Beschleunigung M = Höhere Gravitation? und mehr..

[Wildor]

:idea: ich hoffe es gehört hier rein :idea:





Beschleunigung M = Höhere Gravitation? und mehr...

Ein Hallo an alle die das lesen, und besonderen Dank für die Antworten im voraus.
Mich quälen so viele Fragen und hoffe mein BAD-Wissen mit eurem GUT-Wissen zu vermischen.

1.
Wie schon angedeutet, Frage ich mich (bin bestimmt nicht der Erste) ob ein beschleunigter Körper (z.b. Erde) mehr Gravitation hat als ein ruhender Körper.
Sicherlich ist die Geschwindigkeit zu gering um es zu messen, aber könnte ich eine Masse wie die Erde auf fast Lichtgeschwindigkeit beschleunigen so müsste laut E=m*c² (Masse geht gegen unendlich), doch auch eine Änderung in der Gravitationswirkung messbar sein! Wie sieht es damit aus? Ändert sich da was?

2.
Könnte es sein das sich unser Universum nur mit Materie in grössere Objekte entwickelt hat weil Antimaterie eine Antigravitationswirkung besitzt?
Hat ein Positron eine Antigravitationswirkung? Ich weiss das die Gravitation bei den Kleinen Bauteilen vernachlässigt wird, aber doch vorhanden ist. Gibt es dazu Theorien/Wissen/Links?
Das heisst meiner Meinung nach nicht, das die Gravitation mit Antigravitation aufgehoben wird, sondern Masse mit Gravitation gibt AntiMaterie kein Gewicht und umgekehrt, obwohl auch Antimaterie hohe Energien/Antimasse besitzten kann.
Gibt es Anti-Energien?
Kann man sagen das Positron hat ein Minus-Gewicht?
Könnte man das Photon auf dieser Ebene dann nicht besser erklären?

3.
Könnte man die Ausdehnung des Raumes nicht auch so erklären, weil eben die Antimaterie sich in seiner kleinstmöglichen elementaren Dichte od. Energie von den anderen Antimaterieteilchen/Energien abstösst und somit jedes Teilchen/Energie den Raum/Abstand vergrössert zu seinem nächsten Teilchen, weil diese immer noch zu dicht aufeinander sitzen? Das widerum heisen würde, das Anti-Teilchen od. Energien absolut gleichmässig im Universum verteilt sind und durch ihre abstossende Wirkung nur noch Raum zwischen sich bringen können.Was wiederum wie Antigravitation wirkt weil man ganz Leihenhaft sagen kann:
Bewegung in einem Raum ist antigravitativ, weil sonst könnte man ja die Erde garnicht verlassen; und somit hat sich die Antigravitation in Raum-Ausdehnung und in die Möglichkeit der Bewegung aufgespaltet.
Man könnte dann sogar sagen:
Jegliche Bewegung ist Antimaterie/Antigravitation wenn auf meine erste Frage der bewegten Massen keine erhöhte Gravitation gemessen wird.

Gibt es Quellen-Nachweise/Theorien die in meine Richtung gehen?
So das war mal ein kleiner Einblick in meine Phantasie und der Grund warum mir es so schwer fällt die Wahrheit zu sehen. Zu viel eigener Mist.

Ich hoffe meine Fragen/Annahmen sind nicht zu dumm und einige haben Lust und Geduld einem Hauptschüler noch was zu lernen;

Hoffe ausserdem weitere Fragen stellen zu dürfen, es gibt so viele, und Frage mit unter, ob ich diese hier oder als Neues Thema posten soll, sofern es sich nicht um weitere Fragen zur Gravitation/Antimaterie handelt.

Also auf, und zereisst mich in der Luft!! (Für Rechtschreibfähla enschuldige ich mich ausdrücklich)


Gruss Wildor

[Maclane]

:!: = Unwissend
Hahaha, herrlich...

Deine erste Frage kann ich dir nicht beantworten, interessiert mich aber auch.

Was die Antimaterie angeht... Hmm naja... Es gibt ja keine.
Kurz nach dem Urknall entstand Antimaterie, und zwar praktisch genau soviel wie Materie. Die beiden haben sich annihiliert (vernichtet) und sind zu Strahlung geworden. Aber es war nicht exakt die gleiche Anzahl Anti-Teilchen wie Teilchen. Irgendeine merkwürdige Asymmetrie hat dazu geführt, dass es eine Winzigkeit mehr Materie gab als Anti-Materie.
Frag mich nicht nach genauen Zahlen. Irgendwie auf 10 Milliarden Paare kam ein Materie-Teilchen ohne Partner zur Vernichtung (wenn ich das richtig im Kopf hab). Und weil die Antimaterie somit vollständig vernichtet wurde und der übrig gebliebene Rest aus Materie unser Universum aufbaut, gibt's praktisch keine Antimaterie im Universum mehr. Jedenfalls nichts, was wir gesehen hätten.
Antiteilchen entstehen natürlich trotzdem hier und da, z.B. bei Zerfallsprozessen oder in unseren Laboren. Aber die haben ja dann in der Regel genügend Materie um sich herum, dass sie nicht lange überleben.

Die Gravitationswirkung der Antimaterie ist übrigens die gleiche wie bei der Materie. Materie und Antimaterie sind nur durch ihre elektrische Ladung voneinander zu unterscheiden. Wo also das Elektron negativ geladen ist, ist sein Anti-Teilchen, das Positron, positiv geladen - der Rest ist identisch.

Gruß Mac

[Wildor]

Danke Mac für Deine Antwort,

das weiss ich in diesem Umfang, nur mir gefällt der Schmutzeffekt nicht, ausser ich sehe den Raum als sollches.
Ausserdem möchte ich noch nicht meine Gedanken zu den erste 3min äussern,
weil ich erst noch bestimmte Dinge totall verstehen möchte bevor ich etwas dazu frage/sage.

Hört sich wichtig an, ist aber nur so ne Idee.

