Wodurch existiert Gravitation - WIE zieht Masse andere Masse an?
Ich hatte diese Frage schon einmal in englischer Sprache gestellt, diese wurde aber (wegen besagter Eigenschaft) von GF gelöscht. Also muss ich es wohl noch einmal auf deutsch fragen... WARUM gibt es Gravitation? Also, ich meine, welche Regel der Physik bringt Masse dazu, andere Masse anzuziehen? Warum stößt sie sich nicht ab, zum Beispiel?
Ich habe eine Theorie gelesen, dass sich viele Universen entwickelt haben und sich eben nur dort, wo durch Zufall die Umstände so sind, sich Leben entwickelt hat, und das macht auch Sinn. Aber war das wirklich nur Zufall? Oder gibt es irgendeine Formel, irgendein Gebiet der Physik, wodurch das erklärt werden kann? Und wenn man das nicht weiß, wie findet man es heraus?
(Dies mag eine dumme Frage sein, aber Fragen bringt immer etwas. Und wenn es nur die Erkenntnis ist, dass dies eine dumme Frage ist.)
12 Antworten
Einerseits gibt es da Newtons Gravitationsgesetz welches vereinfacht geschrieben lautet: F=G•(Mm/r). Das lässt einen die Gravitation berechnen. Die spezielle Relativitätstheorie folgert, dass E=mc^2 ist. Dass wiederum heißt das Maße auch Energie sein kann. Einstein sagte dazu, dass eine heiße Tasse Tee ein winziges bisschen wärmer wäre als eine kalte Tasse. Das stimmt, ist allerdings praktisch nicht nachweisbar.
Jetzt zu deiner eigentlichen Frage:
Du hast denke ich mal von der Findung des Higgs-Bosons (Eichboson, Elementarteilchen) gehört. Dieses Higgs-Boson das Trägerteilchen des Higgs-Feldes, welches allem Dinge seine Masse gibt. So interagieren Elektronen mit dem Higgs-Fels. Protonen und Neutronen allerdings nicht direkt, da sie aus Quarks bestehen, welche mit dem Higgs-Feld interagieren. Allerdings kommt die Masse nur zu etwa 1% Prozent vom Higgs-Feld und der Rest durch die Bewegungs- und Bindungsenergie welche freigesetzt wird wenn die Quarks mit dem Gluonen-Feld interagieren (was einfach immer dort ist).
Soviel dazu wie Teilchen Masse bekommen.
Die Anziehung ist laut Einstein nur eine Krümmung des Raumes und ein Objekt kann in dieses trichterartig gekrümmten Raum hinein "fallen". Auch kleinste Objekte verursachen solche Krümmungen (Mikrogravitation). Die Gravitation ist eine der 4 Grundkräfte und so weit man heute weis, die, die am wenigsten erforscht ist. Es gibt auch die Hypothese das es ein Trägerteilchen der Gravitation gibt, das Graviton. Doch das konnte bisher nicht nachgewiesen werden. Wie genau sie funktioniert ist dezent nicht bekannt. Selbst Stephen Hawking kann dir nicht exakt sagen wie so ein Apfel auf den Boden fällt.
Das wird die nächste, ultimative Hürde der Physik. Die Quantengraviation. Weil derzeit wird diese Kraft nur in der klassischen Physik (Einstein & Newton) beschrieben. Wenn eine Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantenmechanik gelingt, könnte es gut sein dass dies eine TOE (Theorie of Everything) ist.
Hoffe ich konnte helfen ;)
PS:
Es gibt schon Lösungsansätze wie
String Theorie (11 Dimensionen nötig)
M-String Theorie (26 Dim. nötig)
Schleifenquantentheorie
etc.
welche allerdings noch nicht ganz befriedigen sind
Für mehr Infos google einfach oder frag mich
Eine interessante Frage. Die Gravitation ist "nur" eine Anziehungskraft - sie ist zwar bei weitem "schwächste" Kraft - aber trotzdem "hält" sie praktisch im makroskopischen Sinne das ganze Universum zusammen - sie fällt nur mit dem Quadrat des Abstandes der Massen ab und wenn nur genügend schwere Masse vorhanden sind, überwindet sie alle anderen Kräfte. Diese Massenverteilung bestimmt auch die Metrik (Raumverteilung) und Struktur des Raumes. Sie ist die Folge der geometrisch - topologischen Eigenschaften des Raumes als Feldeigenschaft. Das "Wie" dürfte vielleicht in der Bewegung der Massen zu finden sein - wie sich diese Massen (z.B. eine Galaxie oder ein Universum) bewegen wodurch ein Raum-Zeit-Format aufgebaut wird, das möglicherweise sich in und über die Gravitation stabilisiert, schnell aber auch chaotisch werden kann, wenn sich die "Massen" (z.B. eine Galaxie) zu "nahe" kommen.
Aber das waren nur theoretische Gedanken.
Physiker beobachten das Verhalten der Natur und denken sich Modelle aus, deren Verhalten das Verhalten der Natur möglichst gut nachbildet mit dem Ziel, es vorhersagbar zu machen.
