Astrophysik

©2004 Autor: Michael Köchling
 



Zweifel am 2. Hauptsatz der Thermodynamik!

Die Thermodynamik oder Wärmelehre ist ein Teilgebiet der Physik. In ihr wird das Verhalten physikalischer Systeme bei Zu- oder Abführung von Wärmeenergie und bei Temperaturänderungen untersucht.
Als Grundlage der Thermodynamik bestehen die Hauptsätze der Wärmelehre:

1. Hauptsatz (Energieerhaltungssatz): Wärme ist eine besondere Form der Energie; sie kann in andere Energieformen umgewandelt werden und umgekehrt.
In einem abgeschlossenen System bleibt die Summe aller Energiearten (mechanischer, thermischer, elektrischer, magnetischer und chemischer Energie) konstant.

2. Hauptsatz (Entropiesatz): Die Entropie eines abgeschlossenen Systems kann sich nur durch Austausch mit der Umgebung ändern, oder sie kann sich nur von selbst vermehren.
Anmerkung: Damit ist gleichzeitig der Richtungscharakter aller Wärmevorgänge ausgedrückt.:
Wärme kann nicht von selbst von einem kälteren auf einen wärmeren Körper übergehen.

3. Hauptsatz (nernstsches Wärmetheorem): Die Entropie eines festen oder flüssigen Körpers hat am absoluten Nullpunkt den Wert null.

Noch nie konnte ich mich mit der Aussage des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik identifizieren. Mein persönliches Empfinden sträubte sich dagegen. Und wie ich inzwischen feststellen konnte, ergeht es vielen Mitmenschen ebenso. Haben Sie sich jemals die Mühe gemacht, die Aussage darin zu überprüfen? Sicher nicht, denn sie stammt von keinem Geringeren als Ludwig Boltzmann (Wien 1844 - 1906 ). In jedem Lexikon und selbst im H.R. Christen steht es ganz deutlich: Ein Energietransfer ist nur von einem wärmeren zu einem kälteren Körper möglich ! Richtig genommen scheint dies logisch zu sein, denn ein wärmerer Körper strahlt stärker als ein kälterer Körper.

Machen wir nun ein kleines Experiment: Nehmen wir einen idealisierten Raum ohne jegliche Eigenstrahlung und vollkommen verlustfrei an, so wird sich bei beiden Körpern eine Temperatur einstellen, welche genau zwischen den beiden Ausgangstemperaturen beider Körper liegt. Dies natürlich nur dann, wenn beide Körper die gleiche Masse besitzen. Dabei nimmt der kältere Körper die Menge Energie auf, welche vom wärmeren Körper abgegeben wurde. So zumindest wurde es uns stets im Physikunterricht dargestellt. Dies war ja auch recht einleuchtend, doch es existiert da die Quantenmechanik mit ihren Wellenfunktionen. Bevor wir allerdings weitermachen, ist noch ein wichtiger Sachverhalt zu klären: Was ist Wärme und was ist Kälte? Spätestens jetzt bekommen wir ein Problem, denn es gibt gar keine Kälte! Das Gefühl von Kälte ist vollkommen subjektiv und existiert in der Quanten- und Wellenmechanik überhaupt nicht!

Wir stellen fest:
"wellen- und quantenmechanisch gibt es nur unterschiedlich
warme Materie im Universum !"


Per Definition ist der Begriff "Kälte" falsch, weil es nur unterschiedlich warme Zustände der Materie im Universum gibt, welche bestimmten Wellenlängen entsprechen. Jegliche Materie, die nicht den absoluten Nullpunkt von -273,15°C hat, ist warm. Dabei ist es vollkommen unerheblich, welche Temperatur sie hat. Damit sind wir nun schon mitten in der Quantenmechanik. Allerdings müssen wir uns noch mit den Energieübertragungsmöglichkeiten beschäftigen. Wie wird Energie allgemein übertragen? Zuvor erwähnte ich schon die Wellen. Sie sind nicht nur Strahlung, sondern gleichzeitig die von uns gesuchten Hauptenergieüberträger. Es gibt noch eine weitere Übertragungsart. Dies sind die direkten Stösse von Teilchen untereinander, doch sie kommen nur untergeordnet in Betracht, da sie in der Natur vergleichsweise selten stattfinden. Hauptüberträger sind die Wellen. Fast der gesamte Energietransfer im Universum basiert auf Wellenfunktionen, woran elektrische- und magnetische Felder grossen Anteil haben! Mit dieser Aussage sind wir nun im Bereich der Atome und Elektronen angekommen. Grundsätzlich sind sie mit ihren Schwingungen für die Entstehung von Wellen verantwortlich.
In diesem Zusammenhang muss ich darauf hinweisen, dass das Nils Bohr`sche Atommodell mit seinen um den Atomkern kreisenden Elektronen nicht der Realität entspricht. Einzig in der Chemie passt dieses Modell sehr gut. Inzwischen geht man aber davon aus, dass sich die Elektronen in Wahrscheinlichkeitsräumen bewegen, den so genannten Orbitalen. Nur so sind die räumlichen Anordnungen von Atomen und Molekülen erklärbar. Dies trifft ganz besonders auf den kristallinen Aufbau der Materie zu. Der Physiker John Gribbin sagte hierzu: "Nicht nur, dass Bohr`s Atom mit seinen Elektronen - Bahnen ein falsches Bild gibt, alle Bilder sind falsch, und es gibt keine physikalische Analogie, die uns verständlich machen würde, was in den Atomen geschieht." ( Quantenphysik und Wirklichkeit 1991, Seite 106 ) Tatsache ist es, dass die Elektronen auf irgend eine Weise in ihren Orbitalen wibbeln und so die Wellen erzeugen. Umgekehrt können sie Wellen bei Resonanz absorbieren. Wir können annehmen: Alle Elektronen im Universum wibbeln und erzeugen Wellen! Es sind alle Elektronen, weil jegliche Materie im Universum wärmer als der absolute Nullpunkt ist. Auf Grund dieser Aussage wissen wir, dass die gesamte Materie im Universum strahlt und dadurch Energie abgibt. Dabei strahlt wärmere Materie stärker als weniger warme Materie. Eine Grundeigenschaft von Wellen ist es jedoch, sich gegenseitig ungehindert zu durchdringen, so lange keine Interferenz auftritt. Darum ist das ganze Universum von Wellen unterschiedlicher Frequenzen und Stärken erfüllt
Übertragen wir dies nun auf den 2. Hauptsatz der Thermodynamik, so dürfen wir annehmen, dass die unterschiedlichen Strahlungen der verschiedenen Materieansammlungen die Temperaturen der Massen gegenseitig beeinflussen. Sie beeinflussen sich gegenseitig, weil sich Wellen unterschiedlicher Wellenlängen problemlos durchdringen können. Aufgrund dieser Tatsachen wissen wir, dass jedwede Materie durch die Strahlung anderer Materie beeinflusst wird. Dabei spielt es keine Rolle, ob diese wärmer oder weniger warm als sie selber ist.

Aus wellenmechanischer-
und quantenmechanischer Sicht,
ist daher der 2. Hauptsatz der Thermodynamik
in seiner Aussage nicht vertretbar !


In der Astrophysik ist vieles möglich, doch sollte es stets mit den natürlichen Bedingungen vereinbar sein.

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