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Alt 03.01.21, 19:20
Martin G Martin G ist offline
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Idee Obergrenze Gravitationsbeschleunigung

Hallo zusammen,

hat die Gravitationsbeschleunigung eine Obergrenze?

Überall lernt man, dass fallende Objekte theoretisch bis zur Lichtgeschwindigkeit (c) weiter beschleunigt werden, unabhängig davon, wie stark ein Massekörper (hier die Erde) gravitiert, oder wie schnell ein Objekt fliegt.
Also wenn z.B. ein Objekt mit 99% c auf die Erde zufliegt, dann wird dieses noch weiter beschleunigt. Die üblichen Formeln dazu sind m.W. alle bis c offen.

Ich kann diese Selbstverständlichkeit nicht nachvollziehen, daher stelle ich folgende Hypothesen auf:

Bedingungen:
- ein Objekt fliegt senkrecht auf den Erdmittelpunkt zu
- es gibt keine Luft- oder sonstigen Reibungs-Widerstände, keine störenden Gezeiten oder Sonnenwinde
- die Messungen finden in der Nähe der Erdoberfläche statt
- es gilt die jeweils lokal gültige Fluchtgeschwindigkeit (nahe Erdoberfläche als gleich angenommen)
- Beschleunigung nahe Erdoberfläche: 9,8 m/s^2
- Fluchtgeschwindigkeit nahe Erdoberfläche: 11200 m/s
- mit Fluchtgeschwindigkeit wird auf den senkrechten Fall referenziert, nicht auf die Umlaufbahn selbst!
(Werte sind gerundet)

Hypothese 1
Die Gravitationsbeschleunigung ist auf die Fluchtgeschwindigkeit begrenzt.

Beispiele:
- Ein stationäres Objekt wird über der Erdoberfläche losgelassen und beschleunigt mit 9,8 m/s^2 (soweit bekannt)
- Ein Objekt, welches sich bereits mit knapp 11200 m/s nähert, beschleunigt kaum noch (relativ zum Streckenabschnitt, soweit auch noch bekannt)
- Ein Objekt, welches sich mit genau 11200 m/s nähert, beschleunigt gar nicht mehr (bzw. nur noch um so viel, wie das jeweils nächst höhere Gravitationspotential einfordern würde).


Hypothese 2
Oberhalb der Fluchtgeschwindigkeit wird ein Objekt zunehmend negativ beschleunigt (abgebremst),
dabei genau invers zur Beschleunigung eines stationären Objekts:
A: bei doppelter Fluchtgeschwindigkeit (weiter ansteigende Bremswirkung bis c), oder
B: bei c (bei doppelter Fluchtgeschwindigkeit geringere Bremswirkung )


Beispiele:
- Ein Objekt, welches sich mit knapp über 11200 m/s nähert, wird nur leicht gebremst.
- A: Ein Objekt, welches sich mit 22400 m/s (2*11200) nähert, bremst mit -9,8 m/s^2.
- B: Erst bei c greift die inverse Bremskraft von -9,8 m/s^2


In einer früheren Version hatte ich die Kreisbahngeschwindigkeit als Obergrenze genannt, aber dies widerspricht der Tatsache, dass von weitem hereinfallende Objekte mit Fluchtgeschwindigkeit fliegen, also noch weiter beschleunigt werden, obwohl sie bereits schneller als die (jeweilige) Kreisbahngeschwindigkeit unterwegs sind.
Auf die Idee kam ich, weil das Gravitationspotential nach meinem Verständnis das Gegenstück zur kinetischen Energie bildet und da nahm ich an, dass wenn sich die beiden Kräfte aufheben, es keinen weiteren "Bedarf" mehr für eine Beschleunigung gäbe.

Mögliche Tests / Beobachtungen:
- Apollo-Missionen: hat sich quasi nur zurückfallen lassen, so dass es beinahe die Fluchtgeschwindigkeit erreichte, also kein zusätzlicher Schub, mit dem man das hätte feststellen können.
- Shoemaker-Levy 9: Einfall von Kometen auf Jupiter 1994. ich kenne keine genauen Telemetrie-Daten und stelle es mir auch schwierig vor, (damals) exakte Berechnungen vorzunehmen, die atmosphärischen Widerstand und Shapiro-Verzögerung berücksichtigen.
- Pound–Rebka Experiment: für mich nicht "einleuchtend" mit dem Ergebnis die eine oder andere Theorie auszuschließen, lasse es mir ggf. aber gern erklären.
- Reversed Gravitational Acceleration for High-speed Particles - interessant, da für externen Beobachter langsamer werdend, aber relativ zu c noch beschleunigend (Shapiro). Hier handelt es sich aber um ein schwarzes Loch mit c als Kreisbahngeschwindigkeit am Ereignishorizont, daher scheint mir der Artikel auch nicht relevant.

Gibt es zu dem Thema noch andere Diskussionen / Arbeiten / Quellen?
Sind diese Hypothesen durch Tests oder Beobachtungen - direkt oder indirekt - bereits falsifiziert worden?
Gibt es logische Ableitungen, die zu anderen physikalischen (bewiesenen) Gesetzen im Widerspruch stehen?

Wenngleich mir die erste Hypothese näher liegt als die zweite, so bin ich von keiner der beiden überzeugt, sondern möchte sie lediglich zur Diskussion stellen, da ich sie nach meinem Verständnis nicht ausschließen kann.

Kritik und Hinweise jeder Art willkommen

Gruß,
Martin

Geändert von Martin G (22.01.21 um 01:51 Uhr) Grund: verständlicher geschrieben, Korrekturen
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