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Lichtablenkung durch Gravitation

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Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von RaimundKempe » 11. Nov 2020, 00:39

Anlässlich einer Sonnenfinsternis im Jahr 1919, die im Golf von Guinea und in Brasilien zu beobachten war, sollte die Ablenkung des Lichts von bekannten Sternen durch die Gravitation der Sonne gemessen und damit die Richtigkeit von Einsteins Berechnung bewiesen werden.
Seine Formel dazu lautete: a = 1,7 / Delta , worin a die Ablenkung in Bogensekunden darstellt und Delta den Abstand des Lichtstrahls vom Zentrum der Sonne in Sonnenradien. Die Messungen selbst waren durch Wolken stark behindert, aber ein paar gelangen trotzdem, und bestätigten in etwa Einsteins Vorhersage.
Rechnet man dasselbe auf Newtonsche Art, indem man die Anziehung der Sonne auf das vorbeifliegende Lichtkorpuskel betrachtet, ergibt sich für Delta = 1 nur der halbe Wert von Einsteins Berechnung, nämlich a = 0,86. An dieser Stelle legt man das Thema normalerweise ad acta, weil Newtons Modell offensichtlich nicht funktioniert, und wendet sich Einsteins Theorie der Raumkrümmung zu, die ja das richtige Ergebnis geliefert hat.

Fragt man sich jedoch, warum das so ist, findet man die Ursache der Unstimmigkeit:
Es ist der Punktmasse-Ansatz, der üblicherweise gemacht wird, um die Gravitationsfeldstärke auf der Oberfläche eines Körpers (der Sonne) zu berechnen.
Das Gegenstück zum Punktmasse-Ansatz ist die homogene Kugel, die auf ihrer Oberfläche einen ganz anderen, mehrfach höheren Wert erzeugt, was sich mit dem Gravitationsgesetz in seiner differenziellen Form berechnen lässt (siehe "Urknall ohne Einstein").

Somit spielt die unterstellte Dichteverteilung im Körper die ausschlaggebende Rolle für die Größe der Gravitationsfeldstärke auf seiner Oberfläche, und damit für die Ablenkung des Lichts.

Fazit: Das Ergebnis von Einsteins Berechnung lässt sich mit der "passenden" Dichteverteilung locker nach Newton finden und erscheint nun eher wie eine Untermenge Newtonscher Berechnung.
Vielleicht hat Einstein in Wahrheit nach Newton gerechnet, nur eben im Wissen um die Bedeutung der Dichteverteilung und der Problematik des Punktmasse-Ansatzes. Die Ergebnisformel ist jedenfalls die gleiche...

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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von belgariath » 11. Nov 2020, 12:31

Eine Kugel mit kugelsymmetrischer Dichteverteilung hat aber doch in der Newton'schen Theorie an ihrer Oberfläche mit Radius R die gleiche Gravitationskraft wie eine entsprechende Punktmasse im Abstand R.
Und die Sonne ist näherungsweise ein kugelsymmetrisches Objekt.
Das heißt die vereinfachende Annahme einer Punktmasse ist zulässig.
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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Skeltek » 12. Nov 2020, 07:03

Die Äquivalenz von Kugelschalen bzw homogenen Kugeloberflächen und Punktmassen für den Bereich außerhalb des Sphäroides ist einfach zu zeigen.
Das lässt sich einfach auf eine Vollkugel übertragen, als Aggregation von Kugelschalen.

Falls nach Newton das Photon tatsächlich nur die halbe Ablenkung erfährt, liegt das eher an Photon und der Art und Weise, wie Impuls erhalten wird.
Photonen haben keine Masse und bewegen sich mit c. Materiegebundene Teilchen fliegen nicht mit Lichtgeschwindigkeit und können als stehende Welle in der Raumzeit angesehen werden.

Eine echt laienhafte Erklärungmeinerseits, die aber hoffe ich einfacher nachvollziehbar ist:
Stelle dir zwei Photonen unterschiedlicher Wellenlängen vor, welche kollidieren und sich anschließend auf einem festen Radius gegenseitig umkreisen (unter das Annahme das sei möglich). Dann erhälst du ein mit Unterlichtgeschwindigkeit fliegendes Partikel, dessen gemeinsame Geschwindigkeit als Teilchenverbund von der Frequenz der ursprünglichen beteiligten Photonen abhängt.
Das intrinsische Drehmoment solcher in Superposition befindlichen Teilchen wäre nur halb so groß. Newton wusste nichts von Spins und dergleichen.
Meine Vermutung ist, daß es indirekt mit dem planckschen Wirkungsquantum und dem Plankradius zusammenhängt, aber das ist mir hier zu spekulativ und unwissenschaftlich um die Erklärung hier jetzt auszuweiten.

