Kinderfrage: Warum Kugeln im All?

Hallo Mitdenkende,

einfache frage,

warum ist die materie im all, soweit wir interpretieren können, so
vielfältig in kugelform anzutreffen?

Grade hinsichtlich unseres mondes (als doch abspaltung durch materieeinschlag in die erde?) erscheint mir die kugelform hinterfragenswürdig.

Gashaltige konstrukte im weltraum als kugelform sind allerdings mir erklärbar.

Bitte nehmt den begriff kugelform nicht als 100%ig, ihr wisst was ich meine.

Dank vorab,
viele bunte baepfel für xmas
und ein cooles jahr des tigers

i.

@infitec

weil schwere masse andere anzieht und aufgrund der schwerelosigkeit sich gleichmässig verteilen kann

zur entstehung des mondes gibt es ja viele verschiedene theorien.

Wikipedia: Entstehung des Mondes

nach der kollisionstheorie - auf welche deine frage anspielt - wären viele brocken entstanden die sich über die zeit zu einer kugel verdichtet haben. so jedenfalls verstehe ich das. der einschlag selbst hätte natürlich keine einzelne kugel von der erde abgespalten, aber es wäre seitdem ja sehr viel zeit vergangen in der der mond zeit gehabt hätte sich so zu formen.

es ließe sich bestimmt darüber spekulieren, dass die erde genauso gut durch einen solchen einschlag ringe (wie der saturn) hätte bekommen können.

wie das "verdichtet" genau vorsich geht kann ich dir grade nicht sagen, aber ich denke nach dem selben prinzip nach dem sich auch alle anderen himmelskörper verdichtet haben.

hat sicher mit der gravitation zu tun, die "naturgemäß" auf einen bestimmten punkt gerichtet ist größere objekte wahrscheinlich in diese form "zwingt"...

ich weiß das klingt jetzt etwas unwissenschaftlich

Wenn ein Protoplanet durch eine Kollision mit der Protoerde den Mond abgesplaten hat, dann waren beide zu diesem Zeitpunkt noch flüssig und zum Teil gasförmig, es sind dabei also keine "Brocken" sondern eher "Spritzer" einstanden, die sich recht schnell zu einem Körper vereinigt haben dürften.
(um einen Satelliten zu erzeugen, der eine fast kreisförmige Bahn einschlägt muss der Einschlag wohl am ehesten tangential streifend erfolgt sein und die losgeschlagene Masse dürfte generell in die gleiche Richtung geflogen sein und sollte sich relativ schnell infolge der gegenseitigen Anziehung zu einer einzigen Masse vereinigt haben)

Im Vakuum nehmen alle flüssigen und gasförmigen Massen infolge der Gravitation sehr schnell Kugelgestalt an. Wenn sie dabei noch rotieren dann werden sie zu einem Geoid abgeflacht, da die Gravitation am Rotations - Äquator etwas geringer ist und ein Teil der Masse dorthin fliesst.

Die Kugelgestalt wird erzeugt durch die zum Schwerpunkt der Masse hin wirkende Gravitation, die alle höher liegenden Teile der Flüssigkeit zu den "Senken" hin fließen macht, wie das ja auch auf der Erde dafür sorgt dass die Meeresoberfläche am ehesten der Geoidgestalt der Erde angepasst ist.

Zum Thema Erde noch ein Nachsatz:

Selbst heute, rund vier Milliarden Jahre nach der Entstehung des Protoplaneten Erde ist die feste Kruste im Verhältnis zum Durchmesser der Erde dünn wie eine Eierschale und wird sich auch nur extrem langsam verdicken, da die Energiebilanz der Erde ziemlich ausgeglichen ist - wir empfangen etwa ebenso viel Wärme von der Sonne wie von der Erde in den Weltraum abgestrahlt wird, der Wärmeverlust ist also praktisch Null.

