Wie kann man sich das Universum und die Gravitation vorstellen?
Viele versuchen es mit einem Spannbetttuch zu verdeutlichen, wo eine große Kugel und eine kleine Kugel drauf liegen, und erklären so das Prinzip Erde - Mond oder Sonne- Erde.
Aber wenn man sich das Universum so vorstellt dürfte es kein Oben oder Unten geben, alles wäre auf einer Ebene.
Ich habe auch ein Bild gemalt, damit man etwas besser versteht was ich meine...
Wenn die Erde auf der Gravitationsebene ist, müssten die pinken Planeten doch erst auf die Ebene (grün) herunterfallen, damit diese Vorstellung Sinn ergibt.
Sollte diese Eben nicht existieren, wie soll man sich dann schwarze Löcher vorstellen?
PS: Ihr dürft auch Bilder malen :)
5 Antworten
Hallo iQDetective,
das mit dem "Gummituch", das ist ein Modell, das einem helfen soll, sich das mit der Gravitation zu veranschaulichen. Aber wie eben bei jedem Modell sind da Vereinfachungen drin. In diesem Falle: Es ist ein 2-dimensionales Modell des Universums. Das bedeutet, dass wir in diesem Modell so tun, als würden wir in "Flachland" leben, also in einem Universum, das nur 2 Dimensionen hat. In so einem Universum gäbe es nur Länge und Breite, unter "Höhe" oder "darüber" oder "darunter" könnten sich die Bewohner nichts vorstellen, so wenig wie Du unter der Raumrichtung Gnorpf, die senkrecht zu den drei unsrigen steht.
Wenn Du das Gummituch wirklich als 3-dimensionales Modell hernehmen willst, wird es unanschaulicher: Dann brauchst Du ein Gitter, ein Raumgitter, dessen Kästchen durch die darin liegenden Massen verzerrt werden, die Gitterlinien liegen dort dann sehr viel enger beieinander. Das ist dann aber wieder schwer zu malen - weshalb ich mir das eben spare. Aber vielleicht ist ja in etwa klar, was ich meine?
In einem dreidimensionalen Gitter wäre wieder intuitiv klar, wie Deine rosa Massen liegen würden... und auch, was sie mit dem Gitter machen würden: Sie würden es lokal eben auch verzerren. Und auch überlagern können sich verzerrte Gitterbereiche.
Im 2-dimensionalen Modell zählt übrigens nur der Abstand zu den Himmelskörpern. Du wählst die darzustellende Ebene passend und trägst die zweite Masse gemäß ihres Abstandes ein. Für Störmassen, die nicht in dieser Ebene liegen, ist das Modell eigentlich nicht gemacht. Im Prinzip könnte man sie veranschaulichen, indem man einen entsprechend leichteren Probekörper an den Lotpunkt setzt... aber das ist ungebräuchlich, weil das Modell halt mit derartigen Dingen einfach überfordert ist.
Grüße
Vor allem erklärt das Gummituch-Modell auch nur die Krümmung der 4-dimensionalen Raum-Zeit und nicht die Gravitation selber. Ansonsten würde man Gravitation mittels Gravitation erklären, denn dass der Ball in dem Gummituch einsackt, liegt ja ebenfalls an Gravitation.
bzgl. des gekrümmten Raumes - ich habe dieses Bild gefunden: https://www.physicsforums.com/attachments/attachment-php-attachmentid-35613-stc-1-d-1305557173-jpg.142897/
Die Antwort - oder Nicht-Antwort - liegt in unserem Verständnis von der Welt. Wir haben uns entwickelt, in einem maximal dreidimensionalen Raum zu überleben. Wir "begreifen" auch nur Größenordnungen, die für uns greifbar sind. Manche nennen das den "Mesokosmos".
Für alles, was darüber oder darunter hinaus geht haben wir zwei Beschreibungsmodelle: die Mathematik (diese Sprache spricht aber nicht jeder gleich gut) und "Gleichnisse". Das gespannte Laken ist so ein Gleichnis. Wir können das nicht auf einen höherdimensionalen Raum übertragen ohne das Verständnis zu verlieren. S. auch die Antwort von uteausmuenchen.
