Strahlt eine el. Ladung im Gravitationsfeld?

[richy]

Hi Emi
(BTW: Es geht hier nicht mehr um meine Eingangsfrage, die hat Hawkwind beantwortet)
@Sorry bin halt kein Physiker und habe den Aspekt schlichtweg uebersehen.

Ein aehnliches Thema wurde im AC Forum schon diskutiert :
Nochmal der Link :
http://www.relativ-kritisch.net/foru...pic.php?t=1867
Sorry, dachte du haettest das gelesen.

Dabei geht die Eingangsfrage dort noch tiefer, naemlich auf die Aequivalenz von trager und schwerer Masse. In der Eingangsfrage wird konkret das Beispiel von Einsteins beschleunigter Rakete angesprochen. Der diesbezuegliche Vergleich einer ruhenden Ladung auf der Erde mit einer Ladung in einer Rakte hinkt meiner Meinung nach, da diese eine energetische thermodynamische Quelle darstellt. Der strikte Vergleich beider Situationen wurde im AC Forum anfangs noch ernst genommen. Koennen wir weglassen.
Im AC Forum ging man dann auch ueber zu einer im Gravitationsfeld frei fallenden Ladung.
Leider etwas Misch Masch.

Also beschraenken wir uns zunaechst auf den freien Fall :

Argument B Energie freier Fall
**********************
Ein geladenes Teilchen (ich nehme voellig idealisiert ein Elektron ohne QM Effekte) faellt geradlinig also entlang der Gravitationsfeldlinien ohne eine Spiralbewegung auf die Erde zu. Was wird beobachtet ?
Ich meine es strahlt weder fuer K1 noch K2 eine EM Welle ab.

Mein Argument war :
Betrachten wir ein idenditsches Teilchen jedoch ohne Ladung.
Es wird eine Beschleunigung g aufweisen.
Jetzt das Teilchen mit Ladung.
Annahme :
********
Es soll eine EM Welle abstrahlen.
Die Energie die es abstrahlt muss es aus irgendeiner Quelle beziehen. Es gibt aber keine ausser dem Gravitationsfeld, dass das Teilchen beschleunigt.
Und das ist nur ein Potential.
Wie koennte es das Potential in eine EM Welle umwandeln ?
Es muesste eine Gravitationsfeldanomalie beobachtet werden.
Ich meine es muesste schneller fallen, bin mir aber nicht sicher.
Es wuerde jedenfalls nicht mit g wie das ungeladene Teilchen beschleunigen.
Und das wird doch sicherlich nicht beobachtet.
Und somit verfuegt das geladene Teilchen ueber keine Energiequelle, damit es eine EM Welle abstrahlen koennte.
Faellt es dennoch mit g wuerde es energetisch nicht passen.

Wie sieht es bei einer Kreibewegung aus ? (Die Erde ist nicht positiv geladen
In dem Fall bin ich mir nicht sicher.

Wo hat hier @zeitgenosse geantwortet, kann ich nicht finden.

Ac Forum voletzter Beitrag
http://www.relativ-kritisch.net/foru...r=asc&start=60

[JGC]

Zitat von richy

@JGC
Konzentration bitte :-) Es muss erst geklaert werden ob Bohrs Postulat der strahlungsfreien Beschleunigung vielleicht doch zutreffend war. (Bohr wird mir so langsam unheimlich Darueber hat sich ein Herr deWitt bereits ausfuehrlich Gedanken gemacht. Der koennte die Frage am besten beleuchten und evtl. beantworten. Fuer ein Elektron im freien linearen Fall gibt es z.B keine Resonanzen.

Hallo Richy...

ICH behaupte, das stimmt SO nicht...

Es gibt auch ein longitudinales Resonanz-Verhalten!!!

Und diese bestimmt, in welchem jeweiligem Abstand ZU einem entsprechenden Gravitations-Zentrum die einfließenden kinetischen Druckwirkungen sich gegenseitig verstärken und auslöschen können. (die dadurch erzeugte automatische Aufteilung der Elektronen um den Kern nach dem paulischen Prinzip)






@ Hawkwind..

Hast du noch nie daran gedacht, das die elektromagnetischen schwachen und starken Kräfte letztlich nicht ALLE von der Gravitation bestimmt werden könnten??

