Physikalische Möglichkeit von Szenarien in Filmen

[Hades]

Es gibt vieles in Filmen von Hollywood was man nicht erst nehmen kann, aber einzelne Szenarien abseits von irgendwelchen "Zaubermaschinen" von dennen mich die Realphysikalische Machbarkeit interessiert:

The Day after Tomorrow:

Geschwindigkeit des Temperaturabfalls:

Innerhalb weniger Tage von deutlichen Plusgraden zu tiefen Minusgraden in New York, zuletzt ein Abfall von einem Kelvin pro Sekunde. Kann die Atmosphäre in einem Gebiet wie new York durch natürliche Ursachen überhaupt so schnell abgekühlt werden?

Ausmaß des Temperaturabfalls:

Ich weiß ja nicht wie's mit der Wärmabstrahlung der Erde aussieht, aber kann diese innerhalb von wenigen Tagen den SOvielk Energie verlieren dass in Nordeuropäischen Breitengraden Temperaturen von unter Minus 100 Grad erreicht werden können?

Pitch Black:

Das Planetensystem:

Im Zentrum ein Geld-Roter Doppelstern, dann ein Saturähnlicher Planet, ein Erdähnlicher Planet, ein Planet unbekannter beschaffenheit und am Ende ein Blauer Stern.

Können sich zwischen 3 Sternen überhaupt noch Planeten bilden?

Riddik: Croniken eines Kriegers:

Planet Crematory:

Ein Planet ohne Leben, Temperaturschwankungen von -300°F (-184°C) und +700°F (+371°C), also 555K. Dürfte nicht so ungewöhnlich sein wenn ich an die Venus denke, aber die Atmosphäre von Crematory ist bei Dämmerung auf 15-30°C und Atembar. Kann eine atembare Atmosphäre sich so sehr aufheizen und Abkühlen?

[Cordess]

Ein Planet ohne Leben, Temperaturschwankungen von -300°F (-184°C) und +700°F (+371°C), also 555K. Dürfte nicht so ungewöhnlich sein wenn ich an die Venus denke,

Merkur kommt schon eher hin:
Merkur (Planet) ? Wikipedia

aber die Atmosphäre von Crematory ist bei Dämmerung auf 15-30°C und Atembar. Kann eine atembare Atmosphäre sich so sehr aufheizen und Abkühlen?

Ich denke eher, daß bei derartig hohen Temperaturdifferenzen sehr starke Orkanartige Winde wehen dürften, inwiefern sich da für eine gewissen Zeit eine mittlere Temperatur von 15-30 °C halten kann, ist fraglich.

[Hades]

Ich muss jetzt mal meine eigene Leiche fläddern

Ich hab mich in letzter Zeit wieder intensiver mit Star Wars beschäftigt und irgendwie blieb ich an der Idee von Bespin hängen. Von de schwebenden Stadt mal abgesehen, wäre es denkbar das in den Oberen Sphären eines Gasriesen wo ca 1 bar herrscht sich Leben und eine Atembare Atmosphäre entwickelt?

[HMS Fearless]

Es gibt vieles in Filmen von Hollywood was man nicht erst nehmen kann, aber einzelne Szenarien abseits von irgendwelchen "Zaubermaschinen" von dennen mich die Realphysikalische Machbarkeit interessiert:

The Day after Tomorrow:

Geschwindigkeit des Temperaturabfalls:

Innerhalb weniger Tage von deutlichen Plusgraden zu tiefen Minusgraden in New York, zuletzt ein Abfall von einem Kelvin pro Sekunde. Kann die Atmosphäre in einem Gebiet wie new York durch natürliche Ursachen überhaupt so schnell abgekühlt werden?

Ausmaß des Temperaturabfalls:

Ich weiß ja nicht wie's mit der Wärmabstrahlung der Erde aussieht, aber kann diese innerhalb von wenigen Tagen den SOvielk Energie verlieren dass in Nordeuropäischen Breitengraden Temperaturen von unter Minus 100 Grad erreicht werden können?

Halte ich für unmöglich. Afaik braucht es für starke Klimawechsel starke Änderungen der Meeresströmungen. Und die ändern sich nicht einfach so. Die Lage der Kontinente gibt die Strömungen in groben Zügen vor.

