Wenn sich das Universum ausdehnt, wird die Gravitation schwächer?
Ich stelle mir die Raumzeit vor wie ein 3 dimensionales Gitter unterteilt in kleine Würfel. (Die Würfel dienen nur zur Veranschaulichung) Eine Masse würde nun die Würfel zu sich ziehen. Die Würfel werden im Bereich der Masse kleiner. Und da wo die Gravitation am höchsten ist, da sind die Würfel am kleinsten.
Jetzt dehnt sich das Universum allerdings aus. Der Raum wird gedehnt. Das heißt die Würfel des gesamten Rasters werden gleichmäßig größer. Wenn jetzt die gleiche Masse die Würfel durch ihre Gravitation wieder zusammenziehen möchte, dann werden sie aber nicht mehr so klein werden können, da die Ausgangsgröße nun größer ist als zuvor. Heißt das, die Gravitation ist jetzt bei gleicher Masse schwächer?
Oder ist diese Vorstellung und diese Schlussfolgerung falsch oder naiv?
6 Antworten
Hm. Die Gravitation ist an die Masse gebunden und wird immer gleich sein, egal wie die Masse verteilt ist. Die Gravitation als Anziehungskraft zwischen zwei Massepunkten bleibt gleich.
Konzentriert sich Masse irgendwo (Stern, Planet, Asteroid, ...), dann hat sie dort deutlichere Auswirkungen und die Gravitation lässt sich besser beobachten. Aber das ist so, weil viel Masse viel Gravitation bedeutet.
Würde sich die Masse mit der Zeit gleichmäßig im Weltall verteilen, so würde ihre Auswirkung im Einzelnen (bei immer noch gleicher Gravitation) kleiner und weniger deutlich werden. Aber das Gegenteil ist der Fall: Die Masse "klumpt" überall zusammen. Bedingt durch die Gravitation und vorhandener ungleicher Verteilung fängt die massebehaftete Materie immer aufeinander zu zu wandern.
Dehnt sich das Universum immer weiter aus, so werden "fast leere" Raumbereiche zurück bleiben und dafür immer wieder Zonen, in denen Galaxien, Sonnensysteme usw. sind.
Das Ganze ist unabhängig davon, ob es relativistisch (Raumzeit) betrachtet wird oder klassisch (Gravitation als Attraktionspotential der Massepunkte). Und meine Beschreibung ist bis hierher auch weder rein relativistisch noch rein klassisch.
Möchte ich das ganze in der Raumzeit betrachten, so ist es als erstes wichtig, dass die Raumzeit vierdimensional ist – und keinen Grad weniger. Du müsstest Dir also als gedachte Einheit der Raumzeit das 4D-Pendan eines Würfels vorstellen, einen Tesserakt. Dir Krümmung der Raumzeit wäre weiterhin in Bereichen starker Masseansammlungen (Planet, Sonne, Schwarzes Loch, ...) stark oder noch stärker gekrümmt. Das ändert sich auch durch die Raumausdehnung nicht. In Bereichen des fast leeren Raums wäre sie fast flach. Zu kompliziert? Dann reicht auch die obige Beschreibung für ein erstes Verständnis.
Ja, die Schwerkraft wird schwächer, wenn sich das Universum ausdehnt.
Erklärung: Die Schwerkraft wird durch die Masse der Objekte und den Abstand zwischen ihnen bestimmt. Die Schwerkraft wird nicht schwächer, wenn sich das Universum ausdehnt, aber die Anziehungskraft zwischen zwei Objekten nimmt ab, wenn der Abstand zwischen ihnen zunimmt. Die Expansion des Universums wird durch dunkle Energie verursacht, eine mysteriöse Kraft, die das Universum auseinanderdrückt. Die Expansion des Universums beschleunigt sich, was bedeutet, dass die Entfernung zwischen Objekten immer schneller zunimmt. Das bedeutet, dass die Anziehungskraft zwischen zwei Objekten immer schneller abnimmt, wenn sich das Universum ausdehnt.