Danke

[Skeltek]

Ich wuerde auch gerne eine Frage hinzu klatschen:
4.
Wenn man sich ein hypothetisches Photon mit der Energie E=10^80 eV vorstellt und sich klar macht, dass Gravitation auf Licht (wechsel-)wirkt, was fuer eine Art Singularitaet bzw schwarzes Loch wuerde es dann ausbilden? (einen unidirektionalen Ereignisshorizont haben Photonen ja sowieso=>man kann es nie wieder einholen, wenn man einmal durch geflogen ist)
Die Frequenz des Lichtes steigt, die Wellenlaenge sinkt und die Singularitaet wird groesser.
Was passiert, wenn ein Photon mehr Energie/Masse besitzt, als in die Sphaere mit Radius der Wellenlaenge hinein passt? Steigt oder sinkt die Unschaerfe eines solchen Photons mit zunehmender Energie?



Meine Antowrt zur ersten Frage:
1. In welchem Koordinatensystem dein Koerper nun welche gravitative Wirkung hat(wenn sie ueberhaupt variieren sollte) ist denke ich davon abhaengig, ob der kuenstliche Massezuwachs durch Bewegungsenergie sich nur auf die Traegheit auswirkt oder auch gravitativ wirkt.
Hinzu ist noch zu klaeren, ob die zusaetzliche Masse ohne weiteres als ein skalarer positiver Wert(17g) aufzufassen ist oder die Summe von fundamentaleren Komponenten(19-2+x*i-x*i).(Mit heutigen Mitteln waere es schwer zu ermitteln, ob Relativbewegungen zu oder von einer gravitativen Quelle hin oder weg einen Unterschied machen.

Zur Formel an sich:
Die benoetigte Energie zum weiteren beschleunigen eines Koerpers steigt mit zunehmender Geschwindigkeit; das laesst darauf schliessen, dass der Koerper schwerer geworden ist. Dies ist eine effektorientierte Feststellung des Sachverhaltes. Die meisten Menschen, die eine der westlichen Sprachen als ihre Muttersprache aufweisen, werden durch ihre verinnerlichten Denkmuster die gleiche Interpretation treffen.
(Exkurs in die Hirnforschung: Sprachen koennen objektorientiert aufgebaut sein, mit Gewichtung auf Handlung(wer es macht ist nur Zusatz), Person(was sie macht ist dann die Info) oder aehnliches. Je nach dem was fuer ein Problem ich z.B. loesen muss wechsel ich zwischen deutsch oder meinen Muttersprachen, je nachdem was fuer eine Denkmethode das Loesen vom Problem erforderlich ist.
Extrembeispiele: indianisch, westlich, fernoestlich)

Es laesst sich haber auch so interpretieren, dass die Relativbewegung des Koerpers konstanter Masse die Energieuebertragung von einem Bezugssystem ins naechste erschwert. Wuerdest du den Teilchenbeschleuniger auf dieselbe Geschwindigkeit bringen, wie das Teilchen, wuerdest du fest stellen, dass fuer weitere Beschleunigung nun auf einmal doch keine zusaetzliche Energie notwendig ist bzw das Teilchen nicht schwerer geworden ist.
Beides sind gleichwertige Betrachtungsweisen ein und desselben Phaenomens, die daraus resultierenden Formeln duerften sich nicht unterscheiden.


Beschleunigung ist Geschwindigkeitszuwachs pro Zeit((m/s)/s), das heisst durch Zeitdilletation/Laengenkontraktion/Bezugssystemwechsel, wirst du sicherlich auch einen veraenderten Wert fuer Meter pro Sekunde pro Sekunde raus bekommen, weil die Zeit im Vergleich zu deinem Bezugssystem unterschiedlich schnell verlaeuft und die Streckenlaengen vor und hinter dem bewegten Koerper gestreckt/gestaucht werden.

Hinzu kommt, dass durch die Relativbewegung der beschleunigten Erde der Begriff der Gleichzeitigkeit verzerrt wird. Das heisst man kann nicht ermitteln ob Koerper die `zum gleichen Zeitpunkt` vor bzw hinter der Erde sind auch wirklich die gleiche Anziehung erfahren.
Sind zum Beispiel im Bezugssytem der beschleunigten Erde beide Koerper gleich weit entfernt, sind sie im Koordinatensystem der ruhenden Koerper unterschiedlich weit entfernt.
So kann man also schon behaupten, dass die Gravitation vor der beschleunigten Erde staerker ist als dahinter(oder auch leugnen). Das ist so aehnlich wie mit dem Raumschiff, das durch eine zu kurze beidseitig geoeffnete Garagen fliegt(mehr hierzu weiter unten).

Wie du siehst kann man jede Antwort zu dem Thema durch biegen und brechen so hin deichseln, dass der Wissensdurstige hinterher mit noch mehr Fragen, Unzufriedenheit und Verwirrung von dannen stapft ;P

Ich bin fest davon ueberzeugt(das sag ich jetzt einfach mal so , dass die Gravitation beschleunigter Koerper verzerrt wird. Wie es sich aber hingegen mit Koepern verhaellt, die gerade beschleunigt werden, ist eine viel kompliziertere Angelegenheit...

Viele Gruesse, Skel


ps:
Zur Sache mit dem Raumschiff:
Stell dir eine 10 Meter lange Gerage vor, die zwei Eingangstore auf gegenueber liegenden Seiten hat. Ein Tor links, eins rechts.
Auf die Garage fliegt ein 11 Meter langes Raumschiff zu. Durch die Laengenverzerrung ist das Raumschiff aus Sicht des Garagenbesitzers nur 9 Meter lang. Er fliegt in die Garage, der Besitzer macht beide Tore gleichzeitig kurz auf und zu. Das Raumschiff war fuer einen Augenblick vollstaendig in der Garage und beide Tore waren gleichzeitig zu. Es fliegt weiter und aus der Garage hinaus.

Aus Sicht des Raumschiffpiloten, dessen Raumschiff ja 11 Meter lang ist, wird die auf ihn zukommende 10 Meter lange Garage durch Laengenverzerrung noch weiter verkuerzt. Das heisst sein Raumschiff muss mit 11 Meter Laenge auf einmal durch eine 8 Meter lange Garage durch.
Aus seiner Sicht, fliegt sein Raumschiff in die Garage rein, er sieht das vordere Tor zu gehen und wieder auf. Nachdem er ein wenig weiter geflogen ist und das vordere Ende seines Raumschiffes bereits heraus ragt, sieht er hinter sich das hintere Tor zu und wieder auf gehen, bevor er weiter fliegt.

