Podcasts about energieerhaltung

★ _Hier für meinen Newsletter anmelden: https://simonrilling.com/newsletter_ ★ Dr. Michaela Dane ist Biochemikerin, Autorin, Dozentin, befasst sich intensiv mit Alchemie & den Hermetischen Prinzipien und ist u.a. Mitgründerin des “Institutes für Alchemistische Medizin” sowie der "Schweizer Akademie für moderne Paracelsusmedizin". In diesem Gespräch geht's um:

Das Universum ist eines der Dinge, die von Zeit zu Zeit einfach passieren. Und das ist nicht einfach nur Gerede, sondern echte Wissenschaft! Mehr zur Entstehung des Universums aus dem Nichts erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterstützen möchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

Theologie, Philosophie und Metaphysik stehen in keinem Gegensatz zu den Naturwissenschaften. Sie wählen einen anderen Ansatz des Verstehens. Die Ansätze verhalten sich komplementär zueinander. Deshalb ist es wichtig, sich über die verschiedenen Sprachspiele zu verständigen, weil sonst kommunikative Dissonanzen vorprogrammiert sind. Lässt man sich hingegen auf diese Kommunikation ein, kommt es nicht nur zu gegenseitig bereichernden Erkenntnissen; auch können „Geschichten“ entstehen, die die Wirklichkeit, wie sie nun halt ist, begreifbar machen. Das nämlich lehrt die Naturwissenschaft, dass die Natur zur Unordnung strebt, die Herstellung von Ordnung aber Energie braucht. Es zeigt sich, dass Metaphysik und Physik sich ergänzende Perspektive sind, die beide dem Leben dienen. „Leben ist koordinierte Physik“ (Brian Greene). Wählt also das Leben!

Wir fangen noch einmal mit dem Mars an. Denn seit der letzten Folge hat sich dort einiges getan. Danach geht es aber gleich weit hinaus ins Weltall. Wir reden über Sterne und ihre Planeten. Und das, was beide verbindet! Nicht (nur) die Gravitationskraft, sondern vor allem die Chemie. Florian erzählt von cooler Forschung, bei der versucht wurde, aus den chemischen Eigenschaften der Sterne vorherzusagen, von welchen Planeten sie umkreist werden. Was super ist, weil man Sterne viel besser sehen kann als Planeten. Danach beantworten wir Fragen. Zum Beispiel wie das mit der Energieerhaltung im Universum ist und warum sie dort eigentlich gar nicht so exakt gilt. Und warum Sonnenaufgang und Sonnenuntergang sich derzeit so komisch asynchron verschieben. Zum Schluß gibt es dann noch den absoluten Tiefpunkt!

Warum leuchtet die Sonne? Darüber hat man seit Jahrtausenden nachgedacht. Die vorgeschlagenen Antworten wirken aus heutiger Sicht oft absurd. Und tatsächlich hat es überraschend lange gedauert, bis wir gecheckt haben, was in der Sonne abgeht. Was davor passiert ist, erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten

Folge 182: Flo Plus, die Zweite (Naturwissenschaft) Flo Plus ist nach zwei Jahren nochmal zu Gast und wir wagen ein Experiment. Flo erklärt mir hoch komplexe Dinge aus der Welt der Naturwissenschaften solange bis ich es verstanden habe. Daher dauert die Folge auch fast drei Stunden. Von Teilchen bis zu schwarzen Löchern! Die Fragen kommen aus der Telegramgruppe. Woraus besteht die Atmosphäre? Was ist um uns herum? Warum wird es im Wohnzimmer warm wenn die Sonne reinstrahlt. Sind das dann auch Teilchen oder was kommt da rein? Was hat es mit Energieerhaltung auf sich? Newton und Einstein: Wo krümmt sich jetzt genau der Raum? Klassiker des Schulunterrichts aufgefrischt: Photosynthese. Itunes: https://apple.co/2DltvZs Spotify: https://spoti.fi/2QgN7R9 Exklusive Inhalte: https://www.patreon.com/bensprichtpodcast Podcast Tassen und Shirts: http://www.shirtee.com/bensprichtpodcast Schick mir ein Danke via Paypal an: https://www.paypal.me/bensprichtpodcast Geschenkliste: https://amzn.to/36Z7JpM E-Mail Newsletter Anmeldung: https://bit.ly/2PIz9Ze Regelmäßiger Stammtisch in München Termine: https://t.me/Unaufgeregter_Stammtisch_Muc Buchempfehlungen aus der Community: https://1baxx3i.podcaster.de/empfehlungen/ Erzähl mir deine Geschichte zu wechselnde Themen hier: https://docs.google.com/document/d/1nlgDQNswIWnLDklIiqpVywf1PwiP75FJ8Q6UE_VIWPM/edit————————————————————————— Werbung für Sponsoren: http://farbenloewe.de —————————————————————————— Erste Folge mit Flo Plus: Itunes: https://apple.co/2DltvZs Flo Plus auf Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCtTQGVVVXWLkpm_Z0_dk-pQ