Aber eigentlich habe ich kaum Ahnung von dem Ganzen. Hast du irgendeine Quelle, welche belegt, daß die Photonen nur die halbe Ablenkung erfahren?
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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Timm » 12. Nov 2020, 10:00

belgariath hat geschrieben:
11. Nov 2020, 12:31
Eine Kugel mit kugelsymmetrischer Dichteverteilung hat aber doch in der Newton'schen Theorie an ihrer Oberfläche mit Radius R die gleiche Gravitationskraft wie eine entsprechende Punktmasse im Abstand R.
Und die Sonne ist näherungsweise ein kugelsymmetrisches Objekt.
Das heißt die vereinfachende Annahme einer Punktmasse ist zulässig.
Genau, s. hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Birkhoff-Theorem

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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von RaimundKempe » 13. Nov 2020, 22:37

Danke für den wahrlich treffenden Einwand zum Gravitationsgesetz.
Ein echtes Dilemma tut sich da auf.
Um dieses wirklich sichtbar zu machen, lade ich zu folgender Aufgabenstellung ein:

Berechnung der Gravitationsfeldstärke g(r) in einer homogenen Kugel (R)


Aus dem Punktmasse-Ansatz lässt sich dies nicht ableiten. Es muss differenziell gerechnet werden.
Ich habe dazu das Modell eines Kugelabschnitts gewählt und die Gravitationsfeldstärke g(z1) berechnet, die selbiger Kugelabschnitt am Punkt z1 erzeugt, der Schnittpunkt der Symmetrieachse z und der Schnittfläche z = z1 sein soll.
Variiert man nun z1 von +R bis -R, kann man bereits aus der bloßen Anschauung folgendes vorhersagen:
1. An der Stelle z1 = R hat der Kugelabschnitt kein Volumen, weshalb g null sein muss.
2. Mit abnehmendem z1 wächst das Kugelvolumen kontinuierlich und mit ihm die Gravitationsfeldstärke.
3. An der Stelle z1 = 0 erzeugt die Nordhalbkugel einen g-Wert, der zur Normierung dient.
4. Der Kugelmittelpunkt ist auch Wendepunkt, weil die bis dahin zunehmende Steigung von g(z1) nun kontinuierlich abnimmt, schon wegen der geringeren relativen Volumenzunahme.
5. Lässt man den Punkt z1 von Null aus nach -R wandern, erhöht sich das Volumen des Kugelabschnitts weiter und mit ihm die Gravitationsfeldstärke, bis an der Stelle z1 = -R das Kugelvolumen komplett ist, also der höchste g-Wert erreicht wird.
6. Macht man dieselbe Betrachtung vom Südpol aus, ergibt sich die gleiche Funktion für g(z1), jedoch in Gegenrichtung, was bedeutet, dass sich beide Profile bei z1 = 0 kompensieren, g(0) also gleich null sein muss.

Ich würde mich sehr freuen, wenn jemand bereit wäre, die Berechnung selbst durchzuführen und sein Ergebnis vorzustellen.
Das Dilemma lebt...

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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Skeltek » 14. Nov 2020, 10:54

RaimundKampe hat geschrieben: 1. An der Stelle z1 = R hat der Kugelabschnitt kein Volumen, weshalb g null sein muss.
Aeh, nö, falsch :)
Wieso sollte dort g Null sein? Kein Körper hat in einem Punkt ein Volumen. Was hat der Mangel an Volumen in einem Punkt damit zu tun, daß der Kugelabschnitt dort keine Gravitationsfeldstärke haben soll? Selbst, wenn man die Masse auf unendlich dicht auf einem ganzen (gekrümmten) Oberflächenabschnitt verteilt hat, ergibt sich eine Wirkung.
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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von belgariath » 14. Nov 2020, 11:51

Zunächst müssen wir sicherstellen dass wir über die gleichen Dinge sprechen:
Kugelabschnitt = Kugelsegment
Die Größe h in dem Wiki-Artikel läuft von 0 bis 2R. RaimundKempe's z1 läuft von R bis -R. So wie ich es verstehe, ist z1 = R - h

Den Punkten 1 bis 3 stimme ich auf jeden Fall zu.
Punkte 4 und 5 würde ich ohne die Integration konkret durchgeführt zu haben erstmal nicht unterschreiben. Man darf beim Variieren von z1 nicht nur die Volumenzunahme des Kugelabschnitts betrachten, sondern muss auch immer die Abnahme mit 1/r^2 einbeziehen.
Punkt 6 verstehe ich nicht ganz. Was soll sich da kompensieren?
Aber der letzten Folgerung dass g(0) = 0 sein muss, stimme ich zu. Aber welches Dilemma tut sich jetzt auf? Ich sehe keines.
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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Skeltek » 15. Nov 2020, 11:26

