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-   -   Parallelen zwischen em. und Gravitationswellen (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=1427)

Frank 01.02.10 12:22

AW: Parallelen zwischen em. und Gravitationswellen
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 48156)
Der Abstand zwischen A und B bleibt unverändert, während der Abstand von C zu A wegen der schwingenden Metrik periodisch (Sinuswelle) variiert.

Gruss, Marco Polo



Ich habe da ein Verständnisproblem. Wie kann ein Gravitationszentrum dafür sorgen, dass sich der Abstand der Massen A und C ändert? Dazu müssten die Massen ja periodisch in einer Richtung beschleunigt werden, die senkrecht zur Richtung der normalen Gravitationskraft (radial auf das Massezentrum) liegt?



Wenn sich in einiger Entfernung zwei große Massen umkreisen und ich mich in dieser Bewegungsebene befinde, würde ich erst mal erwarten, dass auf mich eine periodische Änderung der Gravitationskraft in Richtung auf das gemeinsame Massezentrum wirkt, da sich abwechselnd mal die eine, dann wieder die andere der beiden Massen näher bei mir befindet.

Dieser Effekt hat wohl mit den Gravitationswellen nichts zu tun?

SCR 01.02.10 21:52

AW: Parallelen zwischen em. und Gravitationswellen
 
Hallo Frank,
Zitat:

Zitat von Frank (Beitrag 48167)
Wenn sich in einiger Entfernung zwei große Massen umkreisen und ich mich in dieser Bewegungsebene befinde, würde ich erst mal erwarten, dass auf mich eine periodische Änderung der Gravitationskraft in Richtung auf das gemeinsame Massezentrum wirkt, da sich abwechselnd mal die eine, dann wieder die andere der beiden Massen näher bei mir befindet.
Dieser Effekt hat wohl mit den Gravitationswellen nichts zu tun?

Ich sehe das ziemlich genauso wie Du:
Gravitationswellen sind auf ein schwankendes G-Feld zurückzuführen.
D.h. lokal wirkt in erster Linie longitudinal ein unterschiedliches g was sich in unterschiedlich schnellen "Bewegungen" der betreffenden Massen zum Gravizentrum hin zeigt.
Erst in zweiter Linie kommt IMHO die transversale Komponente zum Tragen:
Zitat:

Zitat von wikipedia
Die Gezeitenwirkung dagegen entsteht, wenn an unterschiedlichen Stellen des Objektes eine unterschiedlich starke Gravitationskraft wirkt. Sie ist also ein der direkten Gravitationswirkung nachgeordneter Effekt. [...] Wegen der Abhängigkeit mit der dritten Potenz des Abstands nimmt die Gezeitenkraft mit der Entfernung viel stärker ab als die Gravitationskraft.

-> Masse B müsste auf Grund seiner größeren Nähe zum Gravitationszentrum am Ende eine größere Wegstrecke in Richtung Gravizentrum zurückgelegt haben wie A (longitudinale Komponente): A und B befinden sich dann beide näher an Q, der Abstand A und B hat sich aber vergrößert.
Die Masse C müsste sich (Symmetrie der G.wellen unterstellt) am Ende weiterhin im 90° Winkel zu A befinden (da gleiche G-Kräfte wie auf A einwirkten) aber einen etwas geringeren Abstand aufweisen (transversale Komponente): Alle Massen bewegen sich nun einmal in einem realen G-Feld auf einen gemeinsamen Punkt im Raum zu - Ihre Bahnen schneiden sich im Massezentrum (-> Verkürzung des Abstandes von A und C).

Frank 01.02.10 23:45

AW: Parallelen zwischen em. und Gravitationswellen
 
Ich bin mir aber nicht sicher, ob dieser Effekt (Gezeiten) den besagten Gravitationswellen entspricht. Das scheint mir zu einfach und ließe sich auch messtechnisch sicherlich leicht nachweisen.
Zur Erklärung solcher Gezeiten wäre auch ART nicht notwendig.
Irgendwo müsste da ja auch noch die Ausbreitungsgeschwindigkeit c eine Rolle spielen.
Vielleicht kann ja einer der Experten hier ein Photon ins Dunkel meiner Gedanken tragen.:)

MfG. Frank

Timm 02.02.10 20:44

AW: Parallelen zwischen em. und Gravitationswellen
 
Hallo Frank,

Du stellst gute Fragen.

Zitat:

Zitat von Frank (Beitrag 48167)
Ich habe da ein Verständnisproblem. Wie kann ein Gravitationszentrum dafür sorgen, dass sich der Abstand der Massen A und C ändert? Dazu müssten die Massen ja periodisch in einer Richtung beschleunigt werden, die senkrecht zur Richtung der normalen Gravitationskraft (radial auf das Massezentrum) liegt?

