Was hat es mit dem Vakuum auf sich, daß ist doch nicht so "leer" wie Wissen-?

Ohhh, da müssen einige aber noch was über Relativitätstheorie und Quantenmechanik lernen ;-)

Ich nehme mal, der Fragenverfasser hat im Internet irgendwelche Maschinchen gefunden, die "aus dem Vakuum" Energie zu gewinnen behaupten. Dabei ist direkt auch immer von einer mysteriösen "Vakuumenergie" die Rede, die das Ganze antreiben soll. Verbunden damit auch häufiger gerne Verschwörungstheorien der zugehörigen Wissenschaftler (die für ihre Projekte übrigens keine Forschungsgelder bekommen, aus gutem Grund).

Nun ist es so, dass da tatsächlich so etwas wie eine "Vakuumenergie" ist. Das sagen zumindest die Quantenmechanik, die allgemeine Relativitätstheorie (~ kosmologische Konstante, obwohl es noch Gegenstand aktueller Diskussionen ist, ob sie für so eine Vakuumenergie stehen könnte) und einige Experimente (siehe Quellen). Sie macht sich unter Anderem bemerkbar durch so genannte Vakuumfluktuationen. Das sind Prozesse, bei denen Teilchen-Antiteilchen-Paare im scheinbaren Vakuum entstehen. Um das machen zu können, "leihen" sich diese Teilchen ein wenig Energie aus dem Vakuum, geben es aber direkt danach wieder zurück, indem sie sich gegenseitig vernichten (siehe auch Quelle, da ists deutlich genauer erklärt). So viel schonmal zum Vakuum, das keines ist.

Wie kann man jetzt daraus Energie gewinnen?

Gar nicht. Um "Energie zu gewinnen", muss zunächst mal ein Energiegefälle entstehen, also zwei unterschiedliche Energieniveaus, in die das System wechseln kann. Bei dem Übergang wird die Energiedifferenz dann in Arbeit und Wärme umgewandelt (z.B. bei einem Wasserkraftwerk -> unterschiedliche potentielle/kinetische Energie des Wassers vorher und nachher). Die Vakuumenergie ist aber im gesamten sichtbaren Universum konstant (nach momentanem Wissensstand, es ist aber auch Gegenstand von Diskussionen, ob die Raumkrümmung nicht eventuell einen Einfluss darauf haben könnte).

Jetzt könnte man nochmal auf die Vakuumfluktuationen zurückkommen und sagen, man könnte ja die entstehenden Teilchen-Antiteilchen-Paare trennen, anschließend wieder zusammenführen und ihre Annihilationsenergie nutzen. Dazu muss man die Teilchen allerdings voneinander räumlich trennen, wozu man z.B. ein elektrisches Feld benutzen könnte. Um das aufzubauen, braucht man aber eben schon Energie, also auch hier ist eine Nutzung nicht möglich.

Im Physikunterricht ist mit "Vakuum" übrigens fast immer eine Freiheit von mechanisch wirkenden (also materiellen, stoßenden) Teilchen gemeint. Photonen hat man ja z.B. auch so gut wie immer dabei, wenn man jemandem im Vakuum etwas zeigen möchte. Im Studium oder in speziellen Situationen kommt dann noch die Feildfreiheit hinzu.

Mich würde mal interessieren, wie du auf deine Frage kommst. Hast du nen Link oder sowas?

@privatseiten:

Nehmen wir mal an, es gäbe wirklich so einen Zustand absoluter Ruhe , von dem du sprichst. Wie möchtest du einen Gegenstand in so einen Zustand bringen? Du musst ihn _relativ_ (das ist das Stichwort!) zum Streichholz bremsen und dazu brauchst du Energie.

Abgesehen davon gibt es keinen Zustand absoluter Ruhe. Das würde einen absoluten Raum erfordern, den es aber nicht gibt (zeigt sich sogar schon in den Newtongleichungen) und nicht geben kann (seit Einstein).

Alles ist relativ ;-)

€:

Danke, 1/i = -i.

Du hast übrigens alles geschrieben, was ich mich nicht zu schreiben getraut hatte ;-)

Per Definiton ist ein Vakuum vollkommen leer. Das ist also ein Gedankenkonstrukt.

ABER: Es gibt keine Geräte, mit der wir hier auf der Erde ein perfektes Vakuum herstellen können.

Hier gehen lediglich Theorie und Praxis auseinander.

Ein Vakuum kann aber trotzdem vollkommen leer sein. Dann ist halt alles, was wir Menschen herstellen, kein perfektes Vakuum, sondern nur eine verdammt gute Näherung des selben.

ich mag solche Fragen nicht, weil sie dumm sind:

kein ernst zu nehmender Physiker behauptet das es ein absolut leeren Raum gibt ... nicht einer!

die meisten Maschienchen und Apparaturen die mit Vakuum funktionieren werden als "perpetuum mobile" ausgegeben und das kann es aus vielen Gründen nicht geben.