Hi belgariath,
sein z1 entspricht nicht h aus dem Artikel oder seinem Komplement.
z1 ist lediglich die Stelle, an welcher er g berechnet als g(r=z1).
Er variiert z1, während alles andere (also auch R und h) statisch bleibt.
Nach seiner Beschreibung hat er einen Kugelabschnitt mit R und h gewählt und berechnet dann g(r=z1=R). Das h wird dabei nicht variiert.
Er hat also bei einer Kugel mit Radius R und dem Schnitt bei h sein Kugelsegment festgelegt. Danach schaut er ob g(z1) an der Oberfläche des Segmentes Null ist.
Falls ich jetzt nicht völlig blind bin, hat er das so beschrieben. Ich ging aber von vorne herein aus, daß er bei seinem Rückschluss irgendwo einen Fehler begangen haben müsste und hab mich gleich mal auf den ersten gestürzt. Danach hab ich nicht mehr weiter gelesen, sorry.

Will er nun die Gravitationsfeldstärke des Kugelabschnittes der Dicke h bei z1 berechnen oder soll z1 das h ersetzen?
RaimundKampe hat geschrieben: 4. Der Kugelmittelpunkt ist auch Wendepunkt, weil die bis dahin zunehmende Steigung von g(z1) nun kontinuierlich abnimmt, schon wegen der geringeren relativen Volumenzunahme.
Wenn bei dir z1=h ist, stimmt das so nicht. Der Wendepunkt wird soweit ich das sehen kann schon vorher erreicht. Noch bevor z1=0 wird, hast du den Wendepunkt bereits überschritten. Die Materialzunahme erfährt dort einen Hochpunkt, allerdings musst du die Abstandszunahme zum Mittelpunkt des Kugelsegmentes berücksichtigen, welcher sich in einer quadratischen Abnahme der Gravitationsfeldstärke widerspigelt. Die quadratische Abnahme überwiegt in der Ableitung die der Materialzunahme.
Der Wendepunkt der Gravitationsfeldstärke beim 'Wachsvorgang' deines Kugelsegmentes zur Vollkugel wird also bereits erreicht, bevor du die Halbkugel erreichst.
RaumundKampe hat geschrieben: Macht man dieselbe Betrachtung vom Südpol aus, ergibt sich die gleiche Funktion für g(z1), jedoch in Gegenrichtung, was bedeutet, dass sich beide Profile bei z1 = 0 kompensieren, g(0) also gleich null sein muss.
Ich verstehe nicht ganz, weshalb da eine Berechnung notwendig wäre. Am Kugelmittelpunkt ist es doch schon aus Symmetriegründen Null? Sind zwei singularitätsfreie Halbkugeln mit Spiegelebene?
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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von RaimundKempe » 18. Nov 2020, 02:58

Man muss die Aufgabenstellung schon angehen, um Aussagen machen zu können.
Es geht nach wie vor um die "Berechnung" der Gravitationsfeldstärke in einer homogenen Kugel!

Raimund

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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von ralfkannenberg » 18. Nov 2020, 09:36

RaimundKempe hat geschrieben:
18. Nov 2020, 02:58
Man muss die Aufgabenstellung schon angehen, um Aussagen machen zu können.
Es geht nach wie vor um die "Berechnung" der Gravitationsfeldstärke in einer homogenen Kugel!
Hallo Raimund,

zwei Foren-User haben sich die Mühe gemacht, das zu tun. Da empfinde ich Deine pauschale Abkanzlung "Man muss die Aufgabenstellung schon angehen, um Aussagen machen zu können" wenig zielführend; es würde mehr bringen, wenn Du darlegen würdest, was Deinem Verständnis gemäss in der Argumentation von Skeltek und belgariath unzutreffend ist oder - gleichwertig - im Fall von Unklarheiten - zwanglos nachfragst.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von seeker » 18. Nov 2020, 13:10

Über welchen Mechanismus sollten Lichtstrahlen (also masselose EM-Wellen) in der newtonschen Beschreibung überhaupt per Gravitation abgelenkt werden können?
Grüße
seeker


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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Timm » 19. Nov 2020, 09:49

Nach Newton hängt die Ablenkung von der Geschwindigkeit ab. Mit c (Licht) erhält man ohne Berücksichtigung der Raumkrümmung exakt den halben Wert. Näheres hier.