An dem Beispiel sehen wir, dass es unmoeglich ist zu sagen, dass vor und hinter einem Raumschiff/Planeten zwei Objekte gleichzeitig gleich weit weg sind. Wenn aus der Sicht der Objekte beide gleich weit weg sind und ein Lichtsignal aussenden, ist aus Sicht des Raumschiffes/Planeten der Abstand nicht gleich gross.
Der Koerper vor dem Raumschiff/Planeten ist viel naeher als der dahinter liegende. Sein Lichtsignal kommt viel frueher beim Raumschiffkapitaen an als das, von dem er sich gerade entfernt.

[tomS]

Hey Leute, ganz schön harter Tobak. Ich versuch mein bestes.

Zu 1.
Betrachten wir den freien, extrem schnellen Fall eines leichten Objektes (einen Satelliten) auf ein schweres Objekt (einen Planeten). Dann könnte man in dem Fall ja argumentieren, dass aus Sicht des leichten Objektes das schwere eine extrem hohe Geschwindigkeit und damit auch eine extrem starke Gravitation hat.
Hier spielt jedoch die Geschwindigkeit gar keine Rolle mehr, denn das wesentliche ist, dass sich das leichte Objekt eben in freiem Fall befindet. Damit folgt es seiner natürlichen Bahn und spürt überhaupt keine Kraft, also auch keine Gravitationskraft! Das Objekt bzw. ein Beobachter auf dem Objekt, kann aufgrund lokaler Messungen gar nicht sagen, dass er sich im freien Fall in einem Gravitationsfeld befindet. Er kann nur diagnostizieren, dass er keine Kraft spürt.
Daraus folgt: Nein, ein schnell bewegtes Objekt weißt keine hohe Gravitation auf.

Zu 2.
Man hat bereits versucht, Antimaterie herzustellen und damit zu experimentieren. Damit meine ich nicht nur Antiteilchen wie Positronen - das kann man schon seit Jahrzehnten, sondern z.B. Antiwasserstoff u.ä., also ganze Atome. Ergebnis: Man kann keine Experimente zur Gravitation durchführen, da man dazu wesentlich größere Mengen bräuchte, aber man kann insbs. die el.-mag. Kräfte sehr gut vermessen. Diese verhalten sich exakt so, wie sie die Theorie vorhersagt.
Was man jedoch messen kann sind z.B. Ladung und Masse. Ergebnis: die Masse ist positiv. Demnach sollte gemäß E=mc² ebenfalls positiv sein und damit auch die durch die Energie erzeugte Gravitation. Es gibt keinen Grund (= Experiment), daran zu zweifeln!
Man beschäftigt sich jedoch mit einer exotischen Form der Energie (der sog. Dunklen Energie DE), die im Endeffekt eine Art Antigravitation bewirken sollte. Dies ist jedoch nur eine Art mathematischer Trick, man kann dieser DE keine Masse oder Teilchen zuordnen, man kann sie nur als Eigenchaft des Raumes betrachten - und sie spielt nur in kosmischen Dimensionen eine Rolle.

Zu 3.
Nein, das Bild ist falsch. Wie oben gesagt hat Antimaterie keine anti-gravitative Wirkung. Man sollte sich die Expansion des Raumes am besten als Eigenschaft des Raumes selbst vorstellen und nicht zu sehr auf die darin befindlichen Teilchen abheben.
Die Expansion des Raumes kann man mit sehr allgemeinen Mitteln der Allgemeinen Relativitätstheorie berechnen, ohne dass man dazu die genauen Eigenschaften der Materie kennen muss. Das einzige, was man als Input für die Rechnungen benötigt, ist ein ganz gewöhnliches Modell für Materie (also Staub, Gas, Photonen o.ä - jeweils mit positiver Energie und Gravitation). Weitere Details interessieren hier nicht.
Man kann z.B. ein sogenanntes Strahlunsgdominiertes Universum mit einem Photonengas berechnen; die Photonen = Lichtteilchen sind ihre eigenen Antiteilchen, ihre Ruhemasse ist Null, ihre Energie ist reine Bewegungsenergie und die ist positiv. Daraus resultiert ein expandierendes Universum.

Zu 4.
Was bedeutet das? Nehmen wir der Einfachheit halber kein Photon sondern ein Elektron mit dieser Energie. Das Elektron hat Ruhemasse ungleich Null und damit immer eine Geschwindigkeit kleiner als die Lichtgeschwindigkeit. Damit könnte man sich theoretisch in ein Raumschiff setzen und nebenher fliegen. Dann ist aber die relative Bewegung zwischen Raumschiff und Elektron Null, das Elektron ist ein ganz gewöhnliches Elektron in Ruhe - und kein schwarzes Loch. Dann ist es aber auch in einem anderen Bezugssystenm kein schwarzes Loch!!!
Das ist gerade die zentrale Aussage der Lorentzinvarianz bzw. allgemeiner der Symmetrie der Allgemeinen Relativitätstheorie: ein physikalischer Prozess kann in verschiedenen Bezugssystemen beschrieben werden und bleibt in seinen Kerneigenschaften doch immer der selbe Prozess. D.h. das Elektron kann nicht in einem Bezugssystem ein Elektron und in einem anderen ein schwarzes Loch sein.
Die Eigenschaft, ein schwarzes Loch zu sein bzw. zu werden, hat etwas damit zu tun, wie stark ich die Ruhemasse eines Objektes komprimieren, d.h. nicht unbedingt, wie hoch die Ruhemasse ist. Man kann also leichte schwarze Löcher haben oder auch schwere Objekte (Galaxien), die eben nur eine geringe Dichte aufweisen und daher keien SLs sind.

Grundsätzlich ist die Frage aber sehr interessant, denn in bestimmten Theorien zur Quantengravitation werden tatsächlich Elementarteilchen einerseits und bestimmte Sorten von schwarzen Löchern anderseits mathematisch miteinander in Beziehung gesetzt. Dabei handelt es sich jedoch um hochgradig spekulative Theorien.