Also gräme dich nicht. Entweder du lernst die Sprache, in der das Buch der Welt geschrieben ist (Der Titel heißt "Physik" und die Sprache ist die Mathematik) oder du nimmst es hin - oder du ersinnst ein neues Weltmodell. Aber Achtung! Das sollte im Einklang mit dem stehen, was wir beobachten. Also "Die Erde ist flach" passt nicht in das Weltmodell, das sich bisher als recht brauchbar erwiesen hat..
Nein, so kann man das nicht sagen.
Aber wenn man sich das Universum so vorstellt dürfte es kein Oben oder Unten geben, alles wäre auf einer Ebene.
So stellt man sich nicht das Universum, sondern Gravitation vor - vereinfacht gesagt.
Wenn die Erde auf der Gravitationsebene ist, müssten die pinken Planeten doch erst auf die Ebene (grün) herunterfallen, damit diese Vorstellung Sinn ergibt.
Die pinken Planeten müssten erstmal eine negative Masse haben, um das von dir eingezeichnete Szenarium zu erreichen - das ist aber nach unserem Stand der Technik unmöglich.
Und dann würde da auch Hügel entstehen. Heißt, sie würden nicht drüber schweben, sondern würde das Tuch so weit nach oben wölben, sodass es wieder die von dir eingezeichneten Punkte berührt.
Sollte diese Eben nicht existieren, wie soll man sich dann schwarze Löcher vorstellen?
Naja, Gravitation ist ja kein Tuch. Das macht man nur zur Veranschaulichung. Eigentlich ist Gravitation ein Raum.
Und schwarze Löcher würden dann nun einmal an einem sehr sehr sehr tiefen Punkt im Tuch liegen. Sie würden das Tuch ebenso nach unten wölben, aber nun einmal sehr tief. Schwarze Löcher sind aber noch nicht bewiesen, weshalb man nur von einer sogannten Singularität ausgehen kann. Dabei weiß man aber nicht, ob diese Singularität im unendlichen liegt, oder einfach nur sehr tief ist (bildlich gesprochen)
Das "Problem" dieser Vorstellung ist, dass sie den eigentlichen 3-Dimensionalen Raum auf eine 2-Dimensionale Fläche reduziert (Spannbetttuch). Somit gibt es kein "über" oder "unter" dem Spannbetttuch - nur "auf" dem Spannbetttuch, denn das Tuch repräsentiert den gesamten 3-Dimensionalen Raum.
Das Gummituch zeigt nicht den sogenannten tatsächlichen Fakt... weil alle verschiedenen schweren Kugeln sich zur mitte hin bewegen... Aber der Mond ist vollkommen unbeeinflusst von der Sonne ... Wieso ? Na weil sich unterschiedliche Geschwindigkeiten ergeben müssten, wenn er der Sonne am nächsten oder am weitesten wäre, also hinter der Erde wo er quasi mit Erdschatten wäre ... Wir stellen also fest das keine gravitative Wirkung auf den Mond in veränderter Weise eintritt und die Gravitation nur eine Theorie ist, welche dadurch auch nie bewiesen wurde... Dies ist der Fakt und das sollte jeder erst mal berücksichtigen...
Nachtrag2; Denn was hätte die größere Gravitationskraft ? Die der Sonne oder die der Erde ? Nun wie jeder weis wohl die Sonne, da wir ja auch alle wissen bzw. "annehmen", wie weit sie die Planeten und Monde bis Pluto und noch weiter beherrschen sollte , da Gravitation ja ungehindert unendliche Weiten zur verfügung hat und alles durchdringend ist ... ;)
Nachtrag 3 Warum fliegt der Mond nicht in Richting Sonne weiter, da die Sonne die viel größere Gravitation haben soll und diese sogar noch den sehr sehr weit entfernten Pluto festhalten kann ? Stattdessen bleibt er in seiner Geschwindigkeit und Bahn vollkommen unberührt und kreist friedlich weiter um die Erde als ob nichts wäre ;) Ergibt das irgendeinen Sinn ? Für mich nicht !
Nachtrag ; Daraus ergibt sich nämlich, das wenn es eine gravitative Einwirkung auf den Mond gäbe,.. die es auch geben müsste , würde der Mond auf den Weg zur Sonne hin beschleunigen und eine eliptische kreisbahn ziehen , die auf den Weg von der Sonne weg ,wieder die Geschwindigkeit verlangsamt ... Aber nichts ist in der Weise festgestellt worden...