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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von seeker » 19. Nov 2020, 14:26

Danke für den Link. Aber das scheint mir dort in einer Art vereinfacht zu sein, die man so nicht durchführen darf.
Wenn man annimmt, dass das Äquivalenzprinzip nicht gelten würde (was man ja tun muss, wenn man Einstein ablehnt?) und also annimmt, es gäbe keine RZ-Krümmung, wieso sollte dann die klassische Gravitation auf etwas wirken, das keine Masse hat?

F = G * mM/r^2

Wenn nun m = 0, dann auch F = 0. Die obige Formel würde auf masselose Teilchen angewendet gar keinen Sinn mehr ergeben, wie mir scheint: Da wird dann auch V(Licht-Ablenkung) = 0 oder zumindest uneindeutig.

Klar, man könnte nun versuchen dem zu entkommen, indem man behauptete, dass Licht aus schnellen Teilchen bestünde (was wird dann aus Maxwell?), die eine fixe Masse ungleich Null hätten, aber ich glaube, damit würde man sich einen Sack voll anderer Probleme einhandeln, nicht?
Grüße
seeker


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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Timm » 19. Nov 2020, 14:59

seeker hat geschrieben:
19. Nov 2020, 14:26
Klar, man könnte nun versuchen dem zu entkommen, indem man behauptete, dass Licht aus schnellen Teilchen bestünde ...
Das war soweit mit bekannt, die Annahme. Die Masse der "schnellen Teilchen" muss man ja nicht kennen.

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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Skeltek » 20. Nov 2020, 14:24

@seeker:
Du hast da prinzipiell Recht. Allerdings wusste man damals nicht, ob Licht eine Masse hat. Wie dem auch sei, kürzt sich die Masse bei der Beschleunigung heraus. Ein 'doppelt' so schweres Photon erlebt natürlich auch die doppelte Kraft, wird aber auch nur halb so stark beschleunigt. Das gleicht sich aus.
Die Wirkung wäre also für beliebig leichte Teilchen gleich.

Was bleibt ist halt nur die Verweildauer im beschleunigenden Feld. 'Wie lange wird das Photon mit g nach unten beschleunigt?'. Läuft auf eine einfache Vektor-Addition hinaus bzw Trigonometrie mit Ankathete als Geschwindigkeit und im Grenzfall Sinus->Winkeländerung
Nimmt man das Dreieck von Geschwindigkeitsvektor, Geschwindigkeitsänderung und resultierender Geschwindigkeit, kann man das sehr gerne mit a²+b²=c² annähern. Die Abweichung vom rechtwinkligen Dreieck ist hierbei nicht so wichtig. Beim Photon ist a=c, aber das ist erstmal unwichtig.
Worum es geht ist, daß die Geschwindigkeitsänderung b (nahezu orthogonal zu a und c), dem Winkel im Bogenmaß entspricht.
Die Winkeländerung erhält man klassisch, indem man die Geschwindigkeitsänderung b in Richtung Gravitationsquelle aufintegriert.

Ich weiß nicht genau, wie Newton das gemacht hat (ich hatte keine Zeit mir das genauer anzugucken), aber das ist jedenfalls, wie ich an die Sache herangehen würde.
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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Frank » 20. Nov 2020, 20:39

Gebt euch ned so viel Mühe....... :roll: :wink:
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von seeker » 21. Nov 2020, 08:02

Skeltek hat geschrieben:
20. Nov 2020, 14:24
Allerdings wusste man damals nicht, ob Licht eine Masse hat.
Heute weiß man das genauer. Mein Punkt ist, dass man ohne Einstein kein E = mc^2 hat. Und dann hat man ne masselose EM-Welle, also keine Materie. Warum sollte dann ne Welle gravitativ irgendwie abgelenkt werden? Das wär mir nicht erklärlich. Du erwartest ja auch nicht, dass Lichtwellen, z.B. ein Laser in nem elektischen Feld abgelenkt wird.
Das Problem bei Newton war auch, dass dort zwar (richtig) postuliert wurde, dass sich Massen anziehen, aber warum sie das tun, das konnte Newton nicht erklären.
Skeltek hat geschrieben:
20. Nov 2020, 14:24
Wie dem auch sei, kürzt sich die Masse bei der Beschleunigung heraus.
Hier dann mit 0/0? Dann wirds uneindeutig. Und dann wirds nicht gleich, sondern beliebig bzw. unerklärlich.
Grüße
seeker