Werden Testpartikel von einer Gravitationswelle durchlaufen, so erfahren sie eine Bewegung in der auf der Ausbreitungsrichtung senkrecht stehenden Ebene. Der Raum wird in dieser Ebene periodisch gestaucht und im 90° Winkel dazu gedehnt (gleiche Ebene) und nimmt die Partikel dabei mit. Du findest im Internet mühelos Visualisierungen. Dies ist ein Merkmal der Quadrupolstrahlung, mit der sich Schwerewellen ausbreiten. Voraussetzung ist ein Massensystem, das ein zeitlich veränderliches Quadrupolmoment hat, wie 2 um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreisende Gestirne. Ein rotierender sphärischer Körper hat das beispielsweise nicht.

Das folgt alles aus der ART. Wie Du erkannt hast, sind diese Zusammenhänge der Intuition nicht besonders gut zugänglich.

Zitat:

Zitat von Frank (Beitrag 48167)
Wenn sich in einiger Entfernung zwei große Massen umkreisen und ich mich in dieser Bewegungsebene befinde, würde ich erst mal erwarten, dass auf mich eine periodische Änderung der Gravitationskraft in Richtung auf das gemeinsame Massezentrum wirkt, da sich abwechselnd mal die eine, dann wieder die andere der beiden Massen näher bei mir befindet.

Dieser Effekt hat wohl mit den Gravitationswellen nichts zu tun?

Wenn das so wäre, würde es wohl eher auf eine Dipolstrahlung hinauslaufen, mit Translation eines Testpartikels in einer Richtung. Deine Überlegung scheitert aber daran, daß der Massenschwerpunkt erhalten bleibt und es deshalb kein zeitlich veränderliches Gravitationsdipolmoment gibt. In der Elektrodynamik ist das anders, das zeitlich veränderliche Dipolmoment beruht hier darauf, daß es ungleichnamige Ladungen gibt. Bei Materie gibt es nur ein Vorzeichen, negative Materie ist nicht bekannt.

Dies alles ohne Gewähr, Kritik willkommen,

Gruß, Timm

Frank 02.02.10 21:41

AW: Parallelen zwischen em. und Gravitationswellen
 
Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 48197)
Deine Überlegung scheitert aber daran, daß der Massenschwerpunkt erhalten bleibt und es deshalb kein zeitlich veränderliches Gravitationsdipolmoment gibt.

Hallo Timm
Danke für Deinen Beitrag. Ich hätte da aber einen Einwand.

Stelle Dir vor Du befindest Dich nur wenig außerhalb der Bewegungsradien der beiden Massen. Wenn jetzt einer der beiden Körper an Dir vorbeischrammt, wird ganz offensichtlich, dass die auf Dich wirkende Gravitation nicht zum gemeinsamen Massezentrum, sondern hauptsächlich zu dem Körper hin wirkt, bis er wieder weit genug weg ist und nun die Wirkung des anderen Körpers überwiegt.
Das lässt sich (ohne ART) auch einfach rechnerisch zeigen. Im anderen Falle würden wir auch von der Erde zur Sonne stürzen, sobald die am Horizont aufgeht, da das gemeinsame Massezentrum des Sonnensystems irgendwo im Inneren der Sonne herumbaumelt.

Der Eindruck, die Gravitation wirke nur zum gemeinsamen Massenschwerpunkt hin entsteht nur von sehr weit außerhalb und ist damit nur eine Näherung.

Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 48197)
Werden Testpartikel von einer Gravitationswelle durchlaufen, so erfahren sie eine Bewegung in der auf der Ausbreitungsrichtung senkrecht stehenden Ebene. Der Raum wird in dieser Ebene periodisch gestaucht und im 90° Winkel dazu gedehnt (gleiche Ebene) und nimmt die Partikel dabei mit.

Ich glaube ich verstehe langsam. Am Ende gehören beide Effekte zusammen.
Ähnlich wie es in der Mechanik zur Querkontraktion an einem längs belastetem Stab kommt, ändern sich bei Gravitationswellen einerseits die Abstände in Richtung zur Gravitationsquelle und gleichzeitig dadurch auch quer dazu mit entgegengesetztem Vorzeichen. Das ganze aber eben periodisch.

Kann das jemand so bestätigen?

Timm 02.02.10 23:07

AW: Parallelen zwischen em. und Gravitationswellen
 
Zitat:

Zitat von Frank (Beitrag 48200)
Stelle Dir vor Du befindest Dich nur wenig außerhalb der Bewegungsradien der beiden Massen. Wenn jetzt einer der beiden Körper an Dir vorbeischrammt, wird ganz offensichtlich, dass die auf Dich wirkende Gravitation nicht zum gemeinsamen Massezentrum, sondern hauptsächlich zu dem Körper hin wirkt, bis er wieder weit genug weg ist und nun die Wirkung des anderen Körpers überwiegt.