So - hoffe, das trägt zur Klärung bei und ist nicht irgendwie unverständlich oder verwirrend.

Gruß
Tom

[Skeltek]

Hi tomS,
ich habe gezielt ein Photon als Beispiel genommen, damit du dieses Argument nicht bringen kannst. Wie hoch ist denn deiner Meinung nach die gravitative Wirkung eines Photons? Dass Photonen in der Naehe von Gravitation frequenz-unabhaengig abgelenkt werden ist ja nicht abstreitbar.

(Die Frequenzunabhaengigkeit habe ich hier erwaehnt, damit wir uns eine Diskussion ueber die `Charge Composition Explorer Spacecraft` sparen koennen, deren Ziel es ist(unter anderem), eine maximale Hoechstgrenze fuer eine moegliche Ruhemasse von Photonen experimentiell bestaetigt so weit wie moeglich auf Null herunter zu druecken.
`The new limit is 7x10-17 eV. Studies of galactic magnetic fields suggest a much better limit of less than 3x10-27 eV but there is some doubt about the validity of this method.`
Nehmen wir also einfach mal an die `Ruhemasse` von Photonen sei null.)
Quelle:http://math.ucr.edu/home/baez/physics/P ... _mass.html

Wieso sollte ein Photon, das keine Ruhemasse hat mit Gravitation verknuepft sein, wenn man Impuls bzw Energie ohne Ruhemasse die gravitative Wirkung abspricht?
Im Bezugssystem des bewegten Objektes selbst hat kein Objekt Impuls.
Ich verstehe nicht ganz, wie du von der Tatsache, dass ein Objekt im freien Fall von Gravitation nichts merkt, darauf schliessen kannst, dass es keine erhoehte gravitative Anziehung erfaehrt?

Gruesse, Skel


ps: Da soll nicht vorwurfsvoll oder offensiv klingen, ich verstehs einfach nur nicht. Du leugnest die gravitative Wirkung von Impuls, indem du ins Bezugssystem des impulsbehafteten Koerpers wechselst, wodurch der absolutbetrag Impuls automatisch Null wird?

[tomS]

Ich hab das nicht als Vorwurf verstanden, keine Angst.

Das Beispiel mit dem Elektron habe ich gewählt, weil ich eben zeigen wollte, dass die Absolutgeschwindigkeit nicht existiert und daher auch nicht Quelle für Gravitation sein kann.

Zum Photon im Gravitationsfeld: Das Photon dient hier als "Testteilchen", d.h. man berechnet die Bahn des Photons, ohne Rückwirkung auf das eigentliche Gravitationsfeld (ist eine gute Näherung, wenn die Energie des Photons gegenüber der der Quelle des Gravitationsfeldes vernachlässigt werden kann). Die Gleichungen führen auf sogenannte Geodäten, diese entsprechen in gekrümmten Räumen den Geraden (die wichtige Eigenschaft ist dabei, dass sie die kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten beschreiben, also z.B. sind bestimmte Abschnitte eines Kreises auf einer Kugeloberfläche Geodäten: siehe die Längengrade und der Äquator auf der Erdoberfläche). Testteilchen bewegen sich entlang derartiger Geodäten kräftefrei. Eine Geodäte ist dabei rein die Eigenschaft der Raumzeit und damit unabhängig von diesen Testteilchen. Daher folgen alle Teilchen unabhängig von ihrer Ruhemasse oder ihrer Energie derartigen Geodäten, ob Photon oder Elektron oder Apfel ist dabei egal.

Eigentlich haben wir hier hier ein kleines Problem, denn zum einen betrachten wir die Bewegung von Testteilche, ohne deren gravitative Rückwirkung auf die Quelle des Gravitationsfeldes zu betrachten, andererseits wollen wir genau diese Rückwirkung abhängig von der Geschwindigkeit der Teilchen berechnen. Man müsste meiner Meinung nach noch was anderes tun, nämlich eine Art Beschleunigerexperiment: man nehme zwei Teilchen und schieße sie aufeinander. Die Relativgeschwindigkeit muss so groß sein, dass die Gesamtenergie (im Kollisionspunkt) nahe der Planck-Energie liegt. Dann kann man erwarten, dass die gravitative Wechselwirkung eine vergleichbare Stärke wie andere Wechselwirkungen hat, und man kann die "Bahn" bzw. die "Streuung" der Teilchen aneinander betrachten. Ich bin mir nicht sicher, ob man dazu bereits Rechnungen gemäß der Quantengravitation benötigt - die es so heute noch nicht gibt! In diesem Fall könnte man wie bei einem gewöhnlichen Beschleuniger die Streuung in Abhängigkeit der Energie berechnen und somit die Frage endgültig beantworten. Im Falle ähnlicher Experimente, bei denen man z.B. die el.-mag. WW vermisst, gibt es eine Art triviale Energieabhängigkeit. Diese ist "kinematisch", d.h. sie beschreibt lediglich die Abhängigkeit vom Koordinatensystem - anderes Koordinatensystem - andere Energie. Was euch interessiert ist aber eine Art "dynamische" Energieabhängigkeit. Ich bin ehrlich, da muss ich passen, denn:
- wie bereits angedeutet ist man bei der Quantengravitation noch nicht so weit
- kenne ich die expliziten Rechnungen dazu nicht

Ich mach mich mal schlau!

Gruß
Tom

[Wildor]

Echt interessant hier.

Möcht ein anderes Beispiel bennenen:
Zwei Körper mit Masse Erde in absoluter Ruhelage liegen soweit von einander entfernt das sich ihre gravitative Wirkung auf die kleinstmögliche Entfernung nicht Berühren. Ihr zukünftiger Weg wird genau Parallel sein. Die Energie schickt nun Beide mit Geschwindigkeit max los.

Laut Einstein kann Energie doch auch in Masse umgewandelt werden.
Man sagt ja auch das es Dunkle Energie gibt, weil man ihre Gravitationswirkung messen/errechnen kann.