Weiter kann die Erde nicht einfach plötzlich mehr Wärme abstrahlen. Die Abstrahlung ist abhängig von Oberfläche und Temperatur. Was passieren kann, ist dass durch das schmelzen der Polkappen Energie gebunden werden kann. Aber eine Abkühlung von einem Kelvin pro Sekunde? Das schafft keine Kühltruhe, geschweige denn das globale Klima.

Pitch Black:

Das Planetensystem:

Im Zentrum ein Geld-Roter Doppelstern, dann ein Saturähnlicher Planet, ein Erdähnlicher Planet, ein Planet unbekannter beschaffenheit und am Ende ein Blauer Stern.

Können sich zwischen 3 Sternen überhaupt noch Planeten bilden?

Grosse Sterne wie rote und blaue Riesen haben afaik nie Planeten. Unsere Sonne ist ein Zwergstern und ich habe noch nie von einem blauen Zwergstern gehört.
Die Farbe des Sterns geht auf seine Temperatur zurück. Und die Temperatur hängt mit dem Lebenszyklus und der Grösse des Sterns zusammen.
Ob Binär- oder Trinärsysteme Planeten haben können, wage ich zu bezweifeln. Die Gezeitenkräfte dürften das zusammenballen der Protoplanetaren Scheibe verhindern.

Riddik: Croniken eines Kriegers:

Planet Crematory:

Ein Planet ohne Leben, Temperaturschwankungen von -300°F (-184°C) und +700°F (+371°C), also 555K. Dürfte nicht so ungewöhnlich sein wenn ich an die Venus denke, aber die Atmosphäre von Crematory ist bei Dämmerung auf 15-30°C und Atembar. Kann eine atembare Atmosphäre sich so sehr aufheizen und Abkühlen?

Der Merkur hat so massive Schwankungen zwischen Tag und Nacht weil er nahe an der Sonne ist und keine Atmosphäre hat. Die Atmosphäre dämpft die Temeperaturschwankungen stark ab. Ein solcher Temperaturunterschied halte ich bei einem Planeten mit dichter Atmosphäre nicht für möglich.

Eine Tagestemperatur die so hoch ist, dass ein Mensch binnen Sekunden zu Asche verbrennt, wie es in dem Film dargestellt wird, würde bedeuteten, dass der Planet extrem nahe an der Sonne liegt. Evt. näher als der Merkur der Sonne. Viel zu nahe um flüsiges Oberflächenwasser zuzulassen. Die Temperatur, ionisierende Strahlung und die massiven Bewegungen des Planeten durch die Gezeitenkräfte der Sonne in so geringer Nähe dürfte die Entstehung von auf Photosynthese basierendem Leben effektiv verhindern. Und ohne solches Leben frage ich mich wie der Planet zu einer atembaren Atmosphäre kommen sollte.

[Hades]

Weiter kann die Erde nicht einfach plötzlich mehr Wärme abstrahlen. Die Abstrahlung ist abhängig von Oberfläche und Temperatur. Was passieren kann, ist dass durch das schmelzen der Polkappen Energie gebunden werden kann. Aber eine Abkühlung von einem Kelvin pro Sekunde? Das schafft keine Kühltruhe, geschweige denn das globale Klima.

Ich mein; Emmerich hat mit 2012 den "Wissenschaftlich falschesten Film seit "The Core"" nach geliefert seit TDAT aber wie ich damals schon dachte, genau so ein Schwachsinn.

Grosse Sterne wie rote und blaue Riesen haben afaik nie Planeten. Unsere Sonne ist ein Zwergstern und ich habe noch nie von einem blauen Zwergstern gehört.

Gut, blauer Zwergstern war sicher mein eigener Fehler weil ich die nicht maßstabsgetreuen Darstellungen des Films in Worte fassen wollte.

Ob Binär- oder Trinärsysteme Planeten haben können, wage ich zu bezweifeln. Die Gezeitenkräfte dürften das zusammenballen der Protoplanetaren Scheibe verhindern.

Wobei, unser nächstes Sonnensystem ist auch noch Thema einer Diskussion es wird noch nicht ausgeschlossen das es da einen Planeten gibt.

Ich denke je nach dem wie Groß die Sterne sind und wie nah sie sich umkreisen könnte weiter draußen eine Protoplanetaren Scheibe bestehen bleiben.

