bumbumpeng hat geschrieben:Da stellen sich die Fragen, woher der angebliche Drehimpuls gekommen sein soll?
Woher soll die kollabierende Gaswolke gekommen sein?
Nochmal: Nicht mal auf dem Mond hält sich Gas. Nicht mal dort, obwohl der Mond Gravitation hat.
Lass uns die einzelnen Punkte im Detail durchgehen, um zu klären, wie diese Phänomene wissenschaftlich erklärt werden:
### 1. **Woher kam der Drehimpuls der Galaxie?**
Der Drehimpuls von Galaxien, einschließlich unserer Milchstraße, stammt aus den Anfangszuständen des Universums, insbesondere aus dem Prozess der Galaxienbildung nach dem Urknall. Die grundlegende Idee lautet:
- **Drehimpulskonservierung**:
In der Frühphase des Universums gab es winzige Unregelmäßigkeiten in der Dichteverteilung des Urknall-Materials. Diese Unterschiede führten dazu, dass sich manche Regionen schneller verdichteten als andere. Diese Gas- und Staubwolken begannen unter ihrer eigenen Schwerkraft zu kollabieren. Da diese Materie nie perfekt symmetrisch war, führte der Zusammenbruch zu einer Rotationsbewegung, bei der der Drehimpuls erhalten bleibt. Das bedeutet, dass die rotierende Gaswolke sich schneller drehte, je weiter sie kollabierte, ähnlich wie eine Eiskunstläuferin, die ihre Arme anzieht, um schneller zu rotieren.
- **Zufällige Anfangsbewegungen**:
Vor dem Kollaps hatten die einzelnen Teilchen der Gaswolke minimale zufällige Bewegungen in verschiedene Richtungen. Aufgrund der Drehimpulserhaltung, wenn die Wolke kollabierte, führte dies dazu, dass ein Gesamtdrehimpuls resultierte, der die Rotationsrichtung der Galaxie festlegte. Jede Galaxie hat daher einen unterschiedlichen Drehimpuls, je nach den Anfangsbedingungen ihrer Entstehung.
### 2. **Woher kam die kollabierende Gaswolke?**
Die kollabierenden Gaswolken, aus denen sich Galaxien bilden, entstanden aus der Primordialmaterie des Urknalls:
- **Urknall und Materieverteilung**:
Nach dem Urknall bestand das Universum zunächst aus einem heißen Plasma von Elementarteilchen. Als sich das Universum abkühlte, bildeten sich Atome, hauptsächlich Wasserstoff und Helium. Diese Materie war zunächst relativ gleichmäßig verteilt, aber winzige Dichteunterschiede – verursacht durch Quantenfluktuationen im frühen Universum – führten dazu, dass bestimmte Regionen dichter waren als andere. Diese dichteren Regionen zogen durch ihre Schwerkraft noch mehr Materie an.
- **Gravitationskollaps**:
In diesen dichteren Regionen begann das Gas unter seiner eigenen Schwerkraft zu kollabieren, und es bildeten sich große Gaswolken. Diese Wolken, bestehend aus Wasserstoff und Helium, sind die Geburtsstätten von Galaxien. Im Laufe von Millionen bis Milliarden Jahren sammelte sich immer mehr Materie an, und die Gravitationskräfte führten dazu, dass Sterne und Galaxien aus diesen kollabierenden Wolken entstanden.
- **Dunkle Materie**:
Auch die Dunkle Materie spielte eine wichtige Rolle. Sie sorgte durch ihre Schwerkraft dafür, dass sich normale Materie (Gas) in bestimmten Regionen des Universums ansammelte, wodurch große Strukturen wie Galaxien entstehen konnten.
### 3. **Warum kann sich Gas auf dem Mond nicht halten, obwohl er Gravitation hat?**
Der Mond hat zwar eine gewisse Gravitation, aber sie reicht nicht aus, um eine dichte Atmosphäre dauerhaft zu halten. Die Fähigkeit eines Himmelskörpers, Gas anzuziehen und zu halten, hängt von mehreren Faktoren ab:
- **Gravitationskraft**:
Die Gravitationskraft des Mondes ist nur etwa **1/6 der Erdanziehungskraft**, das bedeutet, dass Gasmoleküle, die von der Oberfläche des Mondes verdampfen (zum Beispiel durch Einschläge von Meteoriten oder durch Ausgasung), leicht genug Energie haben, um der geringen Anziehungskraft des Mondes zu entkommen.
- **Temperatur und Geschwindigkeit der Gasmoleküle**:
Gasmoleküle in der Nähe einer Oberfläche haben eine gewisse thermische Energie, die ihnen eine Geschwindigkeit verleiht. Je leichter das Gas (zum Beispiel Wasserstoff), desto schneller bewegen sich die Moleküle bei einer gegebenen Temperatur. Wenn die Geschwindigkeit der Gasmoleküle die Fluchtgeschwindigkeit des Mondes übersteigt (etwa 2,38 km/s), können sie in den Weltraum entweichen.
- **Keine Magnetosphäre**:
Die Erde hat ein Magnetfeld, das hilft, die Atmosphäre vor dem Sonnenwind zu schützen. Der Mond hat kein globales Magnetfeld, sodass der Sonnenwind, der aus geladenen Teilchen besteht, direkt auf die Oberfläche trifft und möglicherweise Gaspartikel von der Oberfläche wegbläst.
- **Vergleich mit der Erde**:
Die Erde hat eine viel stärkere Gravitation (Fluchtgeschwindigkeit etwa 11,2 km/s) und kann daher eine Atmosphäre halten, selbst bei höheren Temperaturen. Zudem schützt das Magnetfeld der Erde die Atmosphäre vor dem Sonnenwind.
Zusammengefasst: Der Mond kann aufgrund seiner geringen Gravitation und fehlenden Schutzmechanismen (wie einem Magnetfeld) keine Atmosphäre halten. Das ist ein fundamentaler Unterschied zu Planeten wie der Erde oder der Venus, die groß genug sind, um Gase anzuziehen und dauerhaft zu halten.
### Fazit:
- Der Drehimpuls einer Galaxie stammt aus den Anfangsbedingungen der Materieverteilung nach dem Urknall und wurde durch den Gravitationskollaps und die Drehimpulserhaltung während der Galaxienbildung festgelegt.
- Die kollabierenden Gaswolken, aus denen sich Sterne und Galaxien bildeten, entstanden durch den Gravitationskollaps von Materie im frühen Universum, unterstützt durch die Dunkle Materie.
- Der Mond kann keine Atmosphäre halten, weil seine Gravitation zu schwach ist und er kein Magnetfeld hat, das den Sonnenwind abwehrt.