@infitec

Vor vielen Jahren hab ich mal diese Erklärung gelesen, die Zahlen müssen jetzt nicht 100%ig stimmen, aber die Erklörung an sich find ich sehr einleuchtend:


Nimm einen Granitwürfel von 10cm Kantenlänge. Granit ist ja bekanntlich ein sehr hartes Material. Trotzdem hat er eine bestimmte Belastungsgrenze: Sobald du ein 125-Tonnen-Gewicht draufstellst, wird er zerquetscht. Jetzt wiegen 50000 solcher Granitwürfel ca. 125 Tonnen, d.h. wenn du einen Turm aus 50000 solcher Würfel baust (der dann 5km hoch wäre), werden die untersten Würfel zerquetscht. Man kann zwar noch versuchen, eine größere Höhe zu erreichen, indem man pyramidenförmig statt turmförmig baut, aber bei ca. 15km ist endgültig Schluss.

Schlussfolgerungen für die Erde:
1) Es kann keine Berge geben, die über 15km hoch sind, selbst wenn man sie künstlich bauen wollte (zumindest solange man Granit verwendet)
2) Unsere Erde ist zwar knapp 13000 km groß (im Durchmesser), und sie scheint von außen fest zu sein, doch bereits in einigen km Tiefe ist der Druck so groß, dass festes Gestein nicht mehr vorhanden sein kann. Stattdessen gibts einen Gesteinsbrei, der sich eher wie eine zähe Flüssigkeit verhält!

Und deshalb sind alle Himmelskörper, die groß genug für eine ordentliche Schwerkraft sind, mehr oder weniger kugelförmig. Der Übergang zwischen zwangsläufig runden und beliebig geformten Körpern ist natürlich fließend, aber i.A. kann man grob sagen, dass die Schwerkraft bei einem 100km großen Körper noch zu klein ist, einen 1000km-Brocken schon zu einer groben Kugel gestaltet. Je schwerer ein Körper ist, desto glatter wird dann eine Oberfläche. Der Extremfall wäre dann ein Neutronenstern, der wohl nach menschlichem Ermessen als perfekte Kugel gelten dürfte.



Noch 2 Ergänzungen:
-Dreht sich der Körper, wird aus der Kugel ein Drehellipsoid, die Grenzen für die maximale Höhe von Bergen bleiben jedoch erhalten.
-Unsere Erde verhält sich auch aus einem anderen Grund im inneren wie eine Flüssigkeit - sie ist einfach so heiß. Das gilt aber eben nur für bestimmte Himmelskörper, obige Erklärung gilt jedoch allgemein.

Hoffe, geholfen zu haben.

@MareTranquil

Nur eine kleine Beckmesserei: Wenn die Körper flüssig sind werden sie auf jeden Fall kugelförmig, auch bei sehr geringer Größe, es sei denn, sie erkalten aufgrund ihrer geringen Größe so schnell, dass sie erstarrt sind ehe die geringe Schwerkraft sie zu Kugeln fomen kann.

Ich habe bei allden Erklärungen noch nicht den Begriff überhaupt
hören können, der das erst völlig korrekt erklärt !
Das Zauberwort nennt sich:

OBERFLÄCHENSPANNUNG

Jeder flüssige Körper, auch kleine, nehmen im All (also in der
Schwerelosigkeit) durch die Oberflächenspannung automatisch
die Kugelform ein. Und bei kleinen Körpern, kann man ja
nicht mehr so mit der Schwerelosigkeit argumentieren.

Die Erde war auch mal flüssig und daher folgte sie den Kräftegesetzen
der Oberflächenspannung, die dafür sorgt, daß die gesamte flüssige Masse
eben die Kugelform annimmt, weil dies energetisch am optimalsten ist.

Gravitative Kräfte spielen dabei eher eine untergeordnete eine Rolle.
Bei einem Glas voll Wasser, das man behutsam in derr Schwerelosigkeit
dem Glas 'entgleiten lässt, nimmt daher logischerweise nach einiger
Zeit des 'Herumwabberns' die Kugelform ein.
Aber hier haben wir eine geringe Masse, bei der man die Gravitation
ruhig völlig vernachlässigen kann.

