Was soll das Gitter auf dem Bild darstellen ( Gravitation)?
Ich wurde gefragt was das Gitter darstellen soll bei bilder wo die Gravitation erklärt wird.
Fehlt denn da nicht noch ein Gitter was von oben drauf kommt ?
7 Antworten
Hallo julian4433,
die anderen Antworten haben ja schon sehr viel erklärt:
In Einsteins Relativitätstheorie ist "Gravitation" nicht wie bei Newton eine Kraft, sondern eine Folge einer veränderten Metrik im Raum um Massen herum.
Diese veränderte Metrik stellt das Gitter dar. Es wäre ein schön gleichmäßiges "Schachbrett", wenn die zentrale Masse - hier im Beispiel die Erde - nicht da wäre. Die Anwesenheit der Masse der Erde macht aber etwas mit dem Raum: "geradeaus" ist nicht mehr dort, wo es ohne die Masse der Erde wäre. Je dichter sich die Gitterlinien in dieser Darstellung kommen, desto stärker ist der Raum beeinflusst... und desto stärker ist auch die Gravitation an diesem Raumpunkt. Die Wölbung/Verzerrung des Gitters ist also ein Maß für die Stärke der Gravitation an diesem Punkt.
Fehlt denn da nicht noch ein Gitter was von oben drauf kommt ?
Klar, es ist nur zweidimensional und beschreibt deswegen nicht den gesamten Raum, sondern nur, wie der Raum in einer bestimmten Ebene beeinflusst wurde.
Die Linien stellen dann die veränderten Verhältnisse in dieser Ebene dar. Will man den gesamten Raum darstellen, braucht es mehrere solcher Bilder, die die Verhältnisse von Ebenen darüber und darunter zeigen.
Bei recht leichten Massen wie der Erde reicht aber eigentlich dieses Bild aus, um die wesentlichen Eigenschaften des Potentialtrichters der Erde zu zeigen: Er ist radialsymmetrisch und umso tiefer man sich der zentralen Masse annährt. (Wobei die Darstellung nicht ganz gelungen ist innerhalb des Erdradius,... bissi schlampig...) Und bei Massen wie der Erde werden alle Bilder durch den Erdmittelpunkt genauso aussehen, egal in welcher Ebene man durchschneidet.
Grüße
"Es gibt keinen krummen Raum, sondern nur DEN Raum"
Diese Behauptung erinnert sehr an die Aussagen von Isaac Newton über Raum und Zeit:
Der absolute Raum ist das von Isaac Newton postulierte Konzept von einem physikalischen Raum, der sowohl vom Beobachter als auch von den darin enthaltenen Objekten und darin stattfindenden physikalischen Vorgängen unabhängig ist.
https://de.wikipedia.org/wiki/Absoluter_Raum
Diese Vorstellungen aus der "klassischen" Physik wurden aber vor gut 100 Jahren abgelöst durch die zunächst recht ungewohnten neuen Konzepte in den Theorien von Albert Einstein. Darin gibt es eine von den physikalischen Gegebenheiten bestimmte "Krümmung der Raumzeit":
Das Gitter stellt den Raum dar, der durch die Gravitation gekrümmt wird. In diesem Fall ist die Masse der Erde die Quelle der Gravitation.
Das Gitter ist eine 2-dimensionale Darstellung der gekrümmten Raumzeit, da wir uns einen 3-dimensionalen gekrümmten Raum mit unseren bekannten Dimensionen nicht vorstellen können.
Laut Einsteins Relativitätstheorie wird die Raumzeit durch Masse gekrümmt. Diese Krümmung wirkt sich wiederum als Gravitation aus. 2015 wurden sogar Gravitationswellen von 2 sich umkreisenden Schwarzen Löchern nachgewiesen.
Das Gitter stellt die Gravitation vereinfacht da: es ist keine Suppenschüssel so wie da dargestellt sondern dreidimensional und wirkt in alle Richtungen.
Hab ich mir schon gedacht aber es gibt so gut wie keine Bilder zu Gravitation in dreidimensional
Das sieht dann eben genauso aus wie ein Kugelgitter um das Objekt, dass ist ganz logisch...
Du kannst Planeten in den Trichter legen und diese Umkreisen dann die Erde und ändern ihren Abstand nicht.
Naja, die Sache mit dem Gummituch ... Zwar wird dieses Modell recht oft verwendet, ob es aber wirklich für das Verständnis hilfreich ist, bleibe dahingestellt. Praktisch scheitert der Versuch auch an den Reibungskräften, welche die in den Trichter eingeworfenen Kugeln doch recht rasch unten in der Kuhle sammeln ...
Übrigens könnte der Abstand eines "Planeten" vom Zentralkörper auch in diesem Modell variieren, so wie dies auch im Sonnensystem durchaus der Fall ist: die Planetenbahnen sind Ellipsen !
Finde immer noch, dass es da ein Fehlverständnis zwischen Relationen gibt. Richtige Theorie, falsche Begründung. Nicht der Raum ist es, der sich krümmt, (Es gibt keinen krummen Raum, sondern nur DEN Raum) sondern die in ihm jeweiligen Kräfte auf die Körper in Relation zu anderen Körpern.