Der Merkur hat so massive Schwankungen zwischen Tag und Nacht weil er nahe an der Sonne ist und keine Atmosphäre hat. Die Atmosphäre dämpft die Temeperaturschwankungen stark ab. Ein solcher Temperaturunterschied halte ich bei einem Planeten mit dichter Atmosphäre nicht für möglich.

Eine Tagestemperatur die so hoch ist, dass ein Mensch binnen Sekunden zu Asche verbrennt, wie es in dem Film dargestellt wird, würde bedeuteten, dass der Planet extrem nahe an der Sonne liegt. Evt. näher als der Merkur der Sonne. Viel zu nahe um flüsiges Oberflächenwasser zuzulassen. Die Temperatur, ionisierende Strahlung und die massiven Bewegungen des Planeten durch die Gezeitenkräfte der Sonne in so geringer Nähe dürfte die Entstehung von auf Photosynthese basierendem Leben effektiv verhindern. Und ohne solches Leben frage ich mich wie der Planet zu einer atembaren Atmosphäre kommen sollte.

Also ebenso wieder nur Schwachsinn.

Früher war ich auch noch etwas optimistischer das das eine oder andere Szenario nicht komplette Fantasy sein könnte.

[Liopleurodon]

Grosse Sterne wie rote und blaue Riesen haben afaik nie Planeten. Unsere Sonne ist ein Zwergstern und ich habe noch nie von einem blauen Zwergstern gehört.

Nach meiner Kenntnis stimmt das so nicht. Einzelheiten müsste ich noch nachschlagen. Ich meine, dass zumindest bei einigen roten Sternen schon mal Planeten gesichtet wurden.

Ob Binär- oder Trinärsysteme Planeten haben können, wage ich zu bezweifeln. Die Gezeitenkräfte dürften das zusammenballen der Protoplanetaren Scheibe verhindern.

Das ist im Gegenteil gar nicht so selten. Es wurden schon Planeten beobachtet, die sich innerhalb eines Vierersternsystems befinden. Nur einige Beispiele auf die Schnelle:

http://arxiv.org/pdf/1210.3612

The sdB+M Eclipsing System HW Virginis and its Circumbinary Planets - Abstract - The Astronomical Journal - IOPscience

http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0002227

[Hades]

Das ist im Gegenteil gar nicht so selten. Es wurden schon Planeten beobachtet, die sich innerhalb eines Vierersternsystems befinden. Nur einige Beispiele auf die Schnelle:

http://arxiv.org/pdf/1210.3612

The sdB+M Eclipsing System HW Virginis and its Circumbinary Planets - Abstract - The Astronomical Journal - IOPscience
http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0002227

Mir kommt grad ne Idee so durch den Kopf geschossen, könnte je nach Stellung der Sterne es nicht sogar vorteilhaft sein weil durch die Gezeitenkräfte sich die Scheibe stärker verklumpt und so Protoplaneten sich leichter verdichten?

[HMS Fearless]

Das ist im Gegenteil gar nicht so selten. Es wurden schon Planeten beobachtet, die sich innerhalb eines Vierersternsystems befinden.

Mein Fehler.
Würde mich interessieren wie sich Planeten zusammenballen wenn die Protoplanetare Scheibe der Schwerkraft von mehr als einer Sonne unterworfen ist.
Offenbar funktioniert es, aber irgendwie klingt es für mich so als würde man darauf warten, dass sich eine Suspension absetzt, während man drin rührt.

[Liopleurodon]

Mein Fehler.
Würde mich interessieren wie sich Planeten zusammenballen wenn die Protoplanetare Scheibe der Schwerkraft von mehr als einer Sonne unterworfen ist.
Offenbar funktioniert es, aber irgendwie klingt es für mich so als würde man darauf warten, dass sich eine Suspension absetzt, während man drin rührt.

Diese Frage ist nicht leicht zu beantworten. Ein ganz wichtiger Faktor dabei ist die Entfernung der Sterne zueinander und ob die Planeten jeweils einen oder zwei Sterne umkreisen. Je größer die mittlere Entfernung der Sterne ist, desto geringer werden Störeinflüsse auf die Planetenbildung des anderen Sterns sein. Ein ganz interessanter Artikel ist dieser hier:

http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0701266

Das Planetensystem in Pitch Black scheint jung zu sein, das legt zumindest die Anwesenheit des blauweißen Sterns nahe. Die Biosphäre auf dem Mond scheint sehr instabil zu sein: Der ganze Himmelskörper ist eine Wüste und es werden nur wenige Lebensformen gezeigt. Ich habe dieses Szenario immer als eine Endzeitwelt verstanden. Die Lebensformen - woher auch immer sie dorthin gekommen sein mögen - stehen vor ihrem Untergang. Wieviele Sonnenfinsterniszyklen würden die Flugtiere noch überstehen, wenn sie nicht rein zufällig von außen etwas zu fressen bekämen, in diesem Fall in Form von Schiffbrüchigen?