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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Skeltek » 21. Nov 2020, 11:54

seeker hat geschrieben:
21. Nov 2020, 08:02
Mein Punkt ist, dass man ohne Einstein kein E = mc^2 hat. Und dann hat man ne masselose EM-Welle, also keine Materie.
Wie kommst du denn nun auf sowas? Wieso sollte man ohne Kenntniss von 'E=mc²' annehmen, daß Licht keine Masse habe? Die Annahme es sei ein Teilchen ist für die falsche Schlussfolgerung völlig ausreichend.
Das ist aber ja auch nicht zentrales Thema. Es geht hier ja lediglich um die hypotethische Rechnung.
seeker hat geschrieben:
21. Nov 2020, 08:02
Das Problem bei Newton war auch, dass dort zwar (richtig) postuliert wurde, dass sich Massen anziehen, aber warum sie das tun, das konnte Newton nicht erklären.
Wie gesagt ist das bei der Rechnugn ja auch nicht verlangt.
seeker hat geschrieben:
21. Nov 2020, 08:02
Skeltek hat geschrieben:
20. Nov 2020, 14:24
Wie dem auch sei, kürzt sich die Masse bei der Beschleunigung heraus.
Hier dann mit 0/0? Dann wirds uneindeutig. Und dann wirds nicht gleich, sondern beliebig bzw. unerklärlich.
Extrapolation, analytische Vervollständigung... nenne es wie du willst.
Die Verwendung von elementaren Ableitungsregeln ist für den Vergleich der Grenzwerte im Nenner und Zähler in der Regel ausreichend (lediglich das Berechnen der Ableitungsformeln ist manchmal nichttrivial). Bei zwei Werten, welche völlig proportional zueinander sind, ist die Anwendung der Regeln von l'Hospital völlig unkritisch. (Frage mich was bei so etwas elementarem überhaupt so besonderes ist, daß man das nach einem Mathematiker benennt)

Ich bin etwas verwundert, daß du hier ein Problem siehst. Kann mir nicht vorstellen, daß du die Regeln von l'Hospital nicht kennst.
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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von seeker » 21. Nov 2020, 16:49

Skeltek hat geschrieben:
21. Nov 2020, 11:54
Wieso sollte man ohne Kenntniss von 'E=mc²' annehmen, daß Licht keine Masse habe?
Die Frage geht auch umgekehrt: Wieso bzw. wie sollte man ohne Kenntnis von 'E=mc²' annehmen, bzw. begründen, dass Licht eine Masse habe?
Skeltek hat geschrieben:
21. Nov 2020, 11:54
Wie gesagt ist das bei der Rechnugn ja auch nicht verlangt.
Skeltek, ich verstehe die Rechnung im Link von Timm. Darum geht es nicht, man kann immer irgendetwas ausrechnen. Es geht darum, ob eine Rechnung im Ansatz tatsächlich vernünftig ist oder ob sie nur vorgibt das zu sein, ob also ein sinnvoller und konsistenter Bezug zur Natur besteht.
Nur dann hat so eine Rechnung argumentativ irgendeine Relevanz.
Skeltek hat geschrieben:
21. Nov 2020, 11:54
Es geht hier ja lediglich um die hypotethische Rechnung.
Darum geht es mir gerade nicht. Es geht mir darum, ob diese Rechnung überhaupt einen Sinn ergibt.
Skeltek hat geschrieben:
21. Nov 2020, 11:54
Extrapolation, analytische Vervollständigung... nenne es wie du willst.
Die Verwendung von elementaren Ableitungsregeln ist für den Vergleich der Grenzwerte im Nenner und Zähler in der Regel ausreichend (lediglich das Berechnen der Ableitungsformeln ist manchmal nichttrivial). Bei zwei Werten, welche völlig proportional zueinander sind, ist die Anwendung der Regeln von l'Hospital völlig unkritisch. (Frage mich was bei so etwas elementarem überhaupt so besonderes ist, daß man das nach einem Mathematiker benennt)

Ich bin etwas verwundert, daß du hier ein Problem siehst. Kann mir nicht vorstellen, daß du die Regeln von l'Hospital nicht kennst.
Diese Argumentation führte dann auch zu folgendem:

Sei a) experimentell gefunden, dass positiv geladene Kugeln mit Masse m in einem definierten elektrostatischen Feld E, welches sie durchfliegen, nach rechts abgelenkt werden.
Bei Halbierung der Masse und Ladung werden sie immer noch genau gleich stark nach rechts abgelenkt.
->
Ableitung a) durch Grenzübergang: Auch Kugeln der Masse Null und der Ladung Null würden in E gleich stark nach rechts abgelenkt.

Das ist aber falsch.