Du weißt doch, das man je weiter man in den Mikrokosmos vordringt, um so exorbitanter seine dort im Raum vorhandenen Energiemengen werden...

Fluktuationsenergien...

Und glaubst du nicht, das all diese Energien nicht ebenso einen Druck untereinander und aufeinander ausüben können??

Das also die Gravitationskraft im Grunde wie ein Multifrequenz-Band vorliegt, nur mit dem Unterschied, das diese Frequenzen nicht transversaler Natur sind, sondern longitudinaler Natur und genau wie die transversalen Wellen eine um so höhere Energiedichte und Wirkstärke und un so komplexere Überlagerungsmuster aufweisen kann, je kürzer der Frequenzbereich wird..(also langwellige großräumige Wirkungen in Form von astronomischen Umläufen und deren zugehörigen jeweiligen Zeitdauer und den immer kürzer werdende Wellenlängen, die dafür mit immer höheren Energiedichten und immer kleiner begrenzten Raum-Voluminas in Erscheinung treten...)

Ich hab da mal ein paar Animation erstellt, die zeigen, wie sich transversale und longitudinale Schwingungen untereinander überlagern können..

Anim 1. der "Federstern"

http://www.clausschekonstanten.de/schau/fst_anim.gif

Diese Animation entsteht ganz automatisch, wenn ich genau ZWEI radial strukturierte Flächen aufeinander lege und sie mit ganz geringem Versatz umeinander kreisen lasse.. Kommt dir das dabei entstehende Feldbild nicht bekannt vor?? Alles nur eine reine Geometrie und Rotations-Angelegenheit!!

Anim 2: die sphärisch angeordneten Resonanzzonen durch longitudinal wirkende radiale Kräftegeometrien..

http://www.clausschekonstanten.de/sc..._det-s_web.gif

Die Kreise deuten die jeweiligen Resonanzzonen an, in denen die Kräfte besonders stark oder auch schwach wirken...

http://www.clausschekonstanten.de/sc...refelder-3.jpg
Ein Bild dazu, wie das im Universum praktisch aussehen tut wenn man die Kräfte selbst "sehen" könnte..

(gönn dir ruhig die Vollbildansicht..)

Anim 3:


http://www.clausschekonstanten.de/sc...echres-org.gif


Sie ist mit Text und muss nur genauer angesehen werden um zu verstehen, wie lineare und gekrümmte Vorgänge ineinander übergehen können und auch MITeinander in Überlagerung und Interferenz gehen...


Meiner Ansicht nach, gab es in Wahrheit schon immer NUR die Gravitation, die eben durch diverse rückkoppelnde Wechselprozesse in scheinbar 4 Grundkräften auftritt...

Es ist nur quasi eine Frage der energetischen Logistik, WIE diese Energien im jeweiligen Frequenzbereich auftreten, im elektromagnetischen Spektrum zeigt sich doch ganz genau das selbe Verhalten...


JGC

[Hawkwind]

Zitat von JGC

@ Hawkwind..

Hast du noch nie daran gedacht, das die elektromagnetischen schwachen und starken Kräfte letztlich nicht ALLE von der Gravitation bestimmt werden könnten??

Klar, da wird oft dran "gedacht" - man denkt bzw. hofft, alle unterschiedlichen Wechselwirkungen auf eine einzige zurückführen zu können, die sich aber bei niedrigen Energien bzw. Temperaturen als 4 anscheinend unterschiedliche Kräfte manifestiert (schwach, elektromagnetisch, stark & gravitativ).

Dennoch beantwortet sich die gestellte und recht interessante Frage ("Bremsstrahlung einer frei fallenden Ladung") damit nicht von selbst; ich denke, das Relativitätsprinzip der ART gibt die Antwort, ohne überhaupt rechnen zu müssen (was ich eh nicht könnte).
Die ART basiert ja auf diesem Prinzip.

Gruß,
Hawkwind

[Timm]

Zitat von Hawkwind

Dennoch beantwortet sich die gestellte und recht interessante Frage ("Bremsstrahlung einer frei fallenden Ladung") damit nicht von selbst; ich denke, das Relativitätsprinzip der ART gibt die Antwort, ohne überhaupt rechnen zu müssen (was ich eh nicht könnte).
Die ART basiert ja auf diesem Prinzip.