Wie sieht es denn mit der Gravitationswirkung dieser Kinetischen Energie nun aus. Sollte die nicht doch die Gravitation irgendwie erhöhen?
Könnte diese Energie nicht ausreichen das nun beide Körper sich gegenseitig anziehen?
Sich aufeinander zubewegen?
Oder wirkt die Energie mit Gravitation in abhängigkeit ihrer Flugrichtung?
Ihre Gravitation wird nach hinten oder nach vorne erhöht, aber nicht in Richtung der parallelfliegenden Zwillingsmasse?

Ps: Hab noch mehr Fragen zu eueren Antworten zu 2+3,
bin blos knapp an Zeit. Stell sie später.

Gruss Wildor

[gravi]

Zur Gravitation eines bewegten Körpers:

Es wurde hier schon richtig dargestellt, dass es immer abhängig davon ist, von welchem Bezugssystem aus man etwas betrachtet.

Wenn ich in einer Rakete hocke, die mit fast Lichtgeschwindigkeit durchs All düst, dann stört mich das in keiner Weise. Ich bin nicht dicker geworden, meine Rakete auch nicht und unsere Gravitation ist daher genau so stark als wenn wir uns nicht bewegten.

Jetzt steht aber der arme Wildor auf der (ruhenden!) Erde und muss mich zur Strafe stundenlang beobachten (weil er diese Frage gestellt hat! ). Er misst dann selbstverständlich, dass ich mit meiner Rakete ungeheuer an Masse zugenommen habe - weil eben kinetische Energie laut un's Albert auch Masse ist. Damit geht von mir dann auch eine faszinierend große Anziehungskraft aus (das mal sowieso, auch wenn ich mich nicht bewege ).

Na, wer hat denn nun Recht? Wildor am Boden oder ich abgehoben? Ich sach mal beide...

Gruß
gravi

[Skeltek]

Hallo Wildor,
deine Idee ist sehr gut, allerdings muss man eine kleine Aenderung einfuehren, damit das Experiment funktionieren kann.
Da Gravitation unendlich weit wirkt, aber immer kleiner wird, gibt es keine Mindestentfernung, ab der die Anziehung nicht mehr wirkt. Das heisst egal wie weit die beiden voneinander entfernt sind... wenn sie am Zeitpunkt Null auf der Stopuhr keine Bewegung haben, werden sie ueber kurz oder lang aufeinander zu fallen.

Es gibt aber etwas, das man Fluchtgeschwindigkeit nennt, das bei dem Experiment hilfreich sein koennte. Ein Koeper, der nicht schnell genug ist, bzw zu wenig Bewegungsenergie hat wenn er von der Erde weg fliegt, wird abgebremst und faellt wieder herunter.
Wenn er zu viel Bewegungsenergie hat, ist wird die Abbremsung durch die Erde immer kleiner und geht immer weiter auf nix runter. Das heisst zwischen Erdoberflaeche und unendlich weit weg kann er hoechstens x km/h verlieren.
Wenn er mit mehr Geschwindigkeit anfaengt, kommt er nie wieder zurueck.

Genau die Geschwindigkeitsgrenze dazwischen nennt man Fluchtgeschwindigkeit, die wo die Schwerkraft der Erde genau gleich schnell abnimmt wie die Geschwindigkeit des weg bewegenden Koepers. Der Koerper wird weder auf die Erde zurueck fallen noch ihr entkommen, weil es genau an der Grenze ist.

Was man machen koennte, um heraus zu kriegen was du meinst ist:
Man katapultiert irgendeinen Koerper weg von der Erde mit genau Fluchtgeschwindigkeit, und erhoeht danach die Bewegungsenergie der Erde(z.B. laesst sie sich schneller drehen oder bewegen) und guckt dann, ob der weg fliegende Koerper nun durch erhoehte Energie der Erde doch dazu bewegt wird zurueck zu kommen.

Habe ich das jetzt richtig verstanden?

Viele Gruesse, Skel


ps: Zum Thema dunkler Energie(war ja eigentlich nur eine Zwischenbemerkung von dir, dass reine Energie Gravitation haben kann?) fuege ich vielleicht noch was nach wenn ich mehr Zeit habe.

Ihre Gravitation wird nach hinten oder nach vorne erhöht, aber nicht in Richtung der parallelfliegenden Zwillingsmasse?

In Richtung der parallel fliegenden Zwillingmasse wird sie nicht erhoeht, ueber das andere Phaenomen streiten wir uns gerade noch, weil sich der Effekt auch als Zeitdilletation oder Laengenkontraktion uminterpretieren lassen koennte.

In der Physik stellt man oft fest, dass einmal etwas 100km/h macht und ein ander mal 200km/h. Es ist oft so, dass man sagen kann, dass der Koeper schneller geworden ist oder die messende Uhr langsamer laeuft oder unser Meterstab in Bewegungsrichtung geschrumpft(und deshalb jetzt doppelt so oft rein passt) ist oder aehnliches. Deshalb streiten sich sogar hochrangige Wissenschaftler darum, welchen Blickwinkel man als Standard bevorzugen soll um darauf dann zukuenftige Formeln aufzubauen. Oft sind auch die falschen Perspektiven oft auch die, mit denen sich zunaechst mal einfacher rechnen laesst.
Beim entwerfen von Elektronikschaltkreisen alles auf den Formeln von Elektronenschalen aufzubauen ist halt umstaendlicher, auch wenn es sich um die eigentlich um die Theorie handelt die `richtiger` ist und nicht alles vereinfacht ausdrueckt.

[tomS]

Hallo,

ich weiß, mein Einwurf ist nicht gerade konstruktiv, sondern weist nur auf neue Probleme hin: Wenn man ein System von Massen betrachten will, die sich gegenseitig gravitativ beeinflussen, dann muss man (habe das oben schon geschrieben) sich von der Idee der Geodäte in einem äußeren Feld verabschieden, denn die Grundannahme ist da ja, dass sich dieses äußere Feld nicht ändert.

Betrachte ich zwei gleichschwere Körper, die sich gegenseitig anziehen, dann ist das Bild, dass einer ein Gravitationsfeld erzeugt in dem sich der andere bewegt einfach falsch. Man muss leider die komplizierten Feldgleichungen der ART lösen.