Hat dir Mutti den nie begebracht nicht alles zu glauben was man sieht? Und Internet sieht man viel das es einfach nicht geben kann.

Beschäfftige dich einfach mal mit den Vakuum und den dazugehörigen Theorien. Selbst denken ... anstatt nachquatschen was andere sagen ...

@Wycabwin: sehr schöne Antwort ... :D

@privatseiten: deine Argumentation ist auch dumm: geschwindigkeiten kann man nur relativ zu ein andern Körper messen ... innerhalb eines inertialsystems ist der Körper in Ruhe, wenn du dich also vor eine Tasse setzt bildest du und deine Tasse ein inertialsystem, indem sich die Tasse in Ruhe befindet. (ja das ist Schulwissen: Newtonsche Mechanik) Daran ändert auch nix das die Erde um sich selbst und die Sonne kreist ... und die Sonne um das schwarze Loch im zentrum unserer Milchstraße ... und unsere Galaxie bewegt sich ebefalls ... usw usf.

Was du in der schule gelernt hast, ist nicht etwa falsch sondern genauso richtig wie es gelehrt wird! Es gibt den Großen Physikalischen Baum, an dem sich mehrere Zweige ableiten. Diese zweige können ohne diesen Baum nicht existieren, genauso wenig der Baum aber auch kein Baum währe, wenn er keine zweige hätte! Ohne die Newtonsche Mechanik und der klassischen Physik würden wir unseren täglichen Alltag nicht beschreiben können. ohne Relativistische Effekte könnten wir nicht die Welt in großen Systemen, wie sie sich im ganzen Universum abspielen nicht begreifen und ohne die Quantenmechanik würden die Welt des Microkosmus nicht verstehen! Jedes dieser Drei Systeme funktioniert scheinbar völlig unabhängig von dem jeweiligen anderen!

Aber alle drei physikalischen Systeme sind trotz ihrer unterschiedlichen Ansichten zur Welt immer richtig! Es ist nur das Bezugssystem ausschlaggebend!

Die frage ist dann natürlich für uns jene, welches dieser Physikalischen Systeme für uns wichtig ist?!

Es Ist sinnlos, Schüler über die Relativitätstheorie aufzuklären, wenn diese ein weg-zeit Diagramm eines fahrenden Autos zeichnen sollen, welches nicht mit Lichtgeschwindigkeit fährt!

Ebenso ist es sinnlos einen Schüler klar zu machen das die uns bekannte Welt im quantenmechanischen sinne einen welle-Teilchen-Dualismus aufweist und an einem bestimmten, sehr kleinen Punkt derart Fluktuiert, das Teilchen nicht mehr als Teilchen anzusehen sind und sich gegenseitig Tunneln können, was für uns in der klassischen Physik bedeuten würde, das wir durch Wände laufen könnten. Ein Schüler lernt, das dort, wo ein Körper ist, kein anderer sein kann, was für uns logisch ist, die Quantenphysik aber im Gegensatz zu unserer Ansicht aber dennoch erlaubt!

Genau das ist der Punkt!

Es ist gelinde gesagt für das Allgemein wissen, welches eine schule vermittelt, nicht wichtig was Relativitätstheorie und Quantenmechanik aussagt! Wichtig ist die Welt die wir sehen und anfassen können! nichts weiter!

Des weiteren muss ich allerdings sagen, das in den Oberstufen einer schule auch ansatzweise die zweige die sich von dem großen Baum ableiten, also Quantenmechanik und Relativitätstheorie angerissen werden! Der große andere Rest kommt dann im Studium, wenn man sich darauf spezialisieren möchte!

Du hast nichts umsonst gelernt. Die klassische Physik ist richtig.

Des weiteren ist es das ziel jedes Physikers, diese zweige mit dem Stamm zu vereinen. man geht also mehr oder weniger davon aus, das jedes physikalisches System für sich richtig ist, und nur ein weg gefunden werden muss alles unter einem Hut zu bekommen!

lass dich also nicht beirren!

1. Im WWW steht nicht immer die Wahrheit

2. Als Du zur Schule gegangen bist war der Wissensstand der Wissenschaft vielleicht noch nicht auf dem neusten Stand?

( Ei des Columbus )!

Es liegt an der Betrachtungsweise. Bei einem Versuch im luftleeren Vakuum in der Schule wird nur ein Teilaspekt betrachtet. Natürlich ist der Raum nicht leer nur ist fast Alles an Luft entzogen. Mit der Schulwissenschaft beschrieben, lass die Sonne in den Vakuumzylinder scheinen und schon sind Photonen drin (und messbar). Warum du in der Schule nichts darüber gelernt hast ist, weil du auf eine staatliche Schule gegangen bist und wie soll der Staat einen gebildeten Menschen regieren?