Nach meiner Auffassung sollte als Antwort genügen: Eine trägheitsfreie elektrische Ladung strahlt nicht. Dann ist der freie Fall inbegriffen. Braucht man die ART überhaupt?

Im Falle einer in einem Gravitationsfeld fixierten elektrischen Ladung strahlt diese wie eine im feldfreien Raum entsprechend beschleunigte. Hier braucht man die Äquivalenz von Gravitation und Beschleunigung wohl zwingend. ... Das sind Vermutungen, nachgelesen habe ich nichts.

Gruß, Timm

P.S. Nun habe ich doch mal nachgelesen. Nach Sculetto ist es umgekehrt: Die Ladung strahlt im freien Fall, die im Gravitationsfeld fixierte hingegen nicht.

http://abenteuer-universum.de/bb/vie...php?f=4&t=1588

Die Emission von EM-Strahlung durch eine beschleunigte Ladung ist aber eben kein lokaler Vorgang. Jedenfalls nicht lokal genug. Für die Emission zählen nicht allein die Verhältnisse am Ort der Ladung (diese sei vereinfacht als Punktladung angenommen), sondern auch in deren näherer Umgebung. Und diese nähere Umgebung ist groß genug, dass die Krümmung der Raumzeit in ihr nicht mehr vernachlässigbar ist. In seinem Buch "Gravitation und Raumzeit" verdeutlich John A. Wheeler den nicht-lokalen Charakter der Strahlungsemission mit folgendem Bild: man stelle sich eine anfänglich ruhende Ladung vor, die dann kurzzeitig beschleunigt werde, um dann mit konstanter Geschwindigkeit weiterzufliegen. Nach einiger Zeit mache man eine "Momentaufnahme" des elektrischen Feldes. Dann erkennt man zwei Regionen: eine äußere, in der die Feldlinien noch zur alten Position der Ladung, von vor der Beschleunigungsphase, zeigen, und eine innere, wo die Feldlinien zur aktuellen Position zeigen. Zwischen beiden sieht man eine dünne Grenzregion, wo die Feldlinien "geknickt" sind, diese Grenzregion ist gerade der EM-Strahlungspuls, der während der kurzen Beschleunigungsphase emittiert wurde. Das ist zwar nur der Extremfall einer sehr großen Beschleunigung über eine sehr kurze Zeit, aber man kann sich überlegen, dass es auch bei einer geringeren und dafür länger währenden Beschleunigung maßgeblich auf die Umgebung ankommt.

Wenn nun eine Ladung im Gravitationsfeld ruht, dann gibt es eine solche "Deformation" der Feldlinien nicht. Und deswegen strahlt eine im Gravitationsfeld ruhende Ladung nicht. Anders die frei fallende Ladung: da gibt es eine Deformation, und deswegen auch eine Strahlungsemission. Wesentlich ist eben, dass das Äquivalenzprinzip nicht zutrifft, weil es nicht nur um lokale Einflüsse geht.

[EMI]

Zitat von Timm

Nach meiner Auffassung sollte als Antwort genügen: Eine trägheitsfreie elektrische Ladung strahlt nicht. Dann ist der freie Fall inbegriffen.
Im Falle einer in einem Gravitationsfeld fixierten elektrischen Ladung strahlt diese wie eine im feldfreien Raum entsprechend beschleunigte. Hier braucht man die Äquivalenz von Gravitation und Beschleunigung wohl zwingend. ... Das sind Vermutungen, nachgelesen habe ich nichts.

Wie das Timm?

das geht doch gar nicht! Umgekehrt wird ein Schuh draus. IMHO

Eine el.Ladung erzeugt nur dann ein sich zeitlich veränderndes mag.Feld wenn sie beschleunigt wird. Und wogegen beschleunigt?
Natürlich gegenüber einer anderen el.Ladung, was denn sonst.
Und nur diese andere el.Ladung "sieht" reagiert auf dieses mag.Feld und nix anderes.
Das ist natürlich ein Gedankenmodell wo nur zwei el.Ladungen im Universum existieren, ansonsten nehmen natürlich alle el.Ladungen die nicht mit beschleunigt wurden das von der beschleunigten el.Ladung erzeugte mag.Feld war.