Nochmal zur obigen Frage zurück und ein Beispiel für Planeten in der Umgebung eines ehemaligen Roten Riesensterns:

A compact system of small planets around a former red-giant star : Nature : Nature Publishing Group

Das Stadium des Roten Riesen bedeutet lediglich, dass es sich um einen alten Stern handelt. Auch unsere eigene Sonne wird einst so enden.

Ein noch extremeres Szenario sind sicher die Pulsarplaneten, von denen mittlerweile auch etliche bekannt sind:

http://c3po.barnesos.net/list/bodenheimer.review.pdf

Formation of a planet orbiting pulsar 1829?10 from the debris of a supernova explosion

http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0307339

http://arxiv.org/pdf/1203.2919

Es könnte sein, dass es sich dabei um ehemalige Riesenplaneten handelt, welche die Supernovaexplosion zumindest in Resten (als Planetenkerne) überstanden haben. Auch eine Bildung aus dem Material der Supernova selbst wird für möglich gehalten.

[Spocky]

Ich hab mich in letzter Zeit wieder intensiver mit Star Wars beschäftigt und irgendwie blieb ich an der Idee von Bespin hängen. Von de schwebenden Stadt mal abgesehen, wäre es denkbar das in den Oberen Sphären eines Gasriesen wo ca 1 bar herrscht sich Leben und eine Atembare Atmosphäre entwickelt?

Mag sein, dass sich da organische Moleküle entwickeln, aber mehr auch nicht. Nach allem, was wir bisher wissen braucht man das flüssige Medium Wasser, um dort die ganzen chemischen Reaktionen ablaufen lassen zu können. Das kriegst du auf enem Gasriesen bei 1 bar nicht gebacken.

[Liopleurodon]

Mag sein, dass sich da organische Moleküle entwickeln, aber mehr auch nicht. Nach allem, was wir bisher wissen braucht man das flüssige Medium Wasser, um dort die ganzen chemischen Reaktionen ablaufen lassen zu können. Das kriegst du auf enem Gasriesen bei 1 bar nicht gebacken.

Das hängt von der Zusammensetzung des "Gasriesen" und seinem Temperaturregime ab. Bei einem signifikant hohen Wasseranteil (höher als bei Jupiter oder Saturn) könnten die oberen Atmosphärenschichten Wassertröpfchen enthalten. Diese könnten sogar als Anreicherungsmedium für organische Moleküle dienen. Damit wären drei wichtige Voraussetzungen für die Entstehung von Leben schon mal gegeben.

Auch die meisten "Supererden" würden von außen betrachtet wie ein Gasriese aussehen, weil die Atmosphäre im sichtbaren Licht wahrscheinlich kaum zu durchdringen wäre und man nichts anderes sähe als diverse Wolkenschichten. Aber immerhin hätten diese Planeten noch irgendeine Art von Oberfläche tief unter den Wolken.

[Spocky]

Aber wenn die Tröpchen wegen der organischen Stoffe zu schwer oder sie einfach nur zu groß werden, dann regnen sie ab und das wars dann mit dem Leben

[Liopleurodon]

The Day after Tomorrow:

Geschwindigkeit des Temperaturabfalls:

Innerhalb weniger Tage von deutlichen Plusgraden zu tiefen Minusgraden in New York, zuletzt ein Abfall von einem Kelvin pro Sekunde. Kann die Atmosphäre in einem Gebiet wie new York durch natürliche Ursachen überhaupt so schnell abgekühlt werden?

Die kalte Luft müsste irgendwo herkommen. Sofern nicht ein Sturm große Luftmassen direkt vom winterlichen Norpol hereinträgt, sehe ich dafür keine realistischen Möglichkeiten.

Ausmaß des Temperaturabfalls:

Ich weiß ja nicht wie's mit der Wärmabstrahlung der Erde aussieht, aber kann diese innerhalb von wenigen Tagen den SOvielk Energie verlieren dass in Nordeuropäischen Breitengraden Temperaturen von unter Minus 100 Grad erreicht werden können?

