Gleichzeitigkeit keine absolute Gültigkeit besitzt.
Ein Zug bewegt sich mit einer besti ...
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Einstein warf in seinen Theorien auch das Konzept der absoluten Länge über den Haufen. Es passte nicht in seine neue relativistische Welt, in der sowohl Zeit als auch Entfernung bzw. Länge gleichermaßen unbeständig sind. Es blieb natürlich nicht aus, dass diese Theorien zu einigen erstaunlichen Schlussfolgerungen über die Auswirkung relativistischer Geschwindigkeiten führten. Die Frage, wie man die Länge eines Körpers misst, erscheint zunächst ...
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