Eine Ausnahme wäre die Tscherenkow-Strahlung, die entsteht, wenn el.geladene Teilchen sich schneller wie c bewegen.
Hier reicht eine gleichförmige Bewegung, eine Beschleunigung brauchts dazu nicht.

Gruß EMI

Nach PS: Ich sehe gerade Timm, das du ein PS nachgetragen hast.

[Hawkwind]

Zitat von Timm

Nach meiner Auffassung sollte als Antwort genügen: Eine trägheitsfreie elektrische Ladung strahlt nicht. Dann ist der freie Fall inbegriffen. Braucht man die ART überhaupt?

Im Falle einer in einem Gravitationsfeld fixierten elektrischen Ladung strahlt diese wie eine im feldfreien Raum entsprechend beschleunigte. Hier braucht man die Äquivalenz von Gravitation und Beschleunigung wohl zwingend. ... Das sind Vermutungen, nachgelesen habe ich nichts.

Gruß, Timm

P.S. Nun habe ich doch mal nachgelesen. Nach Sculetto ist es umgekehrt: Die Ladung strahlt im freien Fall, die im Gravitationsfeld fixierte hingegen nicht.

http://abenteuer-universum.de/bb/vie...php?f=4&t=1588

Die Emission von EM-Strahlung durch eine beschleunigte Ladung ist aber eben kein lokaler Vorgang. Jedenfalls nicht lokal genug. Für die Emission zählen nicht allein die Verhältnisse am Ort der Ladung (diese sei vereinfacht als Punktladung angenommen), sondern auch in deren näherer Umgebung. Und diese nähere Umgebung ist groß genug, dass die Krümmung der Raumzeit in ihr nicht mehr vernachlässigbar ist. In seinem Buch "Gravitation und Raumzeit" verdeutlich John A. Wheeler den nicht-lokalen Charakter der Strahlungsemission mit folgendem Bild: man stelle sich eine anfänglich ruhende Ladung vor, die dann kurzzeitig beschleunigt werde, um dann mit konstanter Geschwindigkeit weiterzufliegen. Nach einiger Zeit mache man eine "Momentaufnahme" des elektrischen Feldes. Dann erkennt man zwei Regionen: eine äußere, in der die Feldlinien noch zur alten Position der Ladung, von vor der Beschleunigungsphase, zeigen, und eine innere, wo die Feldlinien zur aktuellen Position zeigen. Zwischen beiden sieht man eine dünne Grenzregion, wo die Feldlinien "geknickt" sind, diese Grenzregion ist gerade der EM-Strahlungspuls, der während der kurzen Beschleunigungsphase emittiert wurde. Das ist zwar nur der Extremfall einer sehr großen Beschleunigung über eine sehr kurze Zeit, aber man kann sich überlegen, dass es auch bei einer geringeren und dafür länger währenden Beschleunigung maßgeblich auf die Umgebung ankommt.

Wenn nun eine Ladung im Gravitationsfeld ruht, dann gibt es eine solche "Deformation" der Feldlinien nicht. Und deswegen strahlt eine im Gravitationsfeld ruhende Ladung nicht. Anders die frei fallende Ladung: da gibt es eine Deformation, und deswegen auch eine Strahlungsemission. Wesentlich ist eben, dass das Äquivalenzprinzip nicht zutrifft, weil es nicht nur um lokale Einflüsse geht.

Mir schien meine Antwort eigentlich recht einleuchtend, nach dem ich zuerst anscheinend zu naiv das Gegenteil angenommen hatte.

Hier
Free falling electric charge in a static
homogeneous gravitational field
wird es auf wissenschaftlichem Niveau für einen Spezialfall explizit durchgerechnet.

ABSTRACT.We reconsider the problem of a free falling electric charge
in a static homogeneous gravitational field, specifically in a space-time
domain in which the Riemann tensor vanishes and no electromagnetic
field is present. We choose to describe the radiation emitted by the
charge in terms of a general covariant quantity. We show that, under
these assumptions, the charge, however accelerated, does not radiate,
so that no contradiction arises with the Principle of Equivalence, which
remains valid also for charged matter.

