Frage von jimmy18, 54

In welche Richtung(en) bildet sich der durch Massen enstandene "Trichter" in der Raumzeit?

Man sagt ja, dass man sich die Effekte von Gravitation wie eine Kugel auf einem gespannten Tuch vorstellen soll. Ich verstehe dieses Bild aber nicht, da es ja kein oben und unten im Universum gibt. Denn dadurch, um mit dem Beispiel zu sprechen, muesste das Tuch in alle richtungen gleich stark durchhängen. Richtig? Bin gespannt auf eure Antworten.

Antwort
von Roderic, 40

Tja. Das ist eben das Problem mit der Anschaulichkeit.

Sie führt manchmal auf's Glatteis...

...aufs "Anschaulichkeit-Glatteis".

Und das ist dünn.

;-)

Antwort
von Locuthos, 37

Du musst dir dieses Tuch als dreidimensionales Netz vorstellen. Masse ist quasi die "Verdichtung" dieses Netzes, da bei Anwesenheit von Masse eben ein "Massenüberdruck" entsteht.

Also so als würdest du einen Schwamm in der Mitte zusammendrücken. An den Enden bliebe die Raumzeit normal, in der Mitte (da, wo die Masse ist) wird sie aber zusammengedrückt und mir ihr alles in ihrer Nähe.

Ich hoffe, du kannst dir vorstellen, was ich meine :D

Kommentar von jimmy18 ,

wenn du damit meinst, dass bildlich unendlich tuecher in jeder Richtung an einem stern z.b. anliegen, und jedes fuer sich verzogen wird und das auch symmetrisch dann ja.. aber so richtig dann doch nicht glaube ich :D

Kommentar von Locuthos ,

Eben so, als wäre der Stern innerhalb eines riesigen Schwamms, den er von innen zusammenzieht. Es entstünde also ein dreidimensionaler "Trichter" im Schwamm, der von allen 4 (in echt unendlich vielen) Seiten des Schwamms ausginge.

Der Schwamm ist hierbei die Raumzeit. :)

Kommentar von Viktor1 ,

Warum sollte man sich solchen Quatsch vorstellen ?

Kommentar von Locuthos ,

@Viktor1 Weil man es verstehen möchte!? Und warum Quatsch? Hast du ein besseres Beispiel zur Veranschaulichung?

Antwort
von Raph101, 38

Das Beispiel mit dem Tuch ist dumm gewählt. Dort beschreibt man Gravitation mit Gravitation.
Lass dich besser nicht auf dieses Bild ein;)

Antwort
von gh7401, 15

Die Erklärung als "gespanntes Gummituch" ist miserabel. Du musst es nicht verstehen. Die Profis distanzieren sich heftig von diesem Bild.

Antwort
von Ranzino, 27

Du hast dann wirklich nicht viel begriffen. ;)  Raumzeit ist nun mal kein Tuch.

Kommentar von jimmy18 ,

Um die Frage ueberschaubar zu halten, ist das beispiel mit dem tuch, denke ich, durchaus angebracht. Kannst du es beschreiben? hast du es "begriffen"?

Kommentar von Ranzino ,

Ich kenne die Tuch-Analogie und weiß, was gemeint ist. 

Kommentar von Abahatchi ,

@ jimmy18, 

eine Kugel auf einem Gummituch würde eine Rollbewegung einer kleineren Kugel um die Gröszere herum nur besser veranschaulichen, denn Du kannst damit eine Dehnung bzw. Stauchung der Raumzeit optisch und praktisch "sichtbar" machen, nur dasz in der echten Raumzeit dieser Trichter eben nicht zu den Seiten wölbt, sondern in die flache Ebene hinein.

Das Gummituch ist eben nur ein Hilfsmittel. Auf einen Blatt Papier könnte man auch nur zwei Dimensionen real richtig darstellen. Mit ein paar Tricks, kann man aber auch auf einem Blatt Papier etwas so zeichnen, dasz wir es als drei dimensionale Darstellung verstehen, ohne dasz die Zeichnung selbst wirklich drei besitzt. 

Um es Dir etwas Besser zu erklären, mal ein Beispiel mit der Erde. 

Vereinfacht betrachtet ist die Erde eine Kugel. Angenommen die Erde selbst hätte keine Masse, dann könnte sie auch nicht wie bei dem Gummituch die Raumzeit "krümmen". ((Krümmen ist ein eigentlich mehr als unpassendes Wort, ich würde es eher als Stauchung bzw. Dehnung bezeichnen.)) 

Wie Du sicherlich weist, ist der Umfang der Kugel Erde durch Pi auch der Durchmesser. 12735 Km Durchmesser hat die Erde in etwa. Macht ca. einen mittleren Umfang von 40008 Km. 

So, nun stelle Dir einmal vor, die Erde hätte bei einem Umfang von 40008 Km aber die Masse von 100 Sonnen, dann würde diese extreme Masse (wir gehen jetzt einfach mal davon aus, dasz die Erde so bestehen könnte) das Gummituch sehr eindellen. Aber nicht so wie Du denkst. Es würde diese extrem hoche Masse die Raumzeit krümmen, bzw. besser gesagt, verzerren bzw. noch besser gesagt "dehnen". Da die Masse sich aber hauptsächlich im Bereich der Erde selbst befindet, würde die meiste "RaumDehnung" auch in der Erde Selbst von Statten gehen. Könntest Du direkt durch eine Erde mit 100 Sonnenmassen einen Tunneln bauen, dann könntest Du für den Durchmesser wie bei Kreisen oder kleinen Kugeln nicht mehr Pi benutzen. Würdest Du also quer durch eine Erde mit 100 Sonnenmassen gehen, dann würdest Du, auch wenn sie noch immer einen Umfang von 40008 Km hätte, für die Durchschreitung der Erde wesentlich mehr als nur 12735 Km benötigen. Es befände sich in der Erde mehr Raum als ihr Umfang vermuten liesze. 

Weil man aber schlecht mehr Raum in unserer drei dimensionalen Welt nicht einfach so in eine Darstellung eines Raumes reinzeichnen kann, bedient man sich eben eines Tricks. Mann stellt den dreidimensionalen Raum als zweidimensionale Ebene dar und stellt die Raumdehnung durch Massen einfach als DehnungsTrichter zur Seite dar. Wir haben also drei Dimensionen als nur Zwei dargestellt und die Dehnung in sich mit der übrigen dritten Dimension. 

Das zweidimensionale sogenannte Gummituch soll eigentlich schon den dreidimensionalen Raum darstellen und nicht eine Fläche im Raum. 

Falls meine Erläuterung noch zu unverständlich war, lasse es mich bitte wissen und ich könnte dann in einer eigenen Antwort ausführlicher werden.

Grusz Abahatchi

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