In dieser Podcastfolge erfahrt ihr (fast) alles, was es über die Energie in der Physik zu wissen gibt. Was ist Energie, warum ist sie erhalten und warum wird es keine Perpetuum Mobiles geben? Viel Vergnügen!

Gudrun spricht mit Markus Pössel in Heidelberg. Er ist Physiker und leitet das Haus der Astronomie auf dem Königstuhl dort. Gudrun und Markus kennen sich schon lange aus der Ferne. Sie haben sich auf twitter über Themen ausgetauscht, die mit Wissenschaftskommunikation verbunden sind. Anlass für ein tiefergehendes Gespräches war, dass Markus eine wissenschaftliche Arbeit veröffentlicht hat, in der er einen elementaren Zugang zum ersten Noether Theorem beschreibt mit Hilfe von zwei Beispielen. Kurz nach dem sehr erfolgreichen Experiment #noethember, wo im November 2018 ein Monat lang Emmy Noethers Leben und Forschung in unterschiedlichster Weise erinnert wurde, ist diese Podcastepisode ein etwas verspäteter Beitrag. Markus widmet sich in seiner wissenschaftlichen Arbeit elementaren Zugängen zu faszinierenden physikalischen Themen. Persönlich interessiert er sich dabei insbesondere für die Allgemeine Relativitätstheorie, und insbesondere für deren Anwendungen in der Astrophysik. Dafür ist das Haus der Astronomie als gemeinschaftliche Einrichtung der Max Planck Gesellschaft und der Klaus Tschira Stiftung (mit der Universität und der Stadt Heidelberg als weiteren Partnern) ein geeignetes Dach, denn es wurde dafür gegründet, astronomische Forschung für alle Bevölkerungsschichten erfahrbar zu machen. Der Einstieg in astronomische Themen funktioniert oft gut über Phänomene, die an der Intuition rütteln oder interessante Extreme von Theorien sind. Auch wenn Astronomie selten zum Schulstoff gehört, spricht es Schülerinnen und Schüler direkt an. Dass das Interesse an Astronomie gross ist, zeigt z.B. die ROSE-Studie. Deswegen bietet Astronomie einen so guten Einstieg in MINT-Fächer. Die Wissenschaftler in Heidelberg kommunizieren gern. Jeden zweiten Donnerstag im Monat findet die Vorlesungsreihe Faszination Astronomie über aktuelle Forschungsergbnisse statt. Es gibt außerdem sogenante MPI-Outreach Fellows, die sich besonders für Bildungs-und Öffentlichkeitsarbeit interessieren. Sie werden weitergebildet und in die tägliche Arbeit eingebunden. Neben den regelmäßigen Vorträgen gibt es auch ganz besondere Veranstaltungen wie zuletzt im November mit dem Klangforum Heidelberg, wo es zur Musik eine interaktive Planetariumsvorführung gab. Es werden ständig Fortbildungen für Physiklehrer und -lehrerinnen organisiert. Auch für Grundschullehrkräfte gibt es in Zusammenarbeit mit der Forscherstation der Klaus Tschira Stiftung Programme, um zu sie zu Ansprechpartnern für die natürliche Neugier der Kinder zu machen. Auch die Studierenden, die sich an der Universität Heidelberg als Physiklehrer ausbilden lassen führt ein mehrwöchiger Kompaktkurs ins Haus der Astronomie. Darüber hinaus arbeiten immer einmal wieder Praktikanten im Haus der Astronomie und Markus betreut wissenschaftliche Abschlussarbeiten. Im Moment ist es oft im Themengebiet der Kosmologie zusammen mit dem MPI für Astronomie nebenan, z.B.in der Auswertung der Illustris-Simulationen. In