Archiv der Kategorie: Physik

Sicherheitshinweise für den Umgang mit schwarzen Löchern

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Die Angst davor, in einem schwarzen Loch zu enden, beschäftigt zur Zeit wegen der Inbetriebnahme des LHCs wieder viele. Praktische Hinweise für den Umgang mit gefährlichen schwarzen Löchern sind jedoch immer noch Mangelware.
Ich habe für den Fall der Fälle daher Verhaltensrichtlinien für Begegnungen mit einem schwarzen Loch entwickelt. Sie richten sich nach neuesten Erkenntnissen des Kap’s Logs und werden regelmäßig mindestens bei jedem Weltuntergang aktualisiert. Trotzdem kann ich natürlich keine Haftung für die Richtigkeit der Angaben übernehmen.
  1. Keine Ruhe bewahren! Schwarze Löcher sind extrem spontan: Sie können in kürzester Zeit alles in ihrer Umgebung verschlingen oder in Sekundenbruchteilen selbst verschwinden. Handeln Sie daher so schnell wie irgendwie möglich, sonst ist es zu spät. Spielen Sie regelmäßig das Verhalten beim Auftauchen von schwarzen Löchern durch, damit Sie im Ernstfall schnellstmöglich reagieren können.
  2. Verifizieren Sie, dass es sich tatsächlich um ein schwarzes Loch handelt: Auch wenn man das schwarze Loch selbst nicht sieht, sind um das eigentliche schwarze Loch herum deutliche und charakteristische optische Verzerrungen zu sehen. Falls nicht, handelt es sich wahrscheinlich um einen Fehler in Ihren Augen, auf Ihrem Bildschirm oder einfach nur um eine plumpe Fälschung. Falls sich herausstellt, dass Sie es nicht mit einem echten schwarzen Loch zu tun haben, sondern sich jemand einen Scherz mit Ihnen erlaubt hat, erübrigen sich normalerweise alle weiteren Schritte.
  3. Abstand halten, nicht streicheln oder füttern: Alles was in die Nähe des schwarzen Loches kommt wird von ihm angezogen und einverleibt. Damit wird das schwarze Loch noch größer und mächtiger. Daher ist es wichtig, sich selbst und alle größeren beweglichen Gegenstände vom schwarzen Loch fernzuhalten. Falls Sie es nicht mehr schaffen, rechtzeitig zu fliehen, sollten sie sich möglichst klein machen, dann dauert es etwas länger, bis Sie zerrissen werden (vgl. Spaghettisierung) und sie können dieses einmalige und aufregende Erlebnis länger (auf die Zeitachse bezogen) genießen.
  4. Polizei, CERN und mich alarmieren. Die Polizei sollte so schnell wie möglich das Gebiet weiträumig absichern, auf eine Festnahme des schwarzen Loches sollte aus Sicherheitsgründen verzichtet werden. Das CERN hat ein ungeheures wissenschaftliches Interesse an schwarzen Löchern. Außerdem bitte  darum, mich bei Sichtung eines schwarzen Loches unverzüglich zu informieren, damit ich und alle Leser dieses Blogs von Ihren Erfahrungen profitieren können und wir alle in Zukunft noch sicherer Leben können (wenn überhaupt).
  5. Beweise sichern. Wo kam das schwarze Loch her (eventuelle Löcher in der Wand)? Wie hat es sich bewegt? Was hat es beschädigt (für die Versicherung)? Man sollte jedes Detail genauestens protokollieren und wenn möglich auch mit Foto oder Videokamera festhalten. Auch scheinbar Unwichtiges kann später in der Untersuchung sehr bedeutsam sein.
  6. Vermarktungsrechte sichern. Stellen Sie sicher, dass sich niemand an ihren Aufnahmen und Protokollen vergreift und sorgen Sie dafür, dass jeder Fotograf eine Erklärung unterschreibt, in der er alle Verwertungsrechte an den Bildern an Sie abtritt (gegebenenfalls vorher von einem Anwalt ein entsprechendes Formular ausarbeiten lassen und dabei mindestens 10% Provision für mich vorsehen). Dabei sollte unbedingt bedacht werden, dass gerade urheberrechtliche Fragen in Urlaubsländern zum Teil anders gehandhabt werden. Dies ist gerade auch deshalb von Bedeutung, da die Sichtungswahrscheinlichkeit von schwarzen Löchern in unbekanntem oder ethanolhaltigem Terrain drastisch ansteigt.
Ich bitte um Beachtung im Interesse der Allgemeinheit! ;-)
kapslog.de

Ein Blog in der -roll

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Ich habe neulich meine Blogroll aufgeräumt. Nachdem “Heureka!” wegen Inaktivität aussortiert wurde, findet sich dort im Moment nur noch ein echtes Blog: Astrodicticum simplex (Ich werde bei Gelegenheit mal wieder ein paar dazu setzen). Da längere Kommentare in der Blogroll dazu führen würden, dass sie diese Bezeichnung nicht mehr verdient und auch praktische Erwägungen gegen Romane in der Sidebar sprechen könnten, hier eine kleine, nicht repräsentative Rezension des verbliebenen Blogs:

Eigentlich ist es wohl ein Astronomie-Blog – und würde mich als solches wahrscheinlich wenig interessieren: Ich will an dem Zeugs über das ich etwas wissen will lieber rumfrickeln können anstatt mir zu unmenschlichen Tageszeiten Nackenkrämpfe zu holen (ok, sicher mehr Klischee als Realität bei Astronomen und auch die wenigsten Physiker stehen heute noch den ganzen Tag neben ihren Experimenten, aber was soll ‘s). Tatsächlich ist die Astronomie im Blog aber fast nebensächlich, es geht um Höheres:

Oft schreibt der Autor über sehr allgemein naturwissenschaftliche Themen. Zur Zeit rezensiert (oder -seziert?) er kapitelweise das Buch “Der Drache in meiner Garage”, dass sich unter anderem mit der Rechtfertigung der (Natur-)Wissenschaften und Angriffen auf dieselben beschäftigt (in der Zusammenfassung sind die Rezensionen aller Kapitel verlinkt). Und in diesem Bereich bewegen sich auch viele seiner anderen Posts. Das heißt er schreibt beharrlich gegen Relativitätstheorie-Leugner, Astrologen und alle möglichen und unmöglichen (sonstigen) Parawissenschaftler an.

Und wenn er sie nicht gerade  verteidigt, bemüht er sich auch mal selbst um die Vermittlung von Wissenschaften. Einer der Höhepunkte war für mich eine Beitragsserie zu Chaos/Chaostheorie (im letzten Beitrag sind alle vorherigen verlinkt).

Feynman Lectures als Video

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Richard Feynman (Physik-Nobelpreisträger 1965) war unter anderem bekannt für seine sehr anschaulichen und lebendigen Vorlesungen. Auch als Bücher haben viele seiner Vorlesungen einen hohen Bekanntheitsgrad.

Bill Gates hat sich die Rechte an den Videoaufzeichnungen (zumindest einiger) dieser “Feynman Lectures” gesichert. Frei zugänglich sind nun sieben jeweils knapp einstündige Physik-Vorlesungen. Wie zu befürchten, geschieht diese Veröffentlichung nicht ganz ohne wirtschaftliche Hintergedanken: Die Vorlesungen sind Teil eines Projekts mit dem Namen “Tuva”, das Silverlight und damit IE oder Firefox mit entsprechendem Plug-In voraussetzt und sich wohl mit der interaktiven Aufbereitung von Videos befasst. Dementsprechend ausführlich sind die Feynman-Lectures dann aber auch aufgearbeitet: Es sind Kommentare von Professoren vorgesehen und diverse zusätzliche Inhalte verknüpft sowie eine Vielzahl an Sprungmarken vorgesehen.

Bundessieger Jugend forscht 2009 gekürt

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Die Bundessieger des diesjährigen “Jugend forscht”-Wettbewerbs stehen fest. Bei dem Wettbewerb forschen Jugendliche selbstständig an einer selbstgewählten Aufgabenstellung in einem der vorgegebenen Themenbereiche (im Wesentlichen aus dem naturwissenschaftlich-technischen Bereich). Die verschiedenen Arbeiten durchlaufen mehrere Wettbewerbsrunden vom Regionalwettbewerb bis zum Bundeswettbewerb.

Die Arbeiten

Der Preis des Bundespräsidenten geht dabei an eine Arbeit, bei der am Computer simuliert wurde, wie bestimmte Strukturen im All entstehen können. Damit gehört sie zu den relativ theoretischen Arbeiten des Wettbewerbs. Auf der anderen Seite gab es aber auch sehr praktische Arbeiten wie die Optimierung eines Härteverfahrens für Stahl. Einen Überblick über alle Bundessieger 2009 und deren Arbeiten gibt es auf der Website des Bundeswettbewerbs.

Der Wettbewerb

Der Jugend forscht Wettbewerb ist sicherlich einer der bekanntesten wissenschaftlichen Nachwuchswettbewerbe in Deutschland. Die Teilnahmebedingungen lassen den Wettbewerbsteilnehmern viele Freiheiten was die Ausgestaltung des Themas und dessen Bearbeitung betrifft. Dadurch ergibt sich immer auch eine große Vielfalt an Themen und Techniken mit denen diese bearbeitet werden.

Für alle Interessierten finden sich weitere Informationen unter anderem auch zu den Teilnahmebedingungen (fast identisch noch einmal hier?! ;-) ) an vielen Stellen im Internet. Einige der Wettbewerbsteilnehmer der vergangenen Jahre stellen ihre Arbeiten auch selbst noch einmal im Internet auf einer Website vor. Dazu gehört zum Beispiel dieses Java-Applet zur Quantenphysik aus dem Jugend forscht Wettbewerb 2003 (zum Schließen des Applets einfach die zugehörige Website verlassen).