Dann gibt es noch ein Problem mit dem Begriff Energie: In der ART gibt es zunächst nur den Begriff der Energiedichte. Um daraus eine Energie abzuleiten, muss die Geometrie der Raumzeit gewisse Voraussetzungen erfüllen, sonst ist der Energiebegriff, wie wir ihn kennen, einfach undefinieret!Siehe dazu die Diskussion unter viewtopic.php?t=944&highlight=

Nochmal zu dem Gedankenexperiment mit den parallel bewegten Körpern:

Nehmen wir an, die befinden sich in einem äußeren Gravitationsfeld, das so beschaffen ist, dass die Summe der Kräfte untereinander plus die des äußeren Feldes sich gerade kompensieren, so dass sich die beiden Körper nicht aufeinander zubewegen (damit erreiche ich die Voraussetzungen von Wildow und umgehe den berechtigten Einwand von Skeltek).

Nehmen wir an, ein masseloser Beobachter sieht eben dies: zwei Körper, die in Ruhe sind und sich weder relativ zueinander noch relativ zu ihm bewegen. (Ist hypothetisch, die Feldkonfiguration kann man so wohl nicht erzeugen, aber es gibt jedenfalls kein prinzipielles Argument dagegen). Nun zünden die beiden Körper ihre Raketen, beschleunigen eine Zeit lang (parallel zueinander) und bewegen sich dann wieder kräftefrei.

Wenn das äußere Feld weiterin die o.g. Eigenschaften hat, dann egen sie sich aufeinander zu oder nichtwerden sich die beiden Körper weiterhin nicht aufeinander zubewegen. Sie befinden sich relativ zueinander in Ruhe, ihre Masse hat aus Sicht des jeweils anderen nicht zugenommen, dass sie vorher mal beschleunigt wurden, ist Geschichte - jetzt gerade sind sie relativ zueinander in Ruhe!

Aus Sicht des masselosen Beobachters bewegen sie sich jedoch mit erheblicher Geschwindigkeit von ihm fort, d.h. ihre Masse (und ggf. ihre gravitative Wirkung) hat ebenfalls zugenommen. Wenn sie sich jedoch in einem Bezigssystem (iherm Ruhesystem) nicht aufeinander zubewegen, dann tun sie das auch in einem anderen System nicht. Entweder bewegen sie sich aufeinander zu oder nicht - beides zusammen kann nicht sein.

Was habe ich damit gezeigt und was nicht?

Ich habe gezeigt, dass die Bewegung der beiden Körper relativ zu dem außenstehenden Beobachter irrelevant ist und sich daraus keine gravitativen Effekte ergeben.

Ich habe nicht gezeigt (im Sinne des o.g. Beschleunigerexperimentes) dass die Realtivbewegung zweier Körper zueinander keinen Einfluss auf ihre Gravitationswechselwirkung hat. Das ist quasi meien Hausaufgabe.

Gruß
Tom

[Skeltek]

Mir faellt gerade ein, dass man vielleicht noch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation kurz vor beschleunigen in Betracht ziehen koennte. Das heisst die Gravitation die vor dem beschleunigen los geschickt wurde, wirkt beim ankommen etwas schwaecher, weil sich waehrend diese von A nach B reist das Bezugssystem der beiden Koerper aendert. Das ist aber nur ein kurzfristiger Effekt, der mit dem was wir rauskriegen moechten nichts zu tun hat (Die Koerper verlieren beim beschleunigen ja auch entsprechend Energie/Impuls, was wir ja auch nicht beruecksichtigen moechten).

Ob man Gravitation als instantan wirkend ansieht oder nicht ist ja immer noch ungeklaert as far as I know.
Auch bereitet mir zur Zeit der Begriff `Wechselwirkung` Probleme, da es ja keine Wirkung im Universum gibt, die instantan auf beide beteiligten Koerper wirkt. Normalerweise wird Wirkung in kleine Packete verpackt und per EMail(Teilchen) verschickt;
deshalb gibt es normalerweise keine Verletzung der Energie/Impulserhaltunssaetze, weil: wenn die vektorielle Summe der Wirkungen nicht null ergibt, schwirrt der Rest der Impulserhaltungssatz verletzenden Wechselwirkung irgendwo im Raum noch als Teilchen rum.
Bei Gravitation ist es schon etwas schwieriger, weil man bis heute noch keine Gravitation-uebertragenden Teilchen oder Gravitationswellen nachweisen konnte.
Was ich damit meine ist: Durch die Expansion des Universums, kann ein Teilchen A auf ein anderes B wirken, ohne dass eine zeitgleich los geschickte Rueckwirkung von B das erste Teilchen A je erreicht.

[tomS]

Hallo,

das sehe ich in einigen Teilen schon anders:

Ob man Gravitation als instantan wirkend ansieht oder nicht ist ja immer noch ungeklaert as far as I know.

Die ART sagt glasklar, dass Gravitation die Ausbreitungsgeschwindigkeit c hat.

... weil man bis heute noch keine Gravitation-uebertragenden Teilchen oder Gravitationswellen nachweisen konnte

Es gibt exzellente indirekte Beweise. Man kann den Energieverlust an rotierenden Neutronensternen über die Rotationsfrequenz exakt vermessen und findet wiederum perfekte Übereinstimmung mit den Vorhersagen der ART auf Basis der Gravitationswellen.
Indirekte Nachweise sind nicht schön, aber oft hat man eben nichts besseres. Z.B. hat noch niemand ein Elektron gesehen, trotzdem glauben wir, dass es die Dinger gibt.
Bei den Gravitonen geben ich dir recht, aber die braucht man für unsere Betrachtung (rein klassisch) ja auch nicht.

[Skeltek]

Das vorhanden sein eines sichtbaren effektes bedeutet noch lange nicht, dass die Theorie, die es vorraus sagt richtig ist.
Licht geht ja auch nicht immer den kuerzesten Weg sondern den, der der Wellenfront orthogonal ist.
Dass diese beiden Wege obwohl vollkommen anders zustande gekommen und begruendet rein zufaellig dieselben sind, muss nicht zwangslaeufig heissen, dass eine der beiden oder beide richtig sind.

