Vom unvorstellbar Großen bis zum unvorstellbar Kleinen. Die Physik beschreibt die Welt auf sehr unterschiedlichen Größenskalen. Was unterscheidet Makrokosmos und Mikrokosmos – und wo stehen wir selbst?
Man unterscheidet in der Physik drei Bereiche: den Makrokosmos (das sehr Große), den Mikrokosmos (das sehr Kleine) und dazwischen den Mesokosmos. Im Mesokosmos leben wir – hier funktioniert unsere Alltagserfahrung.
Der Mesokosmos ist wichtig, weil wir von hier aus den Makro- und den Mikrokosmos beschreiben. Was wir „groß“ oder „klein“ nennen, hängt also auch von unserem Standpunkt ab.
Wikipedia: Mikrokosmos | Makrokosmos | Quantenphysik | Relativitätstheorie
Begriffe: groß, klein, beobachten, messen, beschreiben, Makrokosmos, Mesokosmos, Mikrokosmos, Relativitätstheorie, Quantenphysik
Der Mesokosmos – unsere Welt
Der Mesokosmos ist der Bereich, den wir direkt mit unseren Sinnen wahrnehmen. Zimmer, Straßen, Bäume, Tiere, Menschen. Hier gelten die Gesetze der klassischen Physik sehr gut.
Würden wir sehr viel kleiner oder sehr viel größer sein, würde sich auch unser „normaler“ Bereich verschieben. Für eine Ameise wäre der Ameisenhaufen Mesokosmos, für sie wäre unsere Welt bereits Makrokosmos.
Der Makrokosmos – die Welt des sehr Großen
Der Makrokosmos beginnt dort, wo Entfernungen und Massen so groß werden, dass unsere Alltagserfahrung nicht mehr ausreicht.
Zum Makrokosmos gehören: das Sonnensystem, die Milchstraße, Galaxienhaufen und schließlich das gesamte Universum. Entfernungen misst man hier oft in Lichtjahren, nicht mehr in Metern.
Im Makrokosmos spielen Effekte eine Rolle, die wir im Alltag kaum bemerken. Die Relativitätstheorie beschreibt, wie Raum und Zeit durch große Massen oder sehr hohe Geschwindigkeiten beeinflusst werden.
Zeit vergeht nicht überall gleich, Längen sind nicht absolut, und Gravitation ist eine Eigenschaft der Raumzeit.
Der Mikrokosmos – die Welt des sehr Kleinen
Der Mikrokosmos beginnt dort, wo Dinge so klein werden, dass man sie nur mit speziellen Instrumenten untersuchen kann.
Dazu gehören: Zellen, Moleküle, Atome, Atomkerne und Elementarteilchen. Je kleiner wir werden, desto weniger passt die klassische Physik.
Im Mikrokosmos gelten die Gesetze der Quantenphysik. Bestimmte Größen sind nicht beliebig, sondern treten nur in festen Stufen auf. Teilchen zeigen Welleneigenschaften, und Messungen beeinflussen das Ergebnis.
Ort und Bewegung eines Teilchens können nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmt werden. Diese Grenze nennt man Unschärferelation.
Die wichtigsten Unterschiede
- Im Makrokosmos dominiert die Relativitätstheorie, im Mikrokosmos die Quantenphysik.
- Im Mesokosmos funktionieren unsere Alltagserfahrungen am besten.
- Im Mikrokosmos beeinflusst das Messen das Ergebnis.
- Im Makrokosmos spielen extreme Entfernungen, Massen und Zeiten eine Rolle.
- Unsere Begriffe von „groß“ und „klein“ sind standortabhängig.
Immer noch interessiert?
- YouTube: Größenordnungen des Universums
- CRE-Podcast: Mikrokosmos & Makrokosmos
- Überlege: In welchem Bereich funktionieren Alltagsregeln – und wo nicht mehr?
Wichtige Wörter: vergleichen, wahrnehmen, messen, beschreiben, erklären, Makrokosmos, Mesokosmos, Mikrokosmos, Größe, Skala, Relativitätstheorie, Quantenphysik
Was muss ich mir merken?
Makrokosmos und Mikrokosmos beschreiben extreme Größenbereiche.
Dazwischen liegt der Mesokosmos – unsere Alltagswelt.
Je nach Größenskala gelten unterschiedliche physikalische Gesetze.