Wolfram Alpha vs. Google als Rechner und Hausaufgabenhilfe

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Wolfram Alpha ist jetzt für die Öffentlichkeit zugänglich, nicht mehr nur für ein paar ausgewählte Tester. Entsprechend viele Rezensionen gibt es auch schon darüber, und sie sind sich alle im Wesentlichen einig darüber, dass Google derzeit nicht ernsthaft bedroht ist. Manch Blogger war nicht gerade begeistert von den naturwissenschaftlichen Fähigkeiten von Wolfram Alpha. Ich habe die beiden auch mal verglichen, und festgestellt, dass es doch gewisse Dinge gibt, die Wolfram Alpha besser oder zumindest schöner kann.

Anmerkung: Inzwischen habe ich auch noch einen Post über Ungenauigkeiten bzw. Fehler im Google-Rechner geschrieben. Außerdem gibt es einen ausführlichen Beitrag über die Mathe-Syntax von Wolfram Alpha.

Unten sind jeweils die entsprechenden Suchanfragen bei Google und Wolfram Alpha verlinkt.

Mathe

Eigentlich braucht man keinen Internetdienst zum Rechnen – trotzdem schlägt schon Google den Windows-Taschenrechner um Längen. Und jetzt kommt Wolfram Alpha von einem ausgewießenen Mathematiker.

Zum Vergleich: Eine einfache Rechenaufgabe bei Google und Wolfram Alpha: Google bietet mehr Nachkommastellen (sechs statt vier), zeigt aber die Formel genauso kryptisch an, wie man sie eingibt (bis auf ein zusätzliches Klammernpaar). Wolfram Alpha zeigt sich schon etwas großzügiger und gibt den Term noch einmal menschenfreundlich (mit Bruchstrich etc.) wieder, bevor es zum Ergebnis kommt.

Bei komplexen Zahlen sind grundsätzlich erst einmal wieder beide gleichauf: Google vs. Wolfram Alpha.

Beim Lösen einer einfachen quadratischen Gleichung fällt Google in den normalen Suchmodus, während Wolfram Alpha langsam in die Gänge kommt und beide Ergebnisse mit Darstellung als Wurzel ausgibt, sowie einen Plot der Funktion im relevanten Bereich mitliefert. Selbst Gleichungen mit umfangreicheren Lösungsmengen werden noch einwandfrei gelöst (die ebenfalls angebotene Alternativdarstellung ist in diesem Fall wohl nur selten hilfreich). Soweit man die entsprechende Syntax beherrscht, kann man zum Beispiel auch die dargestellten Bereiche geplotteter Funktionen mit angeben bzw. auf Mathematica-Syntax ausweichen. Zu bemerken ist hier auch, dass Wolfram Alpha Realteil und Imaginärteil der Funktion im gleichen Schaubild ausgibt.

Wolfram Alpha unterstützt auch das Auflösen von Gleichungen mit mehreren Unbekannten nach einer angegebenen Variable und zeigt dazu nach Klick auf einen Link neben dem Ergebnis sogar Umformschritte mit Textbeschreibung an (und zwar ausführlicher, als es die meisten Mathematiklehrer verlangen).

Gelegentlich ist es bei Wolfram Alpha ein Nachteil, dass die relevanten Ergebnisse irgendwo im Wulst von Alternativdarstellungen und Integralen untergehen, obwohl doch gerade die komprimierte Darstellung relevanter Information zu den Zielen dieser [was auch immer]-Maschine gehört. Zum Beispiel übersieht man hier leicht die unscheinbare “1″.

Ein bisschen Physik

Einfache Rechnungen mit physikalischen Einheiten funktionieren auch noch sowohl bei Google als auch bei Wolfram Alpha, wobei die verschiedenen Darstellungen von Wolfram Alpha hier tatsächlich sinnvoll wirken, während Google beispielsweise den Druck grundsätzlich in Pascal angibt, sodass gelegentlich Nullen gezählt werden müssen.

Als einfaches Nachschlagewerk für physikalische Größen ist Wolfram Alpha dann geeignet, wenn lediglich Gleichungen gesucht sind. Für ausführlichere Erklärungen sind wohl weiterhin Wikipedia oder andere menschengeschriebene Seiten die Informationsquelle der Wahl.

Fazit

Beide Dienste lassen sich auch für verschiedene Berechnungen verwenden, wobei diese Verwendung bei Wolfram Alpha offensichtlich mehr im Zentrum steht als bei Google. Dort hat man bei der Entwicklung des Webdienstes wohl in größerem Stil Funktionen aus Mathematica integriert. Dementsprechend sind dort viele der entsprechenden Funktionen wesentlich besser ausgebaut. Die Performance war aber zum Testzeitpunkt noch nicht auf dem Niveau von Google.

Wolfram Alpha kann sicherlich auch bei der Arbeit für die Schule eine interessante Hilfestellung als Formelsammlung, Plotter und Rechner sein. Vielleicht müssen sich in Zukunft Lehrer noch mehr Gedanken darüber machen, wie sie ihre Schüler dazu bringen, bei ihren Hausaufgaben zumindest einfache Rechnungen im Kopf (oder auf dem Papier) zu machen. Zur Lösung von Aufgaben in Prüfungen jedenfalls wird in nächster Zeit wohl kaum Internet zur Verfügung stehen – aber dafür gibt es ja (grafikfähige) Taschenrechner.