Der Wärmetod (Big Chill)

Der Wärmetod ist ein Thema, das mich schon sehr lange beschäftigt und dazu habe ich eine grundlegende Frage:

Der Wärmetod tritt ein, wenn alle Materie im Universum in Wärmeenergie umgewandelt ist, da bei jedem physikalischen Prozess ein gewisser Anteil an Energie in Wärme umgewandelt wird.

"Wärme" ist definiert als : "Bewegung von Materie". Das heißt je schneller sich die Materie bewegt desto wärmer ist es. Soweit alles ist klar.

ABER: Wenn alle Materie im Universum in Wärme (Bewegung von Materie) umgewandelt wird dann ist dies ein riesiger Widerspruch, da dann keine Materie mehr existiert und somit auch keine Wärme existieren kann.

Wo ist mein Denkfehler, wer kann mir Helfen?

@Armada87

Vorneweg: Kannst du mir zu 100% beweisen, dass es zum Big Chill kommt? Das ist doch nur ne Theorie, oder? :)

Armada87 schrieb:Der Wärmetod tritt ein, wenn alle Materie im Universum in Wärmeenergie umgewandelt ist...

Das stimmt nicht.

@Armada87
"da bei jedem physikalischen Prozess ein gewisser Anteil an Energie in Wärme umgewandelt wird"

Du hast recht, es wird nur ein gewisser Teil in Energie umgestzt. Somit kann niemals die komplette Materie umgewandelt werden, demnach noch Materie vorhanden demnach kein wärmetod :D

Big Chill, Big Rib, ich will den Big Mäc

Warum sollte Materie die in einer für sich Energietechnischen günstigen Lage befinden plötzlich sich auflösen und sich in Form von Wärme verwandeln, außer die Naturkonstatnen würde ausser Kraft fallen - da diese aber nicht Windows heißen, wirde es nicht dazu kommen

Sind Materie und Energie nicht erstmal zwei verschiedene Paar Schuhe?

Immerhin ist Wärme doch keine konstante Energie, sondern sollte mit der Zeit zu potentieller Energie werden und damit auch wieder zu Materie
Ich widerspreche mir zwar gerade selbst, aber eins von beidem sollte der Wahrheit ziemlich nahe kommen :D
Jedenfalls bei dem Wissen, das vom Physikunterricht so hängen geblieben ist

@softmicro

du hast recht, aber dennoch scheint mir die Erklärung irgendwie zu einfach, zumal es ein oft diskutiertes Thema in der Physik ist. :D

@Zehnmaster

korrigierst du mich?

Ich denke, du meinst nicht die Wärme, sondern die Entropie.
Wärme ist lediglich der Prozess, der den Zustand der Entropie bestimmt. Vereinfacht ausgedrückt, tritt Wärme nur in der Zeitspanne auf, in der zwei Objekte mit zwei unterschiedlichen Entropiezuständen ihre Zustände jeweils zu einander anpassen.
Außerdem wandelt sich Materie nicht zu "Wärme" um, da die Materie ja der Träger dieser Energie ist.
Ich hoffe, ich konnte jetzt etwas Klarheit schaffen.

@Armada87
Big Chill (Chill engl. = Erkaltung, Kälte) ist der Zustand, wenn die Materie sich immer weiter ausbreitet und irgendwann die Materiedichte so gering ist, dass sich keine Sterne etc mehr bilden können. Dies kommt durch die beschleunigte Expansion des Universums zustande und ist die wahrscheinlichste Art, auf die das Universum "sterben" wird.

Das was du meinst ist der Endzustand der Entropie. Die Entropie (manchmal auch als Unordnung bezeichnet) ist der Grad an Energie, die "verloren" ist. Wärmeenergie ist so eine "verlorene" Energieform, da sie Unordnung schafft - will heißen, dass Wärmeenergie die Energie zerstreut, so dass man diese nicht "nutzen" kann.

@Armada87

Armada87 schrieb:da dann keine Materie mehr existiert und somit auch keine Wärme existieren kann.

Wärme, also Temperatur, ist in solchen Szenarien nur eine Rechengröße. Gemeint ist üblicherweise Energie pro Volumen. Und das funktioniert auch ohne Materie.

Gestern gabe es z.B. hier http://www.golem.de/news/lhc-alice-ist-ganz-schoen-heiss-1208-93840.html die Meldung mit Temperaturrekord im LHC. Aber auch dort ist Hitze etwas anderes als das was wir aus von der Herdplatte kennen.

Die Wärme aus deinem Wärmetot verteilt sich übrigens auf ein immer größeres Volumen, da sich das Universum wohl für ewig ausdehnt. D.h. dein Wärmetot ist in wirklichkeit ein Kältetot.