Vielleicht laesst sich irgendwann mal auch noch eine dritte geometrisch physikalische Erklaerung finden, wieso Licht gerade diesen Weg waehlt oder Neutronensterne Energie verlieren.

Die ART sagt glasklar, dass...

Die ART ist eine Theorie, die nur im Grossteil der Faelle mit ihren Spekulationen zutrifft.
Es hat tausend Aetherwelten gebraucht bis ein einzelner auf die Relativitaetstheorie gekommen ist. Die Wahrscheinlichkeit ist denke ich sehr hoch, dass so schnell nicht nochmal jemand etwas so qualitativ gutes entwickeln kann, das die Sache genauso gut erklaert und in voelligem Widerspruch zur ART liegt.

[tomS]

Ich bin mir nicht sicher, ob du das Wesen physikalischer Theorien verstanden hast.

Das vorhanden sein eines sichtbaren effektes bedeutet noch lange nicht, dass die Theorie, die es vorraus sagt richtig ist.

Wenn eine Theorie eine große Klasse von Effekten richtig vorhersagt, und wenn sie in ihrem Anwendungsbereich nicht versagt, d.h. falsche Vorhersagen macht, dann gilt diese Theorie einfach als korrekt.

Es gibt nun einige Gründe, zu anderen Theorien überzugehen.
1) falsche Vorhersagen
2) Erweiterung des Anwendungsbereiches durch eine erweiterte Theorie
3) Aufstellung einer einfacherern Theorie
4) Aufstellung einer äquivalenten, jedoch anders gearteten Theorie

1) bedeutet, die Theorie ist tatsächlich falsch
2) bedeutet, dass die Theorie einen begrenzten Anwendungsbereich hat (das gilt heute für ALLE Theorien; jede hat irgendwo ihre Grenze)
3) findet man eine wesentlich einfachere Theorie, so wird die kompliziertere verworfen; sie ist deswegen nicht falsch, jedoch nutzlos
4) dabei handelt es sich um eine duale Theorie; es ist dann anders als bei 3) nicht entscheidbar, welche davon die jeweils bessere ist.

Vielleicht laesst sich irgendwann mal auch noch eine dritte geometrisch physikalische Erklaerung finden, wieso Licht gerade diesen Weg waehlt oder Neutronensterne Energie verlieren

Das mag schon sein, aber solange man diese Erklärung nicht hat, ist die ART, die dies alles aus im wesentlichen zwei (!) Axiomen und zwei (!) Gleichungen ableitet, in ihrem Anwendungsbereich (Erde - Satellit - Mond - Sonnensystem - Galaxien - ...) richtig! Das erste Mal können bei der Dunklen Enerie Zweifel aufkommen.

Die ART ist eine Theorie, die nur im Grossteil der Faelle mit ihren Spekulationen zutrifft.

In einem bestimmten Anwendungsbereich trifft sie zu, d.h. ihre Vorhersagen stimmen mit den Beobachtungen überein; oder andersherum, alle Beobachtungen lassen sich in den Kontext bzw. das Erklärungsmuster der ART einordnen. Damit ist die Theorie bestätigt und darf als korrekt angenommen werden. Damit handelt es sich auch nicht um Spekulationen sondern um Tatsachen.

Das es Grenzbereiche gibt, wo Zweifel aufkommen (schwarze Löcher, Urknall, dunkle Energie, Quantengravitation) ist das Wesen jeder bisherigen physikalischen Theorie. Ihr Gültigkeitsbereich muss groß genug sein (d.h. auf eine große Klasse von Phänomenen zutreffen (tut er!), darf jedoch durchaus Grenzen haben.

Das entwertet die Theorie nicht, sondern setzt ihr lediglich Grenzen. In den Augen der Physiker ist das kein Problem, solange die Grenzen gut bekannt sind (sind sie!)

Gruß
Tom

[Skeltek]

Die ART sagt glasklar, dass Gravitation die Ausbreitungsgeschwindigkeit c hat.

Die Kernaussage die ich treffen wollte war, dass die Vorraussage alleine nicht ausreicht um die Richtigkeit zu bestaetigen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit wurde experimentiell nachgewiesen(habe ich gestern kurz mal geguckt); nur so laesst sich die Richtigkeit einer Aussage ermitteln.

Dass die ART die Ausbreitungsgeschwindigkeit c vorraussagt war fuer mich nicht Grund genug das automatisch hinzunehmen(experimentiell haette sich ja auch in ferner Zukunft irgendwann Punkt1 heraus kristalisieren koennen). Sorry, da hab ich mich vielleicht missverstaendlich ausgedrueckt.


ps: Gravitationswellen wurden ja erst vor 5-6 Jahren nachgewiesen, das muss mir entgangen sein.

[tomS]

Hallo,

natürlich hast du recht, dass eine richtige Aussage nicht die Richtigkeit einer Theorie bestätigt.

Nach einigen Wissenschaftsphilosophen können Theorien sowieso nur falsifiziert und nie verifiziert werden, da dazu unendlich viel (sogar alle möglichen) Messungen und Experimente möglich wären. Bereits die simple Theorie des Ohmschen Widerstandes kann nicht verifiziert werden, da man eben Stromkreise nur auf der Erde experimentell untersuchen kann, nicht aber auf Alpha Centauri.

Bei der ART und vielen anderen Theorien ist es jedoch so, dass sie mit einem Minimum an Input (ART: zwei Gleichungen, nämlich Geodätengleichung und Einsteingleichung) ein Maximum an Information produzieren (zig Vorhersagen plus experimentelle Bestätigungen auf unterschiedlichen Skalen; Ausbreitungsgeschwindigkeit c ist nur eine davon). Damit gilt eine Theorie als verfifiziert - solange eben kein Gegenbeispiel gefunden wurde.

Gruß
Tom

[tomS]

... eine Art Beschleunigerexperiment: man nehme zwei Teilchen und schieße sie aufeinander. ... Ich bin mir nicht sicher, ob man dazu bereits Rechnungen gemäß der Quantengravitation benötigt - ... Was euch interessiert ist aber eine Art "dynamische" Energieabhängigkeit. Ich bin ehrlich, da muss ich passen, denn:
- wie bereits angedeutet ist man bei der Quantengravitation noch nicht so weit
- kenne ich die expliziten Rechnungen dazu nicht

Ich mach mich mal schlau!

