Was ist Gravitation und wie funktioniert sie?
Zur Darstellung der Gravitation wird ja häufiger das untere Bild verwendet, in dem das Raum-Zeit Kontinuum dargestellt ist und Gravitation als durch die Masse der sich in ihm befindlichen Objekte "Ausbeulungen" erzeugt.
Zuerst einmal ist das Bild ja vereinfacht, da Gravitation ja in alle Richtungen funktioniert und nicht nur "nach unten". Aber wie breitet sich die Gravitation aus? Denn das Objekt das von der Gravitation beeinflusst wird muss doch irgendeine direkte "Verbindung" mit der Gravitation haben? Als Welle?
Und warum ist die Gravitation so eine schwache Kraft im Vergleich zum Beispiel mit dem Elektromagnetismus? Ich kann hochspringen und habe damit für eine kurze Zeit die Gravitation (also die gesamte Masse der Erde und alles was sich in ihr befindet) überwunden, aber bereits zwei mittel starke Magneten wird kein Mensch voneinander trennen können. Wie kann das sein? Hat die Stringtheorie recht und Gravitation dünstet in andere Dimensionen aus? Was sollen das für Dimensionen sein?
8 Antworten
Zur Darstellung der Gravitation wird ja häufiger das untere Bild verwendet, in dem das Raum-Zeit Kontinuum dargestellt ist und Gravitation als durch die Masse der sich in ihm befindlichen Objekte "Ausbeulungen" erzeugt.
das bild zeigt leider überhaupt nichts (schon alleine deshalb weil es hier keine zeitachse gibt). bloß wei darin irgendwelche gekrümmten linien vorkommen hat es noch lange nichts damit zu tun wie gravitatation als effekt einer gekrümmten raumzeit funktioniert.
die beste vereinfachte darstellung dazu die ich kenne findest du in diesem video:
https://www.youtube.com/watch?v=DdC0QN6f3G4
Denn das Objekt das von der Gravitation beeinflusst wird muss doch irgendeine direkte "Verbindung" mit der Gravitation haben?
das ist das was man in der physik ein "feld" nennt. das ist nichts besonderes an der gravitation, es gibt z.B. auch ein elektromagnetisches feld. in der allgemeinen relativitätstheorie wird dieses einfache feld der Newtonschen theorie durch eine vierdimensionale raumzeit ersetzt, welche durch die materie welche sich darin befindet verformt wird (so wie elektriche ladungen das elektromagnetiche feld beeinflussen).
Als Welle?
eine welle ist nicht dassebe wie ein feld, aber in eine feld (sei es das elektromagneitsche oder die raumzeit als analogon zum gravitationsfeld) kann sich eine welle ausbreiten (eine räumlich und zeitlich propagierende änderung des feld). wir kennen sowohl elektromagnetische- als auch gravitationswellen.
Und warum ist die Gravitation so eine schwache Kraft im Vergleich zum Beispiel mit dem Elektromagnetismus?
das weiß man nicht.
Hat die Stringtheorie recht und Gravitation dünstet in andere Dimensionen aus?
es gibt hypothesen nach welchen die gravitation deshalb so schwach ist weil es eine größere anzahl and raumdimensionen gibt, allerdings gibt es keine empirische evidenz um diese zu untermauern. und damit bleiben sie genau das: hypothesen.
Das Video zeigt das am Ende bei Einstein das gleiche passiert wie bei Newton .
es ist nicht exakt das gleiche, aber im limes für nicht-relativistische geschwindigkeiten, nicht zu hohe energiedichten oder zu schnelle zeitliche veränderungen, gehen die vorhersagen der allgemeinen relativitätstheorie in die Newtonsche gravitationstheorie über.
Da aber JEDE Kraft eine entgegengestezte Kraft erzeugt...
du sprichst von Newtons drittem gesetz. das gilt aber nicht in nicht-inertialen bezugssystemen. das ist aber auch schon in der klassischen physik so!
in der allgemeinen relativitätstheorie sind nur frei fallende bezugssystem in einem gravitationsfeld inertial.
