Ist Gravitation eine Scheinkraft?
 

Gravitation (Schwerkraft) wird durch die Allgemeine Relativitätstheorie als ein Effekt erfaßt, interpretiert und mit guter Genauigkeit bestimmt, der durch die Krümmung des Raum-Zeit-Kontinuums zustande kommt.

Ist dies nun schon eine Erklärung dieser merkwürdigen Erscheinung "Gravitation", oder nur deren Beschreibung?

Beispiel: Können die thermodynamischen Gleichungen für einen Motor als seine Erklärung angesehen werden, oder eher als seine Beschreibung?

AW: Ist Gravitation eine Scheinkraft?
 

Das ist meines Erachtens eine Geschmacksfrage. Letztlich kann man auf jede Antwort wieder mit der Frage "Warum?" reagieren. Eine letzte Erklärung gibt es wohl nie.

Dass die Krümmung des Raumes den Teilchen die Bahnen vorschreibt, finde ich eigentlich eine ganz anschauliche, einleuchtende Erklärung. Zumal die Krümmung tatsächlich messbar und nicht rein Abstrakt postuliert ist.

Gruß,
Joachim

AW: Ist Gravitation eine Scheinkraft?
 

Wie gerade gesagt: Wenn die physikalischen Gesetzte in einem Inertialsystem abhängig von deren Relativbewegungen abhängt, dann würde man durch die „Allgemeine Relativitätstheorie“ genau diesen unterschied berechnen! Die tatsächliche Differenz schieben wir aber nicht den relative bewegten Inertialsystem zu sondern einer fiktiven RaumZeit. Hierdurch kann man die physikalischen Gesetzte in jedem Inertialsystem gleich halten!

Inertialsystem B ruhend ~ Inertialsystem B (bewegt) gibt zwei möglichkeiten


1.) Inertialsystem B = Inertialsystem B’ (veränderte physikalische Gesetze)

2.) Inertialsystem B = Inertialsystem B + (ART/SRT)


Wobei hinter ART/SRT „versteckt“ gilt = Inertialsystem B ruhe - Inertialsystem B’ (veränderte physikalische Gesetze)

Die ART/SRT stellen also selbst nur Therme dar, hinter denen die veränderten physikalischen Gesetze beschleunigter Bezugssysteme stehen.

Beides ist mathematisch Richtig und beschreibt genau dasselbe! = In der Natur ist nur 1 Existent, wird durch 2 aber richtig beschrieben!

ART/SRT ist also nur eine exakte Beschreibung, der eigentlich RaumZeit unabhängigen Physik!;)

AW: Ist Gravitation eine Scheinkraft?
 

FrAGE: Wer krümmt den Raum? Standardanwort: Die Massen. Frage: Wie krümmen die den Raum? Antwort?

AW: Ist Gravitation eine Scheinkraft?
 

Korrektur eines Besserwissers: Nein, der Energie-Impuls-Tensor krümmt den Raum. :)

Gut, dass du nicht fragst warum.

Wie die die unterschiedlichen Energieformen den Raum krümmen, ist eigentlich nur intelligent erraten. Kennt du den Landau-Lifschitz Theoretische Physik Band 2? Dort wird das ganz gut geschildert. Es werden erstmal Symmetrieforderungen gestellt. Der Raum muss so gekrümmt werden, dass das Gesamtsystem Lorentz-Invariant ist. Damit kommt nur ein Skalar, ein Vierervektor, ein Tensor oder gar etwas höheres in Frage. Nun braucht man aber um die möglichen Raumkrümmungen vollständig beschreiben zu können einen Tensor, daher kommt nur noch die Masse multipliziert mit irgend einem Tensor (zum Beispiel dem metrischen Tensor) infrage, oder eben ein Tensor. Ersteres bereitet das Problem, dass dann das Licht keine Trägheit und Schwere verursachen würde und damit die Energieerhaltung verletzt wird. Elektrische Felder und Wellen haben jedoch, ebenso wie massive Objekte, einen Energie-Impuls-Tensor, also ist dieser Tensor der Massenkrümmer unserer Wahl.