Viel weiter bin ich noch nicht. Trotzdem mal soviel:

Das Gravitationspotential verhält sich wie V(r) ~ 1/r

Die Proportionalitätfaktoren sind dabei die Massen der beiden Teilchen sowie die Newtonsche Gravitationskonstante. Bei identischen Teilchen wäre das beidemale m und G, wir erhalten also

V(r) = Gm²/r

Betrachtet man die Wechselwirkung zweier Teilchen, die aneinander streuen wie in einem Beschleunigerexperiment, so würde man nach den Regeln der Quantenfeldtheorie den sogenannten Propagator für virtuelle Gravitonen berechnen. Diese vermitteln dann die eigentliche WW. Da es sich um ein 1/r Potential handelt, hat der Propagator die Form 1/q², wobei q der Viererimpuls des virtuellen Gravitons ist. Dann ist V(r) = Gm²/r einfach die klassiche Näherung an das volle quantenfeldtheoretische Verhalten.

In der Quantengravitation ist nun eine herkömmliche Störungsrechnung nicht möglich, da man sofort Unendlichkeiten erhält, die man nicht beseitigen kann. Nehmen wir dennoch an, dass eine derartige Quantisierung der Gravitation möglich wäre. Dann würde man in Analogie zu anderen Quantenfeldtheorien erwarten, dass sich aus Sicht des einen Teilchens die Masse des anderen Teilchens abhängig von der Schwerpunktsenergie des Stoßes ändert. Das selbe gilt für die Gravitationskonstante.

Bezeichnet man die Schwerpunktsenergie der beiden Teilchen mit Q, so erwartet man G=G(Q²) und m=m(Q²), d.h. diese Werte werden Funktionen mit einer leichten Q-Abhängigkeit werden. Merkliche Effekte erwaret man jedoch erst, wenn Q von der Größenordnung der Planckmasse ist, d.h. man setzt z.B.

G(Q²) = G° + x(Q²/M²) + ...
m(Q²) = m° + y(Q²/M²) + ...

x und y sind Funktionen mit einer leichten Q-Abhängigkeit, m° und G° sind die bekannten klassische Werte.

Wenn dies nun so richtig ist, dann bedeutet dies, dass bei der Streuung extrem hochenergetischer Teilchen diese sich so verhalten, als ob sie eine andere effektive Masse hätten, also schwerer oder leichter werden würden (hängt vom Vorzeichen von y ab). Genauso würde sich die Gravitationskonstante so verhalten, wie wenn sie bei hihen Energien eine stärkere oder schwächere Anziehung vermitteln würde (hängt vom Vorzeichen von x ab). In diesem Sinne ergäbe sich dann tatsächlich eine von der Bewegungsenergie abhängige Gravitationskraft, denn man könnte in einer gewissen Näherung diese Werte wieder in das Gravitationspotential einsetzen und erhielte eine effektive Wechselwirkung der Form

V(r) = G(Q²)m(Q²)²/r

Das sind aber jetzt alles nur Spekulationen bzw. Analogien zu anderen, gut bekannten Quantenfeldtheorien. Leider sind ähnliche Rechnungen in einer Quantengravitationstheorie bis heute nicht möglich, da eben noch keine konsistente Formulierung vorliegt. Bei der LQG habe ich zu diesem Thema noch nicht nachgeforscht - werde ich mal in Angriff nehmen.

Gruß
Tom

[Skeltek]

Gravitationswellen sind direkt noch nicht nachgewiesen worden, aber indirekt schon. Dafür bekamen Hulse und Taylor 1993 den Nobelpreis. Sie studierten über 25 Jahre Veränderungen in den Bahndaten des Binärpulsars PSR 1913+16 und stellten fest , dass sich die Abnahme der Bahnperiode als durch Gravitationswellen abgestrahlten Energieverlust interpretieren lässt.

Gruß
tensor

Hab mich auf E. Fomalont bezogen

Die entscheidende Messung wurde am 8. September 2002 durchgeführt.Ihr zufolge beträgt die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation
(1.06 * c) +/- (0.21 * c)

Hab auch mal eben eine Quelle raus gesucht:
http://www.gravitation.org/Start/FAQ/fa ... windigkeit
Ganz unten auf der Seite wird es erwaehnt. Gibt auch einen Link zu ner Page wo naeher darauf eingegangen wird.

Danke fuer die Muehe tomS, werd mich heute abend mal durch arbeiten, bin eben erst aufgewacht und muss bald los.

[Skeltek]

Die ART sagt glasklar, dass Gravitation die Ausbreitungsgeschwindigkeit c hat.

Sorry, ich dachte wir wuerden uns ueber Gravitation unterhalten

[tomS]

Also nochmal zur Klarstellung. Gravitationswellen sind ein generelles Phänomen in der ART, das die Ausbreitung von "gravitativen Störungen" der Raumzeit beschreibt, also die Art und Weise, wie sich eine Deformation der Raumzeit innerhalb dieser Raumzeit ausbreitet.

Für eine bestimmte Näherung ergeben sich dabei Ähnlichkeiten zur Ausbreitung von el.-mag. Wellen (man erhält harmonischer Schwingungen), es gibt jedoch auch wesentliche Unterschiede (Gravitationswellen haben Tensorcharakter, d.h. es handelt sich nicht um Dipol- sondern um Quadrupolwellen).

Für jede Wellengleichung kann man eine sogenannte Dispersionsrelation bestimmen, das ist die Abhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle von der Frequenz. Für el.-mag. Wellen ist diese konstant gleich c. Für Gravitationswellen ebenfalls, wobei man dazu m.E. in einer bestimmten Näherung arbeiten muss, da man für starke Gravitationsfelder sicher nicht mehr von einer Welle sprechen kann, die sich auf einem festen Raumzeithintergrund ausbreitet. Nur in diesem Fall kann man jedoch unabhängig von der gravitativen Störung noch eine Längenmessung definieren.