Beweis:
Es lässt sich auch experimentell finden, dass b) Kugeln der Ladung Null und der Masse m im Feld E nicht abgelenkt werden.
Und es lässt sich finden, dass c) negativ geladene Kugeln mit Masse m im Feld E nach links abgelenkt werden.
->
Ableitung b) durch Grenzübergang: Kugeln mit Masse Null und der Ladung Null würden in E nicht abgelenkt werden.

Ableitung c) durch Grenzübergang: Kugeln der Masse Null und der Ladung Null würden in E gleich stark nach links abgelenkt werden.

-> Widerspruch!

Folgerung:
Man kann nicht ohne Weiteres (insbes. unter Ablehnung oder Unkenntnis von Einstein) vorhersagen, wie sich etwas ohne Masse in einem Gravitationsfeld verhalten würde.
Man kann zwar immer noch irgendetwas annehmen, das wäre dann aber nichts anderes als raten.
Grüße
seeker


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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Job » 21. Nov 2020, 17:24

Hallo Seeker,

schau mal hier: https://www.youtube.com/watch?v=J9x9ImH21Os


Viele Grüße
Job
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J.W. von Goethe

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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Skeltek » 21. Nov 2020, 17:42

Deshalb gibt es ja Prognosen. Man rechnet zuerst etwas aus oder macht ein Model und prüft dann später erst die Deckungsgleichheit mit der Realität.
Das ist das grundlegendtste Prinzip der Physik und des Denkens. Man nimmt (abgekürzt ausgedrückt) alles als zunächst potentiell möglich an, subtrahiert die Menge aller erwiesenermaßen nicht möglichen Dinge und prüft dann aus dem übrig gebliebenen Haufen alle Ideenkombinationen, auf Deckungsgleichheit mit der Realität.
Auch Einstein hat erst gerechnet und seine Ergebnisse wurden erst Jahre später experimentiell überprüft.
Natürlich kann man ohne Weiteres vorhersagen, wie sich so ein Teilchen verhalten wird. Man stellt eine Behauptung auf. Trifft diese zu, ist es eine Voraussage. Falls es nicht zutrifft, lag man halt falsch.

Ich würde mich jedenfalls nicht so weit aus dem Fenster wagen. Selbst Licht wird vermutlich im Magnetfeld abgelenkt und erfährt einen Austausch mit dem Feld. Was halt nicht abgelenkt wird ist die meßbare Superposition, die als Quant manifestiert durch den Raum propagiert. Aber das müssen wir nicht vertiefen. Für einen Prognoseversuch der phänomenologischen Experimentausganges ist das ja nicht wichtig. Man rechnet halt irgendetwas aus und guckt ob es sich auch wirklich so verhält.
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seeker
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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von seeker » 21. Nov 2020, 19:39

Leute... beachtet einmal den Eingangstext, um was es da geht...
Und man kann da eben nicht einfach sagen, die Lichtablenkung durch die Sonne wäre 1919 falsch berechnet worden und richtig berechnet hätte das auch nach Newton gepasst und deshalb braucht man Einstein nicht. Weil: Wenn man das tut, dann ergeben sich eben viele andere Probleme, die man dann alle erklären muss, eines davon ist mir eben aufgefallen. Das war doch schon alles!
Skeltek hat geschrieben:
21. Nov 2020, 17:42
Selbst Licht wird vermutlich im Magnetfeld abgelenkt und erfährt einen Austausch mit dem Feld. Was halt nicht abgelenkt wird ist die meßbare Superposition, die als Quant manifestiert durch den Raum propagiert. Aber das müssen wir nicht vertiefen. Für einen Prognoseversuch der phänomenologischen Experimentausganges ist das ja nicht wichtig.
"meßbare Superposition, die als Quant manifestiert durch den Raum propagiert", "phänomenologischer Experimentausgang"...
Skeltek, ich finde es wär besser, du würdest sparsamer mit Fremdwörtern umgehen und sie nur dann verwenden, wenn es auch nötig ist. Denn ansonsten kommt sowas etwas 'aufgeblasen-effekthaschend' rüber. Das ist nur als konstruktiver Rat gemeint...