Es ist also sozusagen die Minimallösung unter gegebenen Nebenbedingungen: Man stellt die einfachste Gleichung auf, die keine Symmetrien verletzt und versucht dann experimentell zu verifizieren, ob das passt. Und siehe da, es kommt ganz gut hin.

Inwiefern ist das nun anschaulich? Es ist nicht so, dass man sagen kann: "Massen haben kleine Häkchen, mit denen sie sich im Raum-Zeit-Gefüge festkrallen und es verbiegen." Aber man kann sagen: "Es gibt in der Natur den Hang zu gewissen Symmetrien und die Raumkrümmung spiegelt eine gemeinsame Symmetrie von Raumkrümmung und Energieverteilung wieder."

Zudem ist es meines Erachtens einfach ersichtliach, dass die uns umgebenden Objekte irgendwie auf ihre Umgebung einwirken müssen um Wechselwirkungen mit anderen Objekten zu haben. Die ART ist ja eine lokale Theorie. Jede Energie krümmt den Raum nur genau dort, wo sie sich befindet.

Gruß,
Joachim

AW: Ist Gravitation eine Scheinkraft?
 

Ja, ja, ist ja schon gut. Aber ich habe ja gerade nicht gefragt, wie die Raumkrümmung beschrieben wird. Nicht nach Tmn, nicht nach dem Ricci-Tensor, nicht nach... Das kennt ja mittlerweile fast jeder.

Sondern was der physikalische Mechanismus ist. Nach soetwas sollte ein Physiker immer fragen.

AW: Ist Gravitation eine Scheinkraft?
 

Also doch kleine Fingerchen, die an der Raumzeit biegen? Mit solchen Bildern kann ich nicht dienen. Sorry.

Ein Symmetrieprinzip als Mechanismus finde ich ganz zufriedenstellend.

Gruß,
Joachim

AW: Ist Gravitation eine Scheinkraft?
 

Macht ja nichts, kann ja noch werden. Symmetrieprinzip ist kein Mechanismus, bittschön, ist ein Prinzip, wie der Name schon sagt. Man sollte sich nicht immer gleich in Tensoren etc. flüchten, wenn man z. B. den Mechanismus einer Kinderschaukel erklären soll. Fragen zur Umweltphysik waren bei uns in Wien seinerzeit ganz beliebte, aber auch gefürchtete Fragen. Und Gravitation ist zweifelsfrei ein Bestandteil unserer Umwelt.

AW: Ist Gravitation eine Scheinkraft?
 

Nur mal so aus Neugier: Was wäre denn ein Beispiel für einen Mechanismus, den du akzeptieren würdest?

Interessant wäre natürlich eine Theorie, die Masse und Energie direkt auf Schwingungen oder andere Anregungen in der Raumzeit zurückführen. Stringtheorien gehen in diese Richtung. Aber davon diese zu beweisen sind wir noch weit entfernt. Und auch wenn wir sie haben, werden wir wohl nie Stringtheorie benutzen um die Kinderschaukel zu erklären. Da nimmt man Newtons F=GmM/r^2 als treibende Kraft und F=ma als Kraft-Beschleunigungsbeziehung. Besser noch arbeitet man mit Drehmoment und Drehimpulsänderung. Aber ein Mechanismus ist das auch nicht. Oder doch?

Gruß,
Joachim

AW: Ist Gravitation eine Scheinkraft?
 

Ist dir meine Antwort zu einfach?
Da steht doch genau wie man es ohne Energie-Impuls-Tensor und RaumZeitkrümmung es erklären kann?

Entweder du möchtest mit der ART/SRT leben:
Dann darfst du aber nicht tiefer Fragen! Da sie nur den Effekt beschreibt und nicht den Grund! Sie beschreibt die Differenz! Wenn du zu tief gehst ist nichts mehr da! Energie-Impuls-Tensor und dann ist Schluss! Für immer!:eek:

oder du lebst mit: die physikalischen Gesetzte eines Inertialsystems sind abhängig von dessen relativ Bewegung!
Dann kannst du tiefer Fragen, aber da hat es nur wenige die sich bisher damit beschäftigt haben und dir Antworten können! Hier ist noch selber denken noch angesagt!

Du musst dich entscheiden! :D