Temperatur ist ein Ausdruck der mittleren kinetischen Energie der Teilchen.
Wenn bei chemischen oder teilchenphysikalischen Prozessen Wärme entsteht, bedeutet das nur, dass die beteiligten bzw. verbliebenen Teilchen mehr kinetische Energie bekommen haben.
Prozesse können auch endotherm sein, dann nimmt die m.k. Energie ab, und es wird kälter.
Die kinetische Energie kann in Form von Strahlung abgegeben und übertragen werden, das heißt durch Photonen. Die haben aber keine Temperatur, nur eine zur Frequenz proportionale Energie (E=hxf). Die mittlere kinetische Energie (Temperatur) der Teilchen ändert sich, wenn Energie in Form von Photonen aufgenommen oder abgegeben wird (Wärmestrahlung), wenn Teilchen einen Teil ihrer m.k. Energie an andere direkt abgeben (Wärmeleitung) oder in einem Fluid durch Konvektion mitnehmen (Wärmeströmung).
Sooo, wenn jetzt alles in ein paar Billionen Jahren zerstrahlt ist (also morgen noch nicht), sind keine Teilchen mehr da, die mittlere kinetische Energie haben könnten. Was übrig bleibt, ist ein Universum, gefüllt mit Photonen, deren Frequenz auf Grund der Raumausdehnung (70 km/s/MPc=Hubble-Konstante) immer weiter abnimmt und sich asymptotisch Null nähert. Man rechnet mit dem totalen Frosttod in 10^100 bis 10^1000 Jahren :-)
Mann, jetzt hab ich aber auf die K... gehauen :-)) Ich gebe meinem Beitrag eine Richtigkeitswahrscheinlichkeit von 95%.

zodiac68 schrieb:D.h. dein Wärmetot ist in wirklichkeit ein Kältetot.

Exakt ^^ genau das, was ich auch meinte.

@McPomm

An sich ist deine Annahme richtig. Nur warum sollte Materie zerstrahlen? Die geben alle ihre Energie ab und bleiben dann im Grundzustand, da dies dann der energetisch günstigste Fall ist. Also Atome wird es schon noch geben ;)

Die Materie wird irgendwann komplett zerstrahlen, zumindest laut Theorie von bedeutenden Wissenschaftlern.
Guckst du: http://www.studgen.uni-mainz.de/Dateien/Hasinger_Zukunft_Universum.pdf (Archiv-Version vom 02.09.2014)

@McPomm

McPomm schrieb:Guckst du: http://www.studgen.uni-mainz.de/Dateien/Hasinger_Zukunft_Universum.pdf (Archiv-Version vom 02.09.2014)

Sehr schöner Artikel.

Aber ich dachte der Protonenzerfall sei nur eine Möglichkeit? Nach dem Artikel ist der ja Quasi sicher, wegen der Symetriebrechung. Nur das wann, also die mittlere Lebensdauer der Protonen, ist unsicher.

Zum Protonenzerfall darf man aber nicht vergessen, dass im Standardmodell der Teilchen das Proton nicht zerfällt.

Die GUT(s) haben das Problem, dass sie zwar theoretisch vorhergesagt sind, aber entsprechende experimentelle Nachweise fehlen. Der Nachweis wäre bisher aber nur durch die Beobachtung eines Protonenzerfalls zu erbringen. Von daher finde ich die Argumentationskette von dem Hasinger in diesem Punkt zweifelhaft.

Aber im Bezug zum Big Chill ist das eh nur Haarspalterei. Entweder das Universum kühlt aus und/oder es gibt den Big Crunch. Ab wann wir das wirklich empirisch festlegen können, kann man heute nicht festlegen. Fakt ist, dass die Astrophysik wahrscheinlich noch seeeehr viele Entdeckungen machen wird und möglicherweise auch alle Spekulationen von heute nonsense sind :)

der big chill ist nur eins der möglichen szenarios und nur eine theorie.
das szenario sieht so aus, dass das universum ewig weiter expandiert und die entropie stetig nachlässt bis sie komplett aufhört. das heisst keine energie umwandlung mehr.
das universum stagniert.

aber das ist ein unwahrscheinliches szenario, da die entropie stets zunimmt.

ich denke eher, dass das universum irgenwann wieder kollabiert und sich wieder zum ausgangspunkt zurück entwickelt. zu einem neuen bigbang

Eine andere Möglichkeit wäre ja auch der "Big Rip". Der ist mir mindestens genauso plausibel, da ja kürzlich (Nobelpreis-gekrönt) festgestellt wurde, dass sich die Raumausdehnung des Universums beschleunigt. Bedeutet wohl, dass die Hubble-Konstante nicht konstant ist, sondern sich ständig vergrößert. Ob linear oder exponentiell, weiß ich nicht. Jedenfalls wird sich der Raum nach dieser Big-Rip-Theorie irgendwann so schnell auseinanderbewegen, dass die Naturkräfte nicht mehr hinterherkommen. Das wird dann selbst die Neutrinos zerlegen. Übrig bleibt ein sich immer weiter beschleunigt ausdehnender Raum, in dem nichts mehr ist ... kopfkratz ...

das universum was aus null entstanden ist kann nicht so ein offenes ende haben wenn man davon ausgeht dass das universum aus einem anderen universum hervorgeht,

@McPomm das sich das universum schneller ausdehnt kann auch ein eichen sein für eine zell-teil nur halt das universum teilt sich.

@Malthael
Die Gesamtentropie nimmt zu, das heißt aber nicht, dass sie sich nicht verteilen darf. Deshalb ist das, was du sagst nicht ganz richtig.

@empty77
Das Ende vom Big Chill oder vom Big Rip sind deshalb auch realistisch, weil in beiden Fällen ein sehr Symmetrisches Universum entsteht. Daraus könnte ohne Probleme ein neues Universum hervorgehen.

Außerdem muss man nicht zwingend davon ausgehen, dass unser Universum aus einem anderen hervorgegangen ist.

empty77 schrieb:das sich das universum schneller ausdehnt kann auch ein eichen sein für eine zell-teil nur halt das universum teilt sich.

Das ist sehr unwahrscheinlich. Da sich der Raum gleichmäßig ausbreitet und es keinen echten Rand des Universums gibt, ist es sehr unwahrscheinlich, dass es sich in 2 Universen aufteilt.