P.S.
Die Oberflächenspannung selber kommt durch die Wechselwirkung
der Moleküle untereinander zustande, aus der die Flüssigkeit besteht.

Da wären bei unpolaren Verbindungen die Van-der-Vaals-Kräfte,
bei polaren Verbindungen Culombsche Kräfte (elekrtische Kräfte).
Die Grenzflächenspannung von polaren Flüssigkeiten z.B. ist gerade
wegen den viel stärkeren Culombschen Kräften viel höher, als die
Oberflächenspannung bei polaren Verbindungen, deren Zusammenhalt
durch Van-der-Vaals-Kräfte bewirkt wird.

Zur Ergänzung:

Je größer die Masse dabei wird, umso mehr spielt auch die Gravitation
bei der Kugelbildung der ursprünglich flüssigen Masse eine Rolle.
Diese Erklärung ist natürlich ebenso richtig, vor allem, wenn man
bei Massen im planetaren Größenmaßstab ankommt und darüber hinaus.



@MareTranquil

Korrekt !
Der letzte Grenzfall vor einer Singularität, der Neutronenstern,
stellt natürlich die ideale Kugelform dar, wobei hier natürlich
einzig und allein die unvorstellbare Gravitationskraft der
Kugelformgeber ist.

@Gamma7

Ich würde meinen wir haben beide recht. je kleiner die Masse ist, desto mehr spielt die Oberflächenspannung eine Rolle,bei zunehmender Masse tritt dann die Gravitation in den Vordergrund.

Bei gasförmigen Massen muss die Gravitation des bestimmende Element sein, da Gase ja meinens Wissens keine Oberflächenspannung haben. Siehe Jupiter, Saturn, Uranus.

@OpenEyes
Ja, natürlich haben wir beide Recht.
Ich habe das ja in meinem letzten Posting nocmal enrgänzend geschrieben.

Je kleiner die Masse, umso mehr überwiegt die Grenzflächenspannung.
Je größer die Masse, umso mehr nimmt die Gravitationskraft überhand.

Aber letztenendes resultiert die Kräfteverteilung ein beiden Fällen in der Kugelform,
weil das der energieärmste und folglich stabilste Zustand darstellt.

Ich wollte hier ja niemandem widersprechen.
Lediglich ergänzen wollte ich das ganze noch ein bisschen.

;)

Jau, die Gasplaneten bilden hier einen Sonderfall.
Da spielen nur gravitative Kräfte für den Zusammenhalt und die
Formgebung eine Rolle.

@Gamma7

Easy :) Dein Post hat sich mit meinem gekreuzt, wir fahren beide auf der gleichen Schiene :)

Gamma7 schrieb:Und bei kleinen Körpern, kann man ja
nicht mehr so mit der Schwerelosigkeit argumentieren.

Hoppla ! 'Schwerelosigkeit' bitte durch 'Gravitation' ersetzen,
sonst wird 'ne Gießkanne draus........
*lol*

@derwicht

derwicht schrieb:es ließe sich bestimmt darüber spekulieren, dass die erde genauso gut durch einen solchen einschlag ringe (wie der saturn) hätte bekommen können.

Die Erde hat dadurch einen Ring bekommen wie der Saturn. Der ist einfach nur im Laufe der Zeit verschwunden, weil ein Teil der Masse zurück auf die Erde gestürzt ist, und ein anderer Teil zur Mondbildung beigetragen hat.



@OpenEyes

OpenEyes schrieb:Wenn ein Protoplanet durch eine Kollision mit der Protoerde den Mond abgesplaten hat, dann waren beide zu diesem Zeitpunkt noch flüssig und zum Teil gasförmig, es sind dabei also keine "Brocken" sondern eher "Spritzer" einstanden, die sich recht schnell zu einem Körper vereinigt haben dürften.

Die Erde soll zu der Zeit durchaus eine feste Kruste gehabt haben, die aber aufgrund der kinetischen Energie aufgeschmolzen ist.