Im Film wurde es damit erklärt, dass die Kälte aus der oberen Atmosphäre stammt und durch einen Supersturm in die unter Luftschichten gezogen wurde. Allerdings herrscht in den sehr kalten Luftschichten der oberen Atmosphäre ein sehr niedriger Luftdruck. Diese verdünnte kalte Luft (mit geringer Masse pro Volumen) müsste gegenüber den wärmeren, dichten Luftschichten der unteren Atmosphäre dominieren. Das würde so kurzfristig nicht funktionieren, denn die nach unten gezogene Luft wird sich erwärmen, weil die unteren Luftschichten so viel mehr Wärme bereits gespeichert haben.

Ein anderes Problem ergibt sich aus den Gasgesetzen. Luft der oberen Atmosphäre würde beim Absinken auf Bodenniveau komprimiert werden. Schon dadurch wird sie wärmer.

Riddik: Croniken eines Kriegers:

Planet Crematory:

Ein Planet ohne Leben, Temperaturschwankungen von -300°F (-184°C) und +700°F (+371°C), also 555K. Dürfte nicht so ungewöhnlich sein wenn ich an die Venus denke, aber die Atmosphäre von Crematory ist bei Dämmerung auf 15-30°C und Atembar. Kann eine atembare Atmosphäre sich so sehr aufheizen und Abkühlen?

Die Temperaturschwankungen an sich sind nicht unrealistisch. Aber woher stammt der Sauerstoff, der die Atmosphäre atembar macht? Welche Organismen halten diese Schwankungen aus, wo verbergen sie sich und was geschieht mit den Wasservorräten des Planeten? Bei so hohen Temperaturen sollte sich ein signifikanter Anteil des Wasserinventars in der oberen Atmosphäre sammeln. Die UV-Strahlung des Sterns würde das Wasser spalten, der Planet würde austrocknen und könnte irgendwann kein Leben mehr erhalten. Der Verlust der einst atembaren Atmosphäre (z.B. durch Oxidation oberflächennaher Mineralien) wäre dann eine Sache von nur wenigen Tausend Jahren.

Aber wenn die Tröpchen wegen der organischen Stoffe zu schwer oder sie einfach nur zu groß werden, dann regnen sie ab und das wars dann mit dem Leben

Das hängt ja von den Luftströmungen und dem Verdunstungsgleichgewicht ab. In Wolken auf der Erde gibt es z.B. auch Aufwärtsbewegungen.

Schon Jupiter transportiert aus seinem Inneren eine große Wärmemenge in die oberen Atmosphärenschichten. Warum also nicht auch ein feuchterer Planet?

[Spocky]

Das hängt ja von den Luftströmungen und dem Verdunstungsgleichgewicht ab. In Wolken auf der Erde gibt es z.B. auch Aufwärtsbewegungen.

Die dann wiederum zu einer Aufladung der Wolche und einem Gewitter führen. Letztlich ist noch kein Regentropfen da oben geblieben. Runter kommen sie immer

[Liopleurodon]

Die dann wiederum zu einer Aufladung der Wolche und einem Gewitter führen. Letztlich ist noch kein Regentropfen da oben geblieben. Runter kommen sie immer

Ja, aber es ist die Frage, wie weit und welche Bewegungen führen sie wieder nach oben.

Schon für die Venus wird Leben in Wolken für möglich gehalten:

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Several observations indicate that the cloud deck of the venusian atmosphere may provide a plausible refuge for microbial life. Having originated in a hot proto-ocean or been brought in by meteorites from Earth (or Mars), early life on Venus could have adapted to a dry, acidic atmospheric niche as the warming planet lost its oceans. The greatest obstacle for the survival of any organism in this niche may be high doses of ultraviolet (UV) radiation. Here we make the argument that such an organism may utilize sulfur allotropes present in the venusian atmosphere, particularly S₈, as a UV sunscreen, as an energy-converting pigment, or as a means for converting UV light to lower frequencies that can be used for photosynthesis. Thus, life could exist today in the clouds of Venus.

Das bezieht sich zwar auf bereits entstandenes und weiter entwickeltes Leben, aber auch solche Zellen benötigen Wasser. Ich würde die Möglichkeit nicht pauschal verwerfen.