diesem Computerexperiment wird das Universum von der Urknallphase bis heute erforscht. Neben den Hochglanzthemen wie Sterne und Raumfahrt gibt es aber auch andere Themen, die kommuniziert werden sollten, weil sie in der Physik einen wichtigen Platz haben. Ein Beispiel hierfür sind die zwei Noether-Theoreme. Im ersten wird das extrem allgemeines Resultat formuliert, dass die Existenz von Symmetrie der Existenz einer Erhaltungsgröße entspricht. Es lässt sich noch relativ einfach formulieren und inhaltlich nachvollziehen, aber man braucht sehr tief liegende Mathematik, um das Ergebnis zu beweisen und wirklich zu verstehen, wo der Knackpunkt liegt, der diese Beziehung zwischen Symmetrie und Erhaltungsgrößen greifbar macht. Markus hat in seiner Arbeit zwei Beispiele angeführt, für die man die expliziten Lösungen der Bewegungsgleichungen kennt. Das hilft, in konkreten und elementaren Rechnungen den Zusammenhang von Symmetrie und Energieerhaltung zu sehen. Das erste Beispiel ist die Bewegung im (konstanten) Schwerefeld, das zweite der harmonischer Oszillator. Die Grundidee ist, dass eine Verschiebung des Anfangszeitpunktes bei den Berechnungen die Bahn des Körper nicht ändert. Wenn man zwei unterschiedliche Anfangszustände vergleicht, führt der Koeffizientenvergleich auf Gleichungen, die genau der Energieerhaltung entsprechen (konkret bleibt Summe aus potentieller und kinetischer Energie konstant). Beim harmonischen Oszillator braucht man zusätzlich noch trigonometrische Formeln. Markus wünscht sich noch mehr Zeit dafür, die Materialen konsistenter zu sammeln und aufzubereiten....und wer sich für Weltraum interessiert, sollte DLR_next auf Twitter folgen! Sneak preview: unseren @mpoessel könnt ihr in Kürze im Podcast @modellansatz hören. Mit Themen von @HdAstro und #wisskomm bis zu Emmy Noether! pic.twitter.com/zcSduq9Ke6— Haus der Astronomie (@HdAstro) 13. Dezember 2018 Literatur und weiterführende Informationen Praktikanten (intl. Sommerpraktikum 2017) haben ihr Projekt - Simulation von Galaxien-Kollisionen - zusammengeschrieben, und es ist jetzt auf arXiv Allgemeine Relativitätstheorie allgemeinverständlich - eines von Markus Pössels Projekten zum Einsteinjahr 2005: M. Pössel: Energy conservation in explicit solutions as a simple illustration of Noether's theorem, Am. J. Phys., in press M. Pössel: Relatively complicated? Using models to teach general relativity at different levels Informationen über die Forscherstation Klaus-Tschira-Kompetenzzentrum für frühe naturwissenschaftliche Bildung: Informationen zu Praktika für Schüler*innen im Haus der Astronomie: Informationen zu Bachelorarbeiten am Haus der Astronomie Projekt Raum für Bildung zur Horizons-Mission von Alexander Gerst (gemeinsam mit DLR und Joachim Herz Stiftung) http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2011/05/22/der-schonste-satz-der-klassischen-physik/ A: Irwin: Astronomers have an outsize passion for outreach nature, 26 November 2018 Olbers Paradoxon Podcasts F. Freistetter: Emmy Noether und die Erhaltungssätze der Physik, Sternengeschichten Podcast Folge 182, 2016. E. P. Fischer: Emmy Noether, Die Entdeckungen großer Forscher, BR Podcast, 2013.