Die Frage aber, WARUM die Natur dieses oder jenes Verhalten aufweist, kann auch die Physik ganz grundsätzlich NICHT beantworten.
Niels Bohr hat es mal so ausgedrückt:
Die Physik kann nicht ergründen, wie die Natur funktioniert.
Aufgabe der Physik ist lediglich, zu untersuchen, wie die Natur sich uns zeigt.
Die Gründe, warum es Gravitation gibt, kann ich dir nicht sagen, weil ich mit Physik relativ wenig zu tun habe, aber immerhin genug, um dir erklären zu können, warum Gravitation wirkt und wie sie funktioniert.
Grob kann man sagen, dass Masse den Raum krümmt. Das klingt jetzt etwas abstrakt, aber man kann es damit vergleichen, wie man eine Frischhaltefolie dehnt. Wäre das Universum eine Frischhaltefolie, hätte es immer dort, wo Sterne oder Planeten sind, eine kleine Delle. Diese Delle wirkt unendlich weit über die ganze Folie, aber mit abnehmender Stärke. Soll heißen, dass die Folie in der Mitte der Masse sehr stark gedehnt ist und weiter außen kaum noch.
Legt man nun zwei Massen in Form von Metallkugeln auf so eine Folie, rollen sie durch die Krümmung automatisch aufeinander zu. Da sie weiterhin gravitative Kraft ausüben, bewegt sich die Krümmung natürlich mit.
Jetzt kann man eine zweidimensionale Folie in einem dreidimensionalen Raum natürlich relativ leicht dehnen. Damit sich der dreidimensionale Raum im Universum dehnen kann, muss man sich eine vierte Dimension dazu denken, in die sich der Raum dehnen kann. Das klingt total verrückt, ist aber Realität.
Diese Krümmung des Raums sorgt aber nicht nur für die Anziehung von Objekten, sondern dehnt, wie es auch bei der Folie der Fall wäre, auch tatsächlich den Raum. Die Erde hat sozusagen mehr Volumen, als sie angesichts ihrer Oberfläche überhaupt haben dürfte.
Da starke Gravitation sogar die Zeit beschleunigt, kann man davon ausgehen, dass auch die Zeit letztlich ähnlich funktioniert, wie die drei Raumdimensionen.
Ich weiß nicht, ob deine Frage damit beantwortet ist, aber vielleicht konnte ich dir und anderen damit ja dennoch etwas interessantes zum Thema erzählen.
Liebe Grüße!
Man benötigt für einen gekrümmten Raum keinen höherdimensionalen Raum, in den er eingebettet ist.
Im Gegensatz zu sehr vielen anderen Fragen ist dies Frage garnicht dumm.
Dumm war nur , sie (zuerst) in englisch zu stellen.
Erklärt wird diese Eigenschaft der Masse, daß sie den Raum krümmt (weiß auch keiner warum und wie) und sich die Massen auf dieser Krümmung dann irgendwie bewegen. (und das kann auch niemand nachvollziehbar erklären)
Fazit - es weiß keiner wirklich.
Im Äquivalenzprinzip
https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%84quivalenzprinzip_%28Physik%29
ist ein nachvollziehbarer Ansatz der Erklärung für die Gravitationswirkung enthalten, welcher Einstein zur Entwicklung seiner ART veranlaßte.
Es gibt viele Gravitationstheorien. Diejenige welche am einleuchtesten wäre ist
die Le-Saga-Gravitation.
https://de.wikipedia.org/wiki/Le-Sage-Gravitation
Sie würde z.Bsp. auch erklären, warum Masse sich gegen Beschleunigung "wehrt" da sie Arbeit gegen das Strahlungsfeld des Raumes leisten muß. Diese Theorie wäre eigentlich unschlagbar, wenn man diesem Strahlungsfeld nicht Eigenschaften zuweisen würde die so garnicht sein müssen.
Doch dies wäre ein anderes Thema, mit welchem ich mich schon vor über 40 Jahren beschäftigt habe. Ich halte diese (modifizierte !) Theorie für weitgehend nachvollziehbar weil es eben auch die "Schwere" der Masse begründen würde.
Vielen, vielen Dank! Die Links waren wirklich hilfreich.
Nur, warum ist es dumm, dass ich die Frage erst auf englisch gestellt habe? :D Deutsche Wörter sind halt irgendwie nervig und anstrengend und so xD
Nur, warum ist es dumm, dass ich die Frage erst
auf englisch gestellt habe?
wie kommst du darauf, daß für einen Deutschen in Deutschland , dessen Sprachkenntnisse du nicht weißt, die englische Sprache verständlicher sein könnte ?
Dies Annahme ist wohl bestimmt nicht besonders schlau.
"In der englischen Sprache lassen sich manche Dinge leichter erklären"
Das bezweifele ich sehr stark.
Gut erklärt :) Aber (ja, das berühmte Besserwisser-Kommentarschreiber-Aber):
Die vierte Dimension ist nicht die Dimension, in der sich die 3. Dimension krümmt. Sie ist nämlich bereits die Zeit. Man bräuchte also eine 5. Dimension.
Starke Gravitation verlangsamt die Zeit, beschleunigt sie nicht.