Diesen gravitativen "Vorbeischramm-Effekt" im Nahbereich gibt es sicherlich. Er hat aber nichts mit der Generierung von Gravitationswellen zu tun, die sich ja über viele Lichtjahre hinweg ausbreiten.

Gruß, Timm

JoAx 03.02.10 01:07

AW: Parallelen zwischen em. und Gravitationswellen
 
Hallo Frank!

Zitat:

Zitat von Frank (Beitrag 48179)
Ich bin mir aber nicht sicher, ob dieser Effekt (Gezeiten) den besagten Gravitationswellen entspricht.

Ich denke auch, dass SCR hier eher die Gezeiten vor Augen hat (unbewusst?). ART ist in diesem Fall wirklich nicht notwendig.

Mich würden da zwei Fragen interessieren:

1. In welche Richtung werden die grav. Wellen ausgestrahlt?
  • In der Ebene, in der zwei Massen kreisen (mehr oder weniger), oder
  • in der dazu senkrechten Richtung (mehr oder weniger)
Der Grafik nach, müsste das erste zutreffen.

2. Können grav. Wellen absorbiert werden?
  • Die em. Wellen werden absorbiert und verursachen das "Gegenteil" von dem, was bei ihrer Abstrahlung passierte. Wie sieht es da bei grav. Wellen aus? Die Veränderung der Umlaufzeiten zweier Sterne um einander werden mit dem Abstrahlen von g. Wellen begründet. Gibt es für diese einen "Empfänger", der die Energie "verarbeitet"?
- Eine ganze Galaxis? (=DM)
- Das ganze Universum? (=DE)
- Oder gar beides? :eek:

Zitat:

Zitat von Frank (Beitrag 48200)
Ähnlich wie es in der Mechanik zur Querkontraktion an einem längs belastetem Stab kommt,

So ähnlich. Wenn man ein Gummiband in x-Richtung streckt, dann ziht es sich in der y-Richtung zusammen, nur mit dem Unterschied, dass die Ausbreitungsrichtung der grav. Wellen in z-Richtung zeigt (denke ich). Die Abstände ändern sich also nicht in Richtung zum grav. Zentrum, sondern quer dazu.


Gruss, Johann

SCR 03.02.10 05:18

AW: Parallelen zwischen em. und Gravitationswellen
 
Hallo JoAx,
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 48206)
Ich denke auch, dass SCR hier eher die Gezeiten vor Augen hat (unbewusst?).

Wen's interessiert: Bewusst ;) .
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 48206)
So ähnlich. Wenn man ein Gummiband in x-Richtung streckt, dann zieht es sich in der y-Richtung zusammen [...]

Ziemlich so wirken doch die Gezeitenkräfte auf einen frei fallenden Körper (z.B. auf http://de.wikipedia.org/wiki/Shoemaker-Levy_9) - Oder? :rolleyes:

[EDIT]
Jede Geodäte zielt auf das Massezentrum hin. Entlang einer solchen Geodäte erhöht sich mit zunehmender Nähe g - Die stärkere, die longitudinale Komponente eines G-Felds / der Gezeitenkräfte.
Mehrere Geodäten zielen auf das Massezentrum hin. Sie bilden dadurch eine Art Trichterform. Weit draußen berührt ein Testkörper noch nicht den "virtuellen Trichterrand" (Genauer: Die Geodäten können weit draußen als nahezu parallel angenommen werden). Erst mit zunehmender Nähe wird ein Testkörper durch die zunehmende Verjüngung gestaucht - Die schwächere, die transversale Komponente eines G-Felds / der Gezeitenkräfte.
In dem meist zu Berechnungszwecken herangezogenen homogenen G-Feld bleiben die transversale Komponente komplett sowie die Veränderlichkeit von g bezüglich der longitudinalen Komponente unberücksichtigt (da für viele Anwendungszwecke vernachlässigbar) - Diese beiden Aspekte sind nicht wegtransformierbar.
[/EDIT]

Was bedeuten denn G-Wellen in der lokalen Betrachtung?
Zitat:

Zitat von EMI (Beitrag 48194)
Teilchen die im eigenen Bezugssystem ruhen, bleiben am gleichen Ort.
Dieses scheint überraschend wird aber verständlich, wenn man bedenkt, dass die Krümmung des Raumes in die Relativbeschleunigung von Teilchen eingeht, die Wirkung von grav.Wellen also an dieser Relativbeschleunigung (und nicht an der relativen Lage) feststellbar sein sollte.

Zitat:

Zitat von SCR (Beitrag 48195)
Du meinst die Auswirkungen eines schwankenden / fluktuierenden g's (des Gravizentrums) auf eine frei fallende Probemasse?