Nö, Licht wird im Magnetfeld nicht abgelenkt, in der klassischen newtonschen Welt überhaupt nicht und in der ART nur dann, wenn das Magnetfeld so viel Energie hat, dass es eine relevante Masse hat, dann unter gewissen nicht-symmetrischen Umständen.
Skeltek hat geschrieben:
21. Nov 2020, 17:42
Deshalb gibt es ja Prognosen. Man rechnet zuerst etwas aus oder macht ein Model und prüft dann später erst die Deckungsgleichheit mit der Realität.
Teils. Andernteils hat man zuerst Beobachtungen und versucht dazu dann ein Modell zu machen, das dazu passt.
Skeltek hat geschrieben:
21. Nov 2020, 17:42
Man nimmt (abgekürzt ausgedrückt) alles als zunächst potentiell möglich an, subtrahiert die Menge aller erwiesenermaßen nicht möglichen Dinge und prüft dann aus dem übrig gebliebenen Haufen alle Ideenkombinationen, auf Deckungsgleichheit mit der Realität.
Jein. Problem: Wahrscheinlich ist die Menge aller prinzipiell möglichen Theoriegebäude unendlich groß und kann daher durch Prüfung an endlich vielen Messungen nicht auf eine einzige übrigbleibende Theorie reduziert werden.
Skeltek hat geschrieben:
21. Nov 2020, 17:42
Auch Einstein hat erst gerechnet und seine Ergebnisse wurden erst Jahre später experimentiell überprüft.
Nur teils. Andernteils stützte er sich dabei auf das schon vorhandene Vorwissen seiner Zeit, theoretisch wie auch experimentell. Was er tat war daher nicht sozusagen eine Neuerschaffung aus dem Nichts ("Theorie ex nihilo"), sondern eine Fortentwicklung des schon bestehenden.
Grüße
seeker


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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Skeltek » 22. Nov 2020, 16:40

seeker hat geschrieben:
21. Nov 2020, 19:39
Skeltek, ich finde es wär besser, du würdest sparsamer mit Fremdwörtern umgehen und sie nur dann verwenden, wenn es auch nötig ist.

Nö, Licht wird im Magnetfeld nicht abgelenkt, in der klassischen newtonschen Welt überhaupt nicht und in der ART nur dann, wenn das Magnetfeld so viel Energie hat, dass es eine relevante Masse hat, dann unter gewissen nicht-symmetrischen Umständen.
Falls ich Zeit habe werde ich es umformulieren. Das statische Feld und das Photon überlagern sich. Du kannst bei sich überlagernden Feldern und Flußdichten die beiden nicht trennen. Man kann nur die Hüllkurve des Wellenpacketes messen. Aber lassen wir das besser... das geht off topic.
Mir war nur die Extrapolation wichtig.
Es gab zwei mögliche Annahmen: Das Photon hat eine unbekannte (Ruhe-)Masse oder es hat eben keine.
Man kann durchaus aus Spaß an der Freude einfach mal eine Rechnung durchführen und gucken.
seeker hat geschrieben:
21. Nov 2020, 19:39
Skeltek hat geschrieben:
21. Nov 2020, 17:42
Man nimmt (abgekürzt ausgedrückt) alles als zunächst potentiell möglich an, subtrahiert die Menge aller erwiesenermaßen nicht möglichen Dinge und prüft dann aus dem übrig gebliebenen Haufen alle Ideenkombinationen, auf Deckungsgleichheit mit der Realität.
Jein. Problem: Wahrscheinlich ist die Menge aller prinzipiell möglichen Theoriegebäude unendlich groß und kann daher durch Prüfung an endlich vielen Messungen nicht auf eine einzige übrigbleibende Theorie reduziert werden.
Tun wir ja auch nicht. Man schließt ganze Mengen aus, und schaut ob die übrig gebliebene Menge passt.
seeker hat geschrieben:
21. Nov 2020, 19:39
Skeltek hat geschrieben:
21. Nov 2020, 17:42
Auch Einstein hat erst gerechnet und seine Ergebnisse wurden erst Jahre später experimentiell überprüft.
Nur teils. Andernteils stützte er sich dabei auf das schon vorhandene Vorwissen seiner Zeit, theoretisch wie auch experimentell. Was er tat war daher nicht sozusagen eine Neuerschaffung aus dem Nichts ("Theorie ex nihilo"), sondern eine Fortentwicklung des schon bestehenden.
Ja.
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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von RaimundKempe » 24. Nov 2020, 22:12

Hallo an alle,

nach vielen Überlegungen und Berechnungsversuchen (zum ursprünglichen Thema) komme ich zu einer guten und einer schlechten Nachricht:
Die gute ist, dass auf der Kugeloberfläche der altbekannte Punktmassen-Ansatz natürlich gilt und ich mich schlicht geirrt hatte (um Faktor 6). Sorry for that!
Die schlechte ist, dass die Aufgabe, das g-Profil innerhalb einer Kugel zu berechnen, sich als mathematisches Monster entpuppt, was mitten in die Sümpfe der Integralrechnung führt. Ich kaue weiter daran. Die qualitativen Vorhersagen zum Kugelabschnittsmodell bleiben jedoch allesamt gültig, sowie meine Einladung zum Selbstversuch.

