Verständnis-Fragen zur allgemeinen Relativitätstheorie

[Noah]

Ok. Ich möchte damit dann noch einmal auf diese bisher nicht beantwortete Frage zurückkommen

Zitat von Noah

Gut. Sendet bzw. empfängt die Raumzeit Gravitonen?

und anders stellen:
Handelt es bei der Gravitation um eine Wechselwirkung, die ausschließlich zwischen einem Objekt und der Raumzeit stattfindet?

[Bernhard]

Zitat von Noah

Handelt es bei der Gravitation um eine Wechselwirkung, die ausschließlich zwischen einem Objekt und der Raumzeit stattfindet?

Gegenfrage: Warum hast du das Thema im Bereich Schulphysik eingestellt? Gehst du wirklich noch zur Schule oder warst du bei der Wahl der Rubrik einfach nur unsicher?

[Ich]

Zitat von Noah

Handelt es bei der Gravitation um eine Wechselwirkung, die ausschließlich zwischen einem Objekt und der Raumzeit stattfindet?

Die Theorie ist nichtlinear, das heißt: Raumzeit interagiert auch mit Raumzeit, wie z.B. bei Gravitationswellen.
Falls du darauf hinauswillst: Zwei Objekte interagieren nicht direkt miteinander, die Gravitation benötigt die Vermittlung durch die Raumzeit. Sie ist also keine Fernwirkung.

Zitat von Noah

Zählen sowohl die Materie des gleich schweren Sterns als auch die im Zentrum des schwarzen Lochs konzentrierte Materie zu unserem Universums?

Ja, das macht für die Kosmologie keinen Unterschied.

[Noah]

Zitat von Ich

Sie ist also keine Fernwirkung.

Danke.

Zitat von Ich

Ja, das macht für die Kosmologie keinen Unterschied.

Heisst das, dass sich die entsprechende Materie nicht am Punkt der Singularität befindet, die Singularität zur Raumzeit gezählt wird oder lediglich,dass diese Frage für die Auswirkungen auf unser Universum unerheblich ist?

[Timm]

Zitat von Noah

Heisst das, dass sich die entsprechende Materie nicht am Punkt der Singularität befindet, die Singularität zur Raumzeit gezählt wird oder lediglich,dass diese Frage für die Auswirkungen auf unser Universum unerheblich ist?

Hier sollte man sich klar machen, dass die Schwarzschildlösung ein theoretisches Konstrukt ist und als solches in der Kosmologie keine Rolle spielt. Dier Singularität dieses auch 'mathematisch' genannten Schwarzen Loches ist kein Bestandteil der Raumzeit. Wo ist die Masse? Das Beste was ich hierzu gehört habe ist, die Masse sei durch Raumzeitkrümmung repräsentiert. Was sonst? Bitte raus damit.

Die allermeisten Physiker gehen davon aus , dass sich die Masse von Schwarzen Löchern, die durch Gravitationskollaps entstandenen sind, hochverdichtet im Zentrum befindet, es also keine Singularität gibt.

Für die Kosmologie ist die Materiedichte des Universums entscheidend, in welcher Form auch immer sie existiert, Sterne, Planeten, Plasma, Schwarze Löcher und gemäß Standardmodell auch Dunkle Materie.

[Noah]

Zitat von Timm

Die Singularität dieses auch 'mathematisch' genannten Schwarzen Loches ist kein Bestandteil der Raumzeit. Wo ist die Masse? Das Beste was ich hierzu gehört habe ist, die Masse sei durch Raumzeitkrümmung repräsentiert.

Gehört die einer Singularität zuzuordnenden Materie noch unserem Universum an?

[Noah]

Zitat von Timm

Die Singularität dieses auch 'mathematisch' genannten Schwarzen Loches ist kein Bestandteil der Raumzeit. Wo ist die Masse? Das Beste was ich hierzu gehört habe ist, die Masse sei durch Raumzeitkrümmung repräsentiert.

Die gravitative Wirkung eines Schwarzen Loches ist auf etwas anderes als auf die in ihm angesammelte Materie zurückzuführen?

[Timm]

Zitat von Noah

Die gravitative Wirkung eines Schwarzen Loches ist auf etwas anderes als auf die in ihm angesammelte Materie zurückzuführen?

Bei einem astrophysikalischen Schwarzen Loch (entstanden durch Gravitationskollaps) beruht die Raumzeitkrümmung auf hochverdichteter Materie im Zentrum. Die Vermutungen gehen in Richtung Planckdichte.

Die "gravitative Wirkung ..." wird durch den sog. Krümmungsfaktor (1-k*M/r) beschrieben. M ist die Masse, k eine Konstante, r der Schwarzschildradius. Dieser Faktor geht für r -> gegen unendlich gegen 1, d.h. die Raumzeit wird asymptotisch flach.
Wir sprechen hier von einer statischen Raumzeit, nicht vom expandierenden Universum. In diesem ist die Reichweite der gravitativen Wirkung Schwarzer Löcher begrenzt.

[Timm]

Zitat von Noah

Gehört die einer Singularität zuzuordnenden Materie noch unserem Universum an?

Eine etwas schwurbelige Erläuterung habe ich bereits gegeben, sie stammt von einem Physiker, der sich damit recht gut auskennt. Demnach existiert die Masse nicht irgendwo. Schon gar nicht in der Singularität. Ein Punkt hat kein Volumen. Etwas genauer betrachtet ist die Singularität nicht mit Ortskoordinaten beschreibbar, denn sie ist eher ein Punkt in der Zeit (auch eben dieser Physiker).

Mit alledem kennst sich @Ich sehr viel besser aus. 'Ich', wie siehst du das?

Diese Dinge müssen uns nicht übermäßig beschäftigen, denn hier versagt die Allgemeine Relativitätstheorie, weshalb seit Jahrzehnten an einer sog. Theorie der Quantengravitation geforscht wird.

[Noah]

Ok.

Zitat von Timm

Bei einem astrophysikalischen Schwarzen Loch (entstanden durch Gravitationskollaps) beruht die Raumzeitkrümmung auf hochverdichteter Materie im Zentrum. Die Vermutungen gehen in Richtung Planckdichte.

Ist der Punkt so groß wie eine Planck-Größe oder kleiner?

Zitat von Timm

Demnach existiert die Masse nicht irgendwo. Schon gar nicht in der Singularität. Ein Punkt hat kein Volumen. Etwas genauer betrachtet ist die Singularität nicht mit Ortskoordinaten beschreibbar, denn sie ist eher ein Punkt in der Zeit (auch eben dieser Physiker).

Ist an diesem Punkt eine „Lücke“ in unserer Raumzeit?