Ab wann ist ein Objekt ein Objekt? Wenn der Abstand zwischen Galaxien größer wird, dann muss er auch zwischen den Atomen größer werden, oder nicht? Oder nur zwischen zwei verschiedenen Objekten? Was ist, wenn ich ein Objekt in zwei Teile teile? Wird der Abstand dann auf einmal größer? Wo soll da die Grenze gezogen werden, wenn es eine gibt?
Ich stelle mir die Raumzeit vor wie ein 3 dimensionales Gitter
warum 3 dimensional? die raumzeit ist 4 dimensional.
(das kann sich niemand vorstellen. aber man kann es rechnen)
Ich stelle mir die Raumzeit vor wie ein 3 dimensionales Gitter unterteilt in kleine Würfel. (Die Würfel dienen nur zur Veranschaulichung) Eine Masse würde nun die Würfel zu sich ziehen. Die Würfel werden im Bereich der Masse kleiner. Und da wo die Gravitation am höchsten ist, da sind die Würfel am kleinsten.
ich wüsste nicht wie das eine sinnvolle vorstellung sein sollte, bzw. eine beschreibung davon geben sollte was wirklich passiert (ein massives objekt krümmt die raumzeit).
Jetzt dehnt sich das Universum allerdings aus. Der Raum wird gedehnt. Das heißt die Würfel des gesamten Rasters werden gleichmäßig größer. Wenn jetzt die gleiche Masse die Würfel durch ihre Gravitation wieder zusammenziehen möchte, dann werden sie aber nicht mehr so klein werden können, da die Ausgangsgröße nun größer ist als zuvor. Heißt das, die Gravitation ist jetzt bei gleicher Masse schwächer?
gebundene systeme (egal ob gravitativ gebunden oder durch eine andere kraft) expandieren nicht mit dem universum.
außerdem bleibt die gravitation immer gleich stark. die gravitationskonstante ändert sich nicht.
Der Raum wird ja nicht kleiner durch die Gravitation sie wird ja gekrümmt. Wenn das deine Frage ist.
Also diese Grundspannung gibt es nicht. Ja der Raum dehnt sich aus und die Gravitation auf Objekten verringert sich, aber nur weil durch die Dehnung die Objekte weiter entfernter sind. Aber die Masse bzw. die Anziehungskraft auf Objekten bleibt gleich.
Gravitation hängt von Masse und Entfernung ab. Daher wird die Gravitation im Erdorbit sich über viele viele Jahre wohl kaum ändern. Aber wenn du Summe der Gravitationskräfte über alle Punkte im Universum bildest, welchen Sinn das auch immer hat, dann müsste diese "Gesamtgravitation" mit der Zeit geringer werden. Denke ich jedenfalls.
Also könnte schon sein daß sich mit der Zeit die "Gesamtgravitation" geringer wird, aber nicht durch die Dehnung des Raumes. Der Raum erweitert sich "nur". Aber die Masse der Objekte bleibt gleich und die Masse macht ja die Gravitation aus.
Was ist, wenn die Raumzeit einem Objekt erst seine Masse gibt? 😳
Nach dem heutigen Stand der Wissenschaft ist die Wissenschaft ziemlich sicher dass das Higgs-Boson die Teilchen die Masse gibt.
Vielleicht ist das Higgsfeld ja diese Eigenschaft der Raumzeit. Die Grundspannung. Ich glaub wir habens gleich raus.
Wenn das Higgsboson überall ist und aller Materie ihre Masse gibt um die Raumzeit zu krümmen, dann muss das Higgs-Boson mit der Raumzeit verbunden sein.
Ok stell dir vor du hast eine flachen Stoff auf dem viele kleine Quadrate abgebildet sind und sobald ein Objekt auf dieser Fläche liegt, drückt es diesen Stoff nach unten und jedes leichtere Objekt wird nun in diese Schlucht fallen. Wenn wir jetzt an allen Seiten an den Stoff ziehen, dann wird der Stoff gedehnt und wird größer. Allerdings wird die Schlucht nun kleiner wegen der erhöhten Spannung. Also könnte man das damit gleichsetzen, dass die gleiche Masse die Raumzeit nun weniger stark krümmt. Jetzt stellt sich halt die Frage ob die Raumzeit so eine Art Grundspannung überhaupt besitzt. Also im übertragenen Sinn.