OpenEyes schrieb:(um einen Satelliten zu erzeugen, der eine fast kreisförmige Bahn einschlägt muss der Einschlag wohl am ehesten tangential streifend erfolgt sein und die losgeschlagene Masse dürfte generell in die gleiche Richtung geflogen sein und sollte sich relativ schnell infolge der gegenseitigen Anziehung zu einer einzigen Masse vereinigt haben)

Stimmt, der Aufschlag war kein 90° Winkel. Allerdings ist der allergrößte Teil der herausgesprengten Maße wieder zurück auf die Erde gefallen. Das sich überhaupt ein Mond gebildet hat liegt in den Trümmern begründet, die sich auf der Tangentialen Flugbahn gegenseitig getroffen haben. Nur durch den Impuls des Kometen allein hätte sich sonst kein Mond gebildet.



@Gamma7

Gamma7 schrieb:ch habe bei allden Erklärungen noch nicht den Begriff überhaupt
hören können, der das erst völlig korrekt erklärt !
Das Zauberwort nennt sich:

OBERFLÄCHENSPANNUNG

Naja, Oberflächenspannung ist bei viel, viel kleineren Objekten interessant. Die Kräfte, die durch Gravitation wirken sind viel größer; insofern ist dieser Effekt in dem Zusammenhang irrelevant. Und die Planeten selbst bilden sich aus Gas- und Staubwolken, in denen sich die Kugelform bildet. In diesem Aggregatzustand ist die Kugelform sowieso unabhängig von der Oberflächenspannung ;).

in dem zusammenhang will ich noch den mond miranda erwähnen:

Der Mond wurde in seiner Geschichte offensichtlich ein- oder mehrmals auseinander gerissen und setzte sich aufgrund der eigenen Schwerkraftwirkung wieder zusammen. Als Ursache wird angenommen, dass entweder starke Gezeitenkräfte des Uranus Miranda zerrissen haben oder sie durch eine Kollision mit einem anderen Himmelskörper zertrümmert wurde; die letztere Theorie scheint wahrscheinlicher zu sein. Kein anderer bekannter Himmelskörper weist eine derartige Struktur auf, weshalb Miranda der interessanteste der Uranusmonde ist.

Wikipedia: Miranda (Mond)

@MareTranquil
@Gamma7

Naja, soweit ich gehört habe, haben Neutronensterne noch Berge von einigen Millimetern Höhe, also nicht ganz so ideal :D
Oder ist das mit den Minibergen falsch?

@Dragonfire

Sowas ähnliches hab ich auch gelesen. Da aber auch Neutronensterne einige zehn km groß sind, hab ich ja auch mit "nach menschlichem Ermessen perfekte Kugel" formuliert ;)

@MareTranquil

MareTranquil schrieb:Sowas ähnliches hab ich auch gelesen. Da aber auch Neutronensterne einige zehn km groß sind, hab ich ja auch mit "nach menschlichem Ermessen perfekte Kugel" formuliert

Ich habe das auch gelesen, in irgend einem SF - Roman, Titel und Autor lange schon vergessen. (Menschen kommunizieren mit Wesen, die auf einem Neutronenstern leben, Problem ist, dass ein Tag dieser Lebewesen nur wenige Sekunden der Menschen dauert und eine Generation dieser Wesen in wenigen Stunden vorbei ist. Ausgezeichneter Plot, sehr gut ausgearbeitet)

In reality habe ich da so meine Bedenken. Das würde voraussetzen, dass sich die Materie eines Neutronensternes ähnlich verhält wie normale Materie. Tatsächlich vermute vermute ich dass sich die Materie eines solchen Sternes eher wie eine Flüssigkeit verhält, also keine Berge. Ausser es handelt sich um einen erkalteten Neutronenstern. Und selbst da habe ich Zweifel dass man diesen, in welcher Form auch immer, mit unserem Planeten vergleichen könnte.

@OpenEyes

Soweit ich das weiß sind 95% des Neutronensterns Neutronen, die sich in etwa wie eine Flüssigkeit verhalten, aber die oberste Schicht ist eine hauchdünne Haut aus kristallinem Eisen.....so hab ich es jedenfalls irgendwann mal gelesen^^