Ja es gibt eine Menge unterdrückte Technologien, so viel Energie wie wir in den nächsten Jahren verfügbar machen können, könnten wir heute noch nicht mal verbrauchen.

Zumindest konntest du in der Schule Lesen, Schreiben und Rechnen lernen, ganzheitliche Betrachtung gab es dort nicht.

Für alle die das ganzheitliche Denken noch nicht nach vollziehen können einen Denkansatz: Nehmt euch einen beliebigen Gegenstand in eurer Umgebung. Ein Streichholz, Kaffeetasse oder was auch immer. Nun stellt euch die Frage, mit welcher Geschwindigkeit ist dieses Objekt gerade beschleunigt? Unsprktakulär wird die erste Antwort heißen: "Das Ding liegt vor mir - es steht still!".

Nun ändern wir die Sichtweise, tatsächlich dreht sich die Erde ein mal pro Tag. Am Äquator bewegt sich dieses Objekt also mit 40 Millionen Metern am Tag um die Erdachse, jeh nach Wohnort müsste man das noch neu berechnen. Bisher ist das noch begreifbar.

Nun bewegt sich die Erde ein mal pro Jahr um die Sonne und die Sonne bewegt sich um die Urzentralsonne in der Galaxie und die Galaxie bewegt sich durch das Universum. Sagt mir jetzt nicht, ich soll mal die tatsächliche Geschwindigkeit aus rechnen, das kann sicher noch keiner.

Fakt ist aber, das sich das Streichholz mit einer ungeheuren Geschwindigkeit durch den Raum bewegt.

Jetzt spinn ich das noch mal zu Ende, wir kreieren ein stehendes Objekt im Raum auf das jetzt das Objekt mit seiner Gesammtgeschwindigkeit auf prallt. Der Aufprall währe gewaltiger als es sich eine Person vor stellen kann, die vor wenigen Minuten, Jahren, oder Jahrhunderten noch meinte, das die Erde eine Scheibe ist, oder das Glas auf seinem Tisch völlig regungslos da stand.

Sichtweisenwechsel, das ist das Wesen der Ganzheitlichkeit. Das Beispiel könnt ihr gerne abwandeln oder verbessern, hab das eben auch nicht wie immer rüber gebracht.

Das Weltall ist nicht leer.

Es ist voll von Dunkler Energie/Materie.

Aber für uns Menschen ist es Luftleer.

Das heißt Atemsauerstoff gibt es im Weltall nicht.

Um die Antwort meines Vorantworters noch mal aufzugreifen: @ Ferry: Eben heute morgen kam noch mal eine BBC-Exklusiv Sendung, die das Thema Sonne und wie eben das Licht der Sonne usw. entsteht....

Nun. Wenn jemand behauptet, dass das Weltall ein riesiges Vakuum ist, dann ist das so nicht richtig, denn im Grunde genommen sind im Weltall alle auch in der Erdoberfläche bzw. Stratosphäre vorhandenen Stoffe in irgendeiner Weise gelöst vorhanden, mehr oder weniger.

Beispielsweise wurde dort behauptet, dass neue Sterne praktisch dadurch entstehen, dass sich im Weltall durch von anderen Sternen deren Explosion, bzw. Erlöschen und das Vorhandensein von Wasserstoffnebeln und schwarzen undefinierten Massen durch Verdichtung dann neue Sterne entstehen....

Ist schon unglaublich, wieviel Phantasie ein Mensch haben muss, um sich das vorstellen zu können und ganz ehrlich: die Geschichte mit dem "Unperfekten Vakuum" weil wir Menschen es nicht schaffen, eines herzustellen, das wurde mir bereits im Physikunterricht in der 5. oder 6. Klasse wo ich zur Schule ging erklärt....

Wer das dann nicht mitbekommen hat, ist eigentlich selber schuld...

Mir fiel nämlich eben auch, als Lenny das Beispiel nannte wieder der Versuchsaufbau auf, den mein ehemaliger damaliger Lehrer damals gemacht hatte, allerdings kann ich mich leider nicht mehr so ganz genau daran erinnern, wie er uns das Versucht hatte zu erklären.... Er hatte damals irgendwie eine Art Glasröhre aufgebaut und dann irgendein elektrisches Gerät daran angeschlossen und sowas wie einen Korken oder sowas in der Röhre, der sich verschob, als der Glasraum immer leerer und leerer wurde....

Naja, ist auch schon mehr als 20 Jahre her, das ganze... aber schon komisch, dass mir das wieder einfiel, als ich das ganze hier (auch die Antworten!) gelesen habe....

P.S.: Physikunterricht kann schon interessant sein, aber kommt ganz stark darauf an, wie der halt eben gestaltet ist....