Da aber JEDE Kraft eine entgegengestezte Kraft erzeugt stellt sich die Frage wo die Gegenkraft, zu den grűnen Pfeilen, bei Einstein ist.
Diese Kraft ist immer noch die Gravitation, aber diesmal in der Form einer "Hangabtriebskraft", da der Gegenstand dem ´Gefälle´ der Raumzeit folgen möchte.
Siehe auch
was das Bild eigentlich darstellt ist eine zweidimensionale Projektion des Graviationspotentials, dessen Gradient die Schwerebeschleunigung ist. Das wirkt deshalb so plausibel, weil eine so geformte Landschaft die gleichen Beschleunigungseigenschaften für Kugeln hätte, die darin herumrollen. So kann sich das jeder vorstellen.
Gravitation als durch die Masse der sich in ihm befindlichen Objekte "Ausbeulungen" erzeugt.
Denn das Objekt das von der Gravitation beeinflusst wird muss doch irgendeine direkte "Verbindung" mit der Gravitation haben?
Nein, das sind EINBEULUNGEN. Du siehst, daß sich die Linien zu der Masse hin biegen. Ein Gegenstand, der einer dieser Linie folgt, bewegt sich zu der Masse hin!
Die Verbindung ist der Raum zwischen den Beiden.
Aber wie breitet sich die Gravitation aus?
Gravitation breitet sich durch eine Veränderung der Raumzeit aus. Wenn eine Masse sich verändert, so läuft diese Veränderung als dreidimensionale (eigentlich vierdiemensionale) Welle von ihr in alle Richtungen davon. Wir konnten vor Kurzem eine dieser Wellen meßtechnisch nachweisen. Das war sehr schwierig, weil Gravitation so eine kleine Kraft ist. Der Raum wird nur um eine winzige Wegstrecke gestaucht oder gestreckt.
https://www.youtube.com/watch?v=mtCAmb_Mg1k
Ich kann hochspringen und habe damit für eine kurze Zeit die Gravitation (also die gesamte Masse der Erde und alles was sich in ihr befindet) überwunden
Nein, man kann Schwerkraft nicht ´überwinden´. Du befindest ich immer noch im Schwerfeld der Erde.
aber bereits zwei mittel starke Magneten wird kein Mensch voneinander trennen können.
Doch, mit genügend Kraft geht das.
Hat die Stringtheorie recht und
Das wissen wir nicht. Es gibt keinerlei Beweis, daß an der Stringtheorie irgendetwas ist. (Ich weiß, daß das Ketzerei ist.) Sie erklärt nur manche Dinge sehr elegant.
Gravitation dünstet in andere Dimensionen aus?
Das ist Spekulation.
Das ist Spekulation.
Genau das ist die Antwort, auf deine Antwort ;)
Dein Kommentar ist unverständlich. Hat das Komma eine Bedeutung?
Du kannst es mit oder ohne Komma lesen ... Es spielt keine Rolle, ich dachte auch mal so wie in deiner Antwort bis mein Kartenhaus langsam anfing zu bröckeln und zu wackeln ... Dann erkannte ich das ich überhaupt gar kein Fundament hatte und wie der schiefe Turm von Pisa langsam aber sicher aus dem Gleichgewicht steuerte... Ohne Fundament ist alles Spekulation und reine Theorie, um es mal harmlos auszudrücken...
Du kannst es mit oder ohne Komma lesen ..
Mit Komma ist der Satz sinnlos.
Ohne Fundament ist alles Spekulation
Das Fundament der Wissenschaft sind Beobachtungen und Messungen.
reine Theorie
Bitte höre auf das umgangssprachliche "Theorie" mit "wissenschaftliche Theorie" zu verwechseln.
Das Fundament der Wissenschaft sind Beobachtungen und Messungen.