Zitat:

Zitat von EMI (Beitrag 48198)
Ich meine nicht SCR, das folgt aus den linearisierten Feldgleichungen der ART. Diese berücksichtigen allerdings nicht die Rückwirkung.

Ach so: Ich dachte Du meintest das so. http://smilies-world.de/inc/module/s...ctures/7-9.gif

Uranor 03.02.10 05:47

AW: Parallelen zwischen em. und Gravitationswellen
 
moin moin,

lokale Situastion, mittags, Sonnenfinsternis, ich bringe etwas weniger Gewicht auf die Waage als in anderen Situationen. Für mich bleibt der gemeinsame Schwerpunkt im Innern der Erde.

Draußen in den unendlichen Weiten umkreisen 2 Planeten gleicher Masse den gemeinsamen Schwerpunkt? Ich befinde mich statisch auf der Bahn und lasse meine Test-Federwaage nicht los? Hier liegt eine 3-Körper-Situation vor. Der gemeinsame Schwerpunkt des Systems gilt für mich (in etwa) nur, wenn wir uns alle maximal voneinander entfernt befinden, etwa ein gleichseitiges Dreieck bilden. Nähert sich mir ein Planet, entfernt sich der andere. Mein gemeinsamer Schwerpunkt wandert immer näher an den nahen Planeten heran. Befinde ich mich dann ohne Kollisionssituation) in der Mitte der Teströhre durch den Mittelpunkt des nun max nahen Planeten, liegt mein gemeinsamer Schwerpunkt ganz wenig außerhalb der Mitte des Planeten in Richtung zum anderen Planeten.

Gedanken über Ausbreitungsrichtungen muss ich mir nicht machen. Gravitation wirkt kugelförmig und nimmt mit dem ^ der Entfernung ab. Ich kenne/ermittle meine Masse und die des großen Feldberges auf einem der Planeten sowie die Entfernung zwischen uns beiden. Usw. Ich kann zu vielen Bereichen meinen gemeinsamen Schwerpunkt ermitteln. Mein gemeinsamer Schwerpunkt ist stets der gemeinsame Schwerpunkt zu allen Polyädern der beiden Systeme. Mein Winkel an der Federwaage und der Zeigerausschlag werden stets die Relation zu meinem gemeinsamen Schwerpunkt anzeigen.

Gruß Uranor

Frank 03.02.10 10:11

AW: Parallelen zwischen em. und Gravitationswellen
 
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 48206)

Mich würden da zwei Fragen interessieren:

1. In welche Richtung werden die grav. Wellen ausgestrahlt?
  • In der Ebene, in der zwei Massen kreisen (mehr oder weniger), oder
  • in der dazu senkrechten Richtung (mehr oder weniger)
Der Grafik nach, müsste das erste zutreffen.

2. Können grav. Wellen absorbiert werden?
  • Die em. Wellen werden absorbiert und verursachen das "Gegenteil" von dem, was bei ihrer Abstrahlung passierte. Wie sieht es da bei grav. Wellen aus? Die Veränderung der Umlaufzeiten zweier Sterne um einander werden mit dem Abstrahlen von g. Wellen begründet. Gibt es für diese einen "Empfänger", der die Energie "verarbeitet"?
- Eine ganze Galaxis? (=DM)
- Das ganze Universum? (=DE)
- Oder gar beides? :eek:

*1) Gravitationswellen sollen ja auch bei Supernovaexplosionen ausgelöst werden. Sofern man da von einer sphärischen Erscheinung ausgeht, gibt es da keine vorgegebene bevorzugte Ebene. Insofern ist mir dann auch nicht klar, wie es zu periodischen wechselseitigen Streckungen und Stauchungen des Raumes in den Ebenen quer zur Ausbreitungsrichtung und in senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen kommen sollte. Dazu wären ja vorgegebene bevorzugte Koordinatenrichtungen nötig.


*2) In der klassischen Betrachtungsweise führt Gravitation ja zu einer Beschleunigungskraft. Insofern sollten auch Gravitationswellen zur (periodischen) Beschleunigung von Massen führen. Im Inneren der Körper könnte es zusätzlich zu innerer Reibung ähnlich den Gezeitenwirkungen kommen. In diesem Sinne verstehe ich Absorbtion von G-Wellen. Das würde aber bedeuten, dass z.B. ein Doppelsternsystem mehr gebremst würde, wenn sich recht viele Absorbtionsmassen in der Umgebung befinden.


Da tut sich mir gleich die nächste Frage auf.
Wenn zwei oder mehr Doppelsternsysteme relativ nahe beieinander stehen, sollte es auch im Raum zur Überlagerung der unterschiedlichen G-Wellen kommen. Am Ende gibt es dann sogar Freakwaves? (Muss ich mir langsam Sorgen machen, wenn die Erde von einem Kaventsmann getroffen wird?:) )


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