Catherine Bandle war bis 2003 Professorin am Mathematischen Institut der Universität in Basel. Aber auch über die Emeritierung hinaus ist sie sehr rege in der Forschung zu elliptischen und parabolischen partiellen Differentialgleichungen. Das zeigt sich an einer beeindruckenden Zahl von Publikationen, der Teilnahme an Tagungen und im Einbringen ihrer Erfahrung in die Tätigkeit von Gremien wie dem Landeshochschulrat Brandenburg und dem Steering Committee of the European Science Foundation program: Global and Geometric Aspects of Nonlinear Partial Differential Equations. Ihre Faszination für die Vielseitigkeit dieses Themas in den Anwendungen und die Zusammenhänge zur Geometrie haben sich über viele Jahrzehnte erhalten. Für den Workshop Nonlinear Days 2015 wurde sie für einen Hauptvortrag nach Karlsruhe eingeladen. Wir haben diese Gelegenheit genutzt, das Thema der Modellbildung mit Hilfe von partiellen Differentialgleichungen mit ihr etwas allgemeiner zu beleuchten. Traditionell stehen elliptische wie parabolische Gleichungen am Beginn der modernen Modellbildung von Prozessen in der Physik, der Biologie und Chemie. Hier sind es Diffusions-, Reaktions-, Transport- und Wachstumsprozesse, die zunächst durch gewöhnliche Differentialgleichungen beschrieben wurden. Allerdings waren vor etwa 150 Jahren die Anwendungen in Teilen schon zu komplex für dieses zu einfache Modell. Abhängigkeiten von Veränderungen in allen Raum- und der Zeitrichtung sollten interagierend erfasst werden. Das führte zwingend auf die partiellen Differentialgleichungen. Mit dem Aufstellen der Gleichungen verband sich die Hoffnung, durch die zugehörigen Lösungen Vorhersagen treffen zu können. Um diese Lösungen zu finden, brauchte es aber ganz neue Konzepte. Am Anfang der Entwicklung standen beispielsweise die Fourierreihen, die (unter den richtigen Voraussetzungen) eine Darstellung solcher Lösungen sein können. Werkzeuge wie Fourier- und Lapalacetransformation konnten zumindest für bestimmte Geometrien hilfreiche Antworten geben. Später wurder der Begriff der schwachen Lösung bzw. schwachen Formulierung geprägt und die damit verbundenen Sobolevräume auf verschiedenen Wegen entwickelt und untersucht. Die Suche nach den Lösungen der Gleichungen hat damit die theoretische Entwicklung in der Mathematik stark vorangetrieben. Heute sind wir froh, dass wir in der linearen Theorie (siehe auch Lemma von Lax-Milgram) vieles verstanden haben und versuchen uns Stück für Stück nichtlineare Modellen anzueignen. Ein erster Schritt ist häufig eine lokale Linearisierung oder das Zulassen von Nichtlinearitäten in untergeordneten Termen (semilineare Probleme). Ein integraler Bestandteil ist hier jedoch auch die Möglichkeit, mehr als eine Lösung der Gleichung zu haben und wir brauchen deshalb Konzepte, die physikalisch relevante unter ihnen zu finden. Hier sind Konzepte der Stabilität wichtig. Nur stabile Lösungen sind solche, die zu beobachtbaren Phänomenen führen. Wichtige Werkzeuge in der Lösungstheorie sind auch die Normen, in denen wir unsere Lösungen messen. Am überzeugendsten ist es, wenn sich Normen in Energien des Systems übersetzen lassen. Dann kann man auch die Stabilität im Rahmen von Energieerhaltung und Energieminimierung diskutieren. Literatur und Zusatzinformationen Catherine Bandle: Die Mathematik als moderne Weltsprache - Am Beispiel der Differenzialgleichungen, UniNova Wissenschaftsmagazin der Universität Basel, Band 87, 2000. R.Farwig: Skript zu Elementaren Differentialgleichungen, Technische Universität Darmstadt, 2008. Videos zu PDEs (in Englisch) Video zur Fourierreihenidee auf Deutsch