Ist die Gravitation mit unendlicher Geschwindigkeit unterwegs?

Gravitation ist eigentlich gar nicht unterwegs, sondern bleibt stets an ihrer Quelle gebunden. Bewegt sich nun jene Quelle, dann wird das Gravitationsfeld natürlich mitbewegt.

Ansonsten wirkt ein Gravitationsfeld mit der gleichen Geschwindigkeit, wie sich die Felder auch begegnen. Konkret bedeutet das, dass Gravitation unmittelbar wirkt, ohne jegliche Zeitverzögerung, aber keinesfalls darf man das als unendliche Geschwindigkeit verstehen, denn der Träger der Gravitation kann sich auch nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Da sich die Felder bei einer Begegnung addieren, wird eine Intensitätsänderung verursacht, die sich von der Quelle wegbewegt, was wir als Gravitationswelle verstehen. Dieses ist aber auch nicht die Gravitation schlechthin, sondern ihre Amplitude bzw. ihre Intensität, welche sich mit Lichtgeschwindigkeit fortpflanzt. Daher nimmt ihre Intensität mit dem umgekehrten Quadrat der Entfernung ab, also breiten sie sich keinesfalls unendlich lang aus.

Nein, das ist unmöglich. Diese Erkenntnis folgt eigentlich bereits aus der speziellen Relativitätstheorie, obwohl die gar nichts mit Gravitation zu tun hat. Denn wäre Gra­vi­ta­tions­ausbreitung überlicht­schnell oder sogar instantan, wäre es ja möglich, durch Bewegung von Massen über das resultierende Gravitationsfeld Nachrichten überlicht­schnell zu verschicken. Die spezielle Relativitätstheorie würde dann einen Haufen Para­doxa voraussagen, die so wirklichkeitsfremd und unmöglich klingen, daß man annehmen müßte, eine solche Nachrichtenübermittlung könne es in der Realität nicht geben (mit einem geschickten Versuchsaufbau könntest Du dann z.B. die Lottozahlen für nächste Woche in Erfah­rung bringen und steinreich werden).

Die Allgemeine Relativitätstheorie beschreibt dann genau, wie sich Gravitation verhält, und die Mathematik ist eindeutig: Sie tut das nur lichtschnell. Die experimentellen Be­lege für die ART sind deutlich magerer als für die SRT (weil sich Gravitation experi­men­tell nur schlecht untersuchen läßt), aber dort, wo Experimente gemacht werden können, lassen sich die Resultate immer im Rahmen der ART erklären. Das bislang spektakulärste Beispiel dazu war der Nachweis von Gravitationswellen vor ein paar Jahren.

Es gibt aber eine merkwürdige Spitzfindigkeit, die ich nicht unbeachtet lassen darf: Wenn sich Gravitation nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, dann würde man an­nehmen, daß die Gravitation der Sonne die Erde in genau die Richtung zieht, wo wir die Sonne sehen, und nicht dorthin, wo sie wirklich im Moment ist (und wo wir sie in 8 min sehen werden). Das führt jedoch zu einem Problem, weil in diesem Fall das Son­nen­system gar nicht stabil wäre. Also übersehen wir irgendetwas.

Die Lösung dafür ist, daß die Gravitation in der ART nicht nur von Masse und Abstand, sondern auch von der Geschwindigkeit (genauer: dem Impuls) abhängt. Da die Erde und die Sonne eine Relativgeschwindigkeit haben, erzeugt diese Faktor eine Korrektur, die die Gravitation der Sonne tatsächlich fast genau in die Richtung ziehen läßt, wo die Sonne in 8 min stehen wird, und nicht dorthin, wo wir sie im Moment sehen. Diese Korrektur funktioniert deshalb so gut, weil die Bewegung der Sonne relativ zur Erde fast genau auf einer geraden Linie liegt und daher die Vorhersage ihrer zukünftigen Position aus der Geschwin­digkeit (also s=vt) fast exakt ist.

Würde die Sonne etwas total Verrücktes machen (z.B. einen 90°-Haken schlagen, auf hohe Geschwindigkeit beschleunigen oder plötzlich verschwinden), dann würde ihre Gravitation die Erde für 8 min lang in eine Richtung ziehen, wo die Sonne nie wirk­lich stehen wird.

Gravitationswellen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit.

Nein, die Gravitationswirkung erfolg über Gravitationswellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.

Wie @Roguerouge auch sagt.

Habe mich das auch gefragt und auch gelesen das sich Gravitative Kräfte mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.