Hat Strahlung Gravitation?

[Dares]

Hallo liebes Forum,

bei mir spukt schon seit einiger Zeit ein Thema im Kopf herum und da frage ich jetzt einfach mal bei euch nach:
hat Strahlung Gravitation?
Ich stelle mir immer vor, dass Teilchen erst aus Strahlung entstanden sind und somit Strahlung auch Gravitation
besitzen müsste. Aber Strahlung scheint keine Gravitation zu besitzen und klumpt auch nicht zu komplexen Atomen
oder Molekülen oder Materie zusammen welche dann Sonnen oder Planeten bildet. Bei der jetzigen Strahlung im Universum sehe
ich nicht dass etwas gebildet wird und ist die Gravitation im Universum nur ein sehr kurzlebiger Effekt?

Vielen Dank für eure Anworten.

Freundliche Grüsse

Dares

[blende8]

Wenn du mit "Strahlung" Photonen meinst, dann nein, die haben keine Gravitation.
Sehr energiereiche Photonen können sich aber in massebehaftete Teilchen umwandeln, s. "Paarbildung".
Gravitation ist an (Ruhe-)Masse gekoppelt.

[seeker]

Jede Energieform wirkt gravitativ, so auch Strahlung.
Dass Licht nicht 'zusammenklumpt' liegt hauptsächlich daran, dass es zu schnell ist.
Außerdem muss man bedenken, dass EM-Strahlung in aller Regel heute im Vergleich zu massiven Himmelskörpern sehr ausgedünnt ist, sehr wenig Energieinhalt hat, damit auch eine entsprechend geringe Gravitationswirkung. In der Frühzeit des Kosmos war das noch anders (-> strahlungsdominierte Ära).

P.S.:
@blende8: Nö, da liegst du falsch.

[tomS]

Strahlung ist wie jede Energieform eine Quelle der Gravitation.

Beispiel siehe z.B. hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Friedmann-Gleichung
https://de.wikipedia.org/wiki/Friedmann ... 3%B6sungen - Index "str" für "Strahlung"

[Dares]

Dass Licht nicht 'zusammenklumpt' liegt hauptsächlich daran, dass es zu schnell ist.

aha, es hängt also von der Geschwindigkeit ab? Klingt doch ganz logisch oder gibt es da noch einen Haken?

Freundliche Grüsse

Dares

[seeker]

aha, es hängt also von der Geschwindigkeit ab? Klingt doch ganz logisch oder gibt es da noch einen Haken?

Nö, das ist es im Wesentlichen schon.
Ob etwas verklumpt oder nicht hängt im Wesentlichen von zwei Faktoren ab:
a) die Geschwindigkeit oder Temperatur (wobei Temperatur nichts anderes als Geschwindigkeit ist: ungerichtete Bewegung) und
b) die Stärke der lokal erzeugten Gravitationskraft.
Auch gewöhnliche Materie verklumpt schlecht oder gar nicht, wenn sie zu schnell oder zu heiß ist; bevor etwas klumpen kann muss es langsam genug werden. Das geht z.B. bei Neutrinos sehr schlecht, weil die kaum Wechselwirkung machen also auch kaum irgendwie ihre Geschwindigkeit verringern können, deshalb klumpen die nicht. Und bei Licht geht es praktisch gar nicht, weil sich Licht immer mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, also nicht langsamer werden kann. Um Licht zum "klumpen" zu bringen braucht es schon so etwas wie ein schwarzes Loch, darin "verklumpt" dann auch Licht, wenn man das so sehen will.
Allerdings muss das SL schon vorher auch irgendwie entstanden sein, dafür braucht es dann als Startpunkt in der Regel doch wieder normale Materie.

[Skeltek]

Die gravitative Wirkung von Strahlung ist vom Bezugssystem abhängig. Wie sich das auswirkt hängt vom Energiebetrag ab, welcher von Wellenlänge und Geschwindigkeitsvektor des gravitativ 'bewirkten' Körpers abhängt.

Die gravitative Wirkung eines auf dich zu kommenden Photons ist z.B. höher als eines Photons, welches sich von dir weg bewegt. Wobei man hier allerdings ganz besondere Umstände berücksichtigen muss, da die Gravitation sich genauso schnell ausbreitet wie Photonen.
Ich nehme an du meintest Strahlung ohne Ruhemasse in deiner Frage bzw Strahlung welche sich mit c bewegt?

Es gibt mehr oder weniger drei Kategorien von teils Ruhemasse-loser Strahlung:
1. Strahlung bewegt sich mit c und kann somit keine Ruhemasse haben.
2. Strahlung mit Ruhemasse hat zwangsläufig Geschwindigkeit kleiner c.
(3. Strahlung ohne Ruhemasse, welche sich mit v<c bewegt.)

[blende8]

Jede Energieform wirkt gravitativ, so auch Strahlung.
@blende8: Nö, da liegst du falsch.

Hmm ... also weil Licht ja durch große Massen abgelenkt wird, gilt das auch anders herum, dass das Licht die große Masse auch ein wenig anzieht?

[tomS]

Ja

[blende8]

Eigentlich ja auch logisch, aber so habe ich das noch nie gesehen.
Kann man das messen, im Labor, dass z.B. ein Photon ein Elektron gravitativ anzieht oder irgendwie so etwas?

[tomS]

Um Gottes Willen, nein, der Effekt ist winzig. Überleg’ dir mal folgendes: die Gravitationskraft zwischen zwei Massen M und m, z.B. M für Erde und m für dich, ist proportional zu mM/r². Nun setzt du spaßeshalber für M die Masse der Erde / eines Steines / eines Elektrons ein, sowie für m die “Masse” eines Photons; diese schätzt du mittels m = E/c² ab, wobei E für UV-Licht im eV-Bereich liegt.

(Diese Abschätzung der “Masse” und der “Kraft” ist streng genommen nicht korrekt, liefert jedoch eine vernünftige Größenordnung; tatsächlich hat ein Photon die invariante Masse Null, und die Newtonsche Näherung ist nicht anwendbar)

[seeker]

Klar machen kann man sich das auch folgendermaßen:

Diese Sache, dass Masse die Quelle der Gravitation ist, geht noch auf Newton zurück - und ist damit heute durch die ART längst überholt!

In der Relativitätstheorie kommt so etwas nicht vor, dass Masse Quelle der Gravitation ist.
Stattdessen ergibt sich aus den Gleichungen dort, dass der sog. 'Energie-Impuls-Tensor' gleich der Raumzeitkrümmung ist.
Und die Raumzeitkrümmung sorgt wiederum für die Gravitation, die wir spüren.
Und im Energie-Impuls-Tensor der ART ist eben nicht Masse die Quelle der Gravitation, sondern Energie und Impuls (ja, und Energiedichte und Energiestromdichte und Impulstransport - aber das sind Details, die wir hier nicht aufdröseln müssen)
D.h. der Grund, warum von Masse Gravitation ausgeht ist der, dass dort wegen E = mc² einiges an Energie gebunden ist.
Das ist also nur ein indirekte Geschichte. Wegen dem c² (das ist das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit) ist das sehr viel.
Mit Licht (EM-Strahlung) kommt man normalerweise nicht einmal ansatzweise in solche Regionen.
Aber diese Sache mit der Ruhemasse oder nicht könnt ihr hier wirklich völlig vergessen, spielt keine Rolle.
Entscheidend ist allein Energie und Impuls. Und beides ist auch in Licht vorhanden, wenn auch normalerweise vergleichsweise sehr wenig.
Also wirkt das auch gravitativ, wenn auch normalerweise vergleichsweise sehr wenig.