Die gute Nachricht hat aber noch eine weitere Konsequenz, die wieder mit dem eigentlichen Thema der Lichtablenkung durch Gravitation zu tun hat und mich zu folgender These veranlasst:

Der Unterschied zwischen Newtons und Einsteins Berechnung beträgt generell 1/2.


Dies würde nichts anderes als generelle Gültigkeit der "korpuskularen Berechnung" bedeuten, von der wir ja sprechen in diesem Artikel.

Sucht man von Neuem nach dem Grund für diesen festen Faktor, der nun nicht mehr als Fehler oder Abweichung gedeutet werden darf, muss man den zweiten Teilnehmer, das Licht, genauer prüfen.
Man erkennt, dass dem Korpuskel-Modell eine Hälfte fehlt, die Newton nie gesehen hat und die quasi von Huygens mit seinem Wellenmodell repräsentiert wird. Wir müssen also lediglich diesen zweiten Teil, den Wellencharakter des Lichts, korpuskular ausdrücken. So addieren sich lineare kinetische Energie und Rotationsenergie als gleich große Hälften zu mPh*c0^2. Da in beiden Energieformen jeweils eine gleich große Äquivalenzmasse mPh stecken muss, wirkt auch die Gravitation auf beide, also auf 2*mPh.
Das ist die ganze Erklärung.

Raimund Kempe
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Re: Lichtablenkung durch Gravitation

Beitrag von Skeltek » 24. Nov 2020, 23:34

Die Frage mit dem Punktmasse-Ansatz ist ein wenig falsch gestellt. Tatsächlich ist es so, daß die Umverteilung von Masse innerhalb eines Sphäroids in Richtung Mittelpunkt eine andere potentielle Energie hat (allerdings nur innerhalb des Sphäroids). Allerdings kann man von außerhalb dieser Kugeloberfläche von einer Punktmasse ausgehen. Zumindest verhält es sich so, als sei die ganze Masse im Mittelpunkt konzentriert, auch wenn eine homogene Kugel vermutlich Energie abstrahlen müsste, um eine Massenkonzentration in einem Punkt zu erreichen.
Das ist ähnlich wie bei einem Stern, welches zum SL wird. Konzentriert man die Masse eines Sternes einfach nur in einem Punkt, verändert sich gravitativ gesehen außerhalb der Kugeloberfläche nichts. Aber wie man erfahrungsgemäß weiß, ist mit dieser Umverteilung von Materie ein Energieverlust verbunden. Der ist aber für deine ursprüngliche Fragestellung streng genommen irrelevant.

Zu deiner zweiten Idee:
Ich glaube nicht, daß es möglich ist, den Wellencharakter eines Photons als 'halbes Korpuskel' auszudrücken. Du wirst am ehesten Glück damit haben, es anders herum zu machen und massebehaftete Teilchen als Aggregat bzw Überlagerung von wellenähnlichen Teilen aufzufassen (versuche es als Superposition von interferrierenden Teilen zu sehen, welche sich jedes für sich wie ein Photon verhalten würden).
Gegebenenfalls ist der Faktor auch mit dem Spin von Quarks und Leptonen in Verbindung zu bringen (meine eheste Vermutung). Jedenfalls ist das alles höchst spekulativ und ohne weitere Ausarbeitung höchst unwissenschaftlich.

Soweit ich weiß geht die Interpretation des Spins auf Ralph Kronig zurück, der bei seinen Berechnungen zum Spin des Elektrons auch um genau den Faktor 2 falsch lag. Die Annahme war, daß sich die Oberfläche des Elektrons mit c bewegt oder so ähnlich. Der Rechenfehler um den Faktor 2 kam durch eine Nichtberücksichtigung irgendeines Details bei der Berechnung der Tangentenschar an der Elektronenoberfläche zu Stande.
Aber die Berechnungen dazu sind vermutlich deutlich schwerer ein als die von dir als 'mathematisches Monster' beschriebene 'Berechnung zum g-Profil'.
RaimundKampe hat geschrieben: lineare kinetische Energie und Rotationsenergie
Musste erst kurz überlegen was du mit linear kinetisch meinst...
Wie willst du denn den Unterschied der beiden definieren? Daß beide gleich groß sein sollen schließt du wie mir scheint schlicht aus der Tatsache, weil es zu deinem Zielergebnis am besten passen würde.
Aber dein Argument ergibt kräftemäßig betrachtet so keinen Sinn. Wenn du eine Stahlkugel in zwei Hälften schneidest, dann wirkt auf die Gesammtkugel nicht plötzlich die doppelte Kraft. Beim Photon wäre das analog so.
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