Auch hier sind möglicherweise falsche Messwerte ins Spiel gekommen...
Beschäftige dich mal mit der Quanten-verschränkung... Daraus ergibt sich das jede Messung von der Beobachtung beeinflusst wird... Und das macht das Ergebnis unbrauchbar...Mit anderen Worten; bekommen wir genau die Resultate die wir auch erwartet haben und diese wurden dann durch die Beobachtung falsch angezeigt ...
Woher weis man das ? Ganz einfach ! Auf einer Wissenschaftskonferenz wurde zu Cerns Versuchstests-auswertungen 10.000 Ergebnisse erwartet, die sich aber nicht bestätigt haben... Sie lagen also gerade mal mit 1 % richtig und warf mehr Fragen als Antworten auf...Ich kann dir dazu auch das Video einspielen,... wenn du genug Zeit dafür hast...... Die Wissenschaft kommt nämlich nicht weiter und steht somit wieder am Anfang...
Auch hier sind möglicherweise falsche Messwerte ins Spiel gekommen...
Das passiert immer wieder. Wir haben Methoden um dies herauszufinden und zu korrigieren.
Daraus ergibt sich das jede Messung von der Beobachtung beeinflusst wird... Und das macht das Ergebnis unbrauchbar.
Nein. Ob man Elektronen als Welle oder als Teilchen beobachtet, macht das Ergebnis nicht unbrauchbar.
Ich muss dir im Folgenden leider ein paar enttäuschende Antworten geben:
Was ist Gravitation und wie funktioniert sie?
Größtenteils wissen wir das noch gar nicht. Wir kennen bisher lediglich ihre Auswirkungen und ihre Rolle bezüglich relativistischer Effekte. Die Gravitation ist die schwächste der 4 Grundkräfte und besitzt unendliche Reichweite. Ihre Kraft nimmt jedoch mit der Entfernung zum Quadrat ab.
Aber wie breitet sich die Gravitation aus? Denn das Objekt das von der Gravitation beeinflusst wird muss doch irgendeine direkte "Verbindung" mit der Gravitation haben? Als Welle?
Als Welle mit Lichtgeschwindigkeit. Genau das konnten wir 2015 mit der erstmaligen Beobachtung/Messung von Gravitationswellen nachweisen.
Und warum ist die Gravitation so eine schwache Kraft im Vergleich zum Beispiel mit dem Elektromagnetismus?
Wir wissen es nicht. Es ist einfach so. Grundsätzlich wissen wir zumindest, dass die Stärke einer Wechselwirkung immer mit der Distanz zusammenhängt - Eine stärkere Kraft hat eine kürzere Reichweite und eine schwächere Kraft hat eine größere Reichweite.
Vielleicht wird sich unser Horizont diesbezüglich erweitern, wenn wir einer vereinheitlichenden Theorie näher kommen. Beste Grundlage bietet derzeit die Stringtheorie.
Hat die Stringtheorie recht und Gravitation dünstet in andere Dimensionen aus? Was sollen das für Dimensionen sein?
Auch hier müssen wir zugeben, dass wir es nicht genau wissen. Es gibt eine ganze Reihe von Modellen, die sich mit diesen Fragen auseinandersetzen. Das bekannteste Modell ist vermutlich die M-Theorie. Hier sind potentielle 11-dimensionale Räume im Gespräch, aber es bleibt ehrlicherweise bis auf Weiteres ein Rätsel.
Beste Grundlage bietet derzeit die Stringtheorie.
Die Stringtheorie hat bisher NICHTS geliefert und es ist zweifelhaft, ob sie überhaupt eine wissenschaftliche Theorie ist. Strenggenommen entspricht sie nicht der Definition.
Das Video zeigt das am Ende bei Einstein das gleiche passiert wie bei Newton .
Da aber JEDE Kraft eine entgegengestezte Kraft erzeugt stellt sich die Frage wo die Gegenkraft, zu den grűnen Pfeilen, bei Einstein ist.