Also liege ich doch richtig mit meiner Vermutung: eine frei fallende Ladung strahlt nicht !(?)

Nachtrag:

Hier Radiation from a Charge in a Gravitational Field
wird auch noch gezeigt, dass eine ruhende Ladung im Gravitationsfeld strahlt:

When an electric charge is supported at rest in a static gravitational field, its electric field is not supported with the charge, and it falls freely in the gravitational field. Drawing the electric field lines continuously in time, we find that they always emerge from the charge, but the electric field is curved and there is a stress force between the freely falling (curved) field and the static charge. The charge radiates and ...

Gruß,
Hawkwind

[EMI]

Zitat von Hawkwind

Also liege ich doch richtig mit meiner Vermutung: eine frei fallende Ladung strahlt nicht !(?)

Doch sie strahlt Hawkwind,

wie weit ist ne andere Frage, da sich das el.mag.Feld nicht "abschnürt".
Hierzu bedarf es eine periodische Änderung der Beschleunigung von el.Ladungen.

Gruß EMI

[Hawkwind]

Zitat von EMI

Doch sie strahlt Hawkwind,

wie weit ist ne andere Frage, da sich das el.mag.Feld nicht "abschnürt".
Hierzu bedarf es eine periodische Änderung der Beschleunigung von el.Ladungen.

Gruß EMI

Das sagst du so in deinem (nicht mehr ganz) jugendlichen Leichtsinn, EMI.
Meine google-Recherchen scheinen doch eher meiner Intuition recht zu geben.

Nachtrag:
wenn man die Einleitung zu
http://cdsweb.cern.ch/record/403583/files/9910019.pdf
liest, bekommt man einen Eindruck, wie kontrovers diese Frage (bis vor kurzem) in der Fachwelt noch diskutiert wurde.
Aber die Schlussfolgerung ist

It is found that the "naive" conclusion from the principle of equivalence - that
a freely falling charge does not radiate, and a charge supported at rest in a gravitational field does radiate - is a correct conclusion,

Ich gebe dem Autor recht, aber wen interessiert's ?

[EMI]

Zitat von Hawkwind

Das sagst du so in deinem (nicht mehr ganz) jugendlichen Leichtsinn, EMI.
Meine google-Recherchen scheinen doch eher meiner Intuition recht zu geben.

Nun gut Hawkwind,

dein Link ist in englisch, mein englisch ist leider nicht berauschend.
"mein" englisch ist gut, eigentlich habe ich gar keins.

Falls ich es nicht völlig falsch gelesen habe, steht da was von einer frei fallenden el.Ladung in einem angenommenen Raum der FREI von einem el.mag.Feld sei?
Wenn ich das richtig "übersetzt" habe dann isses doch klar, dann strahlt die frei fallende el.Ladung natürlich nicht, da ihr gegenüber keine weitere el.Ladung die nicht frei fällt irgendwo bis zum unendlichen vorhanden ist.

Gruß EMI

[Hawkwind]

Zitat von EMI

Nun gut Hawkwind,

dein Link ist in englisch, mein englisch ist leider nicht berauschend.
"mein" englich ist gut, eigentlich habe ich gar keins.

Falls ich es nicht völlig falsch gelesen habe, steht da was von einer frei fallenden el.Ladung in einem angenommenen Raum der FREI von einem el.mag.Feld sei?
Wenn ich das richtig "übersetzt" habe dann isses doch klar, dann strahlt die frei fallende el.Ladung natürlich nicht, da ihr gegenüber keine weitere el.Ladung die nicht frei fällt irgendwo bis zum unendlichen vorhanden ist.

Gruß EMI

Ja EMI, es geht um den freien Fall einer Ladung im Gravitationsfeld. Wenn es neben dem gravitativen noch externe elm. Felder gibt, wird's ja noch komplizierter. Dann dürfte die frei fallende Ladung auch strahlen, ohne das Äquivalenzprinzip zu verletzen, denn die externen Quellen des externen Feldes definieren einen Bezug - das wäre so etwas wie ein Blick aus dem Fenster des frei fallenden Fahrstuhls.

Das wurde wohl bis vor kurzem tatsächlich noch kontrovers diskutiert.