Relative und intrinsische Gravitation

[nancy50]

Hallo,

Zitat :
Was also ist Gravitation, in Einsteins Universum? Allgemein gesprochen: jede Verzerrung der Geometrie von Raum und Zeit. Genauer betrachtet hat die Gravitation zwei Seiten. Ein Teil der Gravitation ist ein Artefakt, abhängig vom Bezugssystem des jeweiligen Beobachters. Dieser Teil der Gravitation lässt sich zum Verschwinden bringen, wenn man zu einem frei fallenden Bezugssystem übergeht. Was wir hier auf der Erde an Gravitationseffekten beobachten können - im wesentlichen: Körper, die zu Boden fallen - gehört zu dieser Art von "relativer Gravitation". Der Rest an Gravitation, man könnte ihn "intrinsische Gravitation" nennen, macht sich durch Gezeitenkräfte bemerkbar und hängt direkt mit einer ganz bestimmten geometrischen Eigenschaft zusammen: der Krümmung der Raumzeit.

[Markus Pössel, AEI]

Man lernt eben nie aus.
So hatte ich das bisher nicht gesehen.
Leuchtet ein, nur, sind nicht Gezeitenkräfte auch Scheinkräfte ?

Dann bleibt ja trotzdem nichts als Schein von der Gravitation.
Und gesetzt den Fall , man findet das Graviton, was dann ?.. alles wieder Reale Kräfte mit Impulsübertrag und so weiter, wie es sich gehört, oder was denn nun ???.
Langsam hab ich die F.........

N50

[Marco Polo]

Zitat von nancy50

Zitat :
Was also ist Gravitation, in Einsteins Universum? Allgemein gesprochen: jede Verzerrung der Geometrie von Raum und Zeit. Genauer betrachtet hat die Gravitation zwei Seiten. Ein Teil der Gravitation ist ein Artefakt, abhängig vom Bezugssystem des jeweiligen Beobachters. Dieser Teil der Gravitation lässt sich zum Verschwinden bringen, wenn man zu einem frei fallenden Bezugssystem übergeht. Was wir hier auf der Erde an Gravitationseffekten beobachten können - im wesentlichen: Körper, die zu Boden fallen - gehört zu dieser Art von "relativer Gravitation". Der Rest an Gravitation, man könnte ihn "intrinsische Gravitation" nennen, macht sich durch Gezeitenkräfte bemerkbar und hängt direkt mit einer ganz bestimmten geometrischen Eigenschaft zusammen: der Krümmung der Raumzeit.

[Markus Pössel, AEI]

Hmm...ganz Gewiss lässt sich die Gravitation durch ein geeignetes Bezugssystem weg transformieren. Dies ist bei einem Freifallsystem auch tatsächlich der Fall, wenn auch nur lokal.

Ob man hier aber von einem Artefakt reden kann? Hab ich so zumindest noch nie gehört.

Leuchtet ein, nur, sind nicht Gezeitenkräfte auch Scheinkräfte ?

Auf keinen Fall. Die Gezeitenkräfte sind unabhängig vom Bezugssystem immer vorhanden. Diese lassen sich prinzipiell nicht weg transformieren.

Und gesetzt den Fall , man findet das Graviton, was dann ?.. alles wieder Reale Kräfte mit Impulsübertrag und so weiter, wie es sich gehört, oder was denn nun ???.

Interessante Frage. Habe ich mir auch schon öfters gestellt. Fakt ist: ART und QM können nicht beide richtig sein. Zumindest nicht in der gegenwärtigen Fassung. Wenn das Graviton entdeckt würde, wäre das dann nicht das Aus für die Raumzeitkrümmung? Die bräuchte man dann ja nicht mehr?


Gruss, Marco Polo

[EMI]

Zitat von Marco Polo

Wenn das Graviton entdeckt würde, wäre das dann nicht das Aus für die Raumzeitkrümmung? Die bräuchte man dann ja nicht mehr?

Auweia Marco Polo,

die Raumzeitkrümmung ist doch nicht irgend was, was man weglassen kann wenn man meint es nicht mehr zu brauchen.
Die Raumzeitkrümmung folgt aus der ART und ist real vorhanden.
Das Graviton folgt auch aus der ART und das nicht etwa als Gegenpart zur Raumzeitkrümmung im Sinne:
-Graviton ja=Krümmung nein / Graviton nein=Krümmung ja-

Die Quantentheorie setzt einen unendlich ausgedehnten Minkowskiraum voraus.
Die ART zeigt aber, dass der Raum ein Riemannscher Raum ist.
Das ist halt die Krux der Physik, die es unter einen Hut zu bringen gilt und das mit oder ohne Graviton.

Gemäß der ART können die Raumzeiteigenschaften durch materielle Testkörper ausgemessen werden.
Sind die Dimensionen aber so klein, das man Elementarteilchen als Testobjekte braucht ist deren Ort für eine Messung, gemäß der QT, nicht mehr genau definiert.

Da aber Sterne, aus Elementarteilchen bestehend, existieren und deren Bewegung den Gesetzen der ART gehorchen muß eine Zusammenführung von QT und ART möglich sein!
Es ist dabei zu erwarten das dafür mindestens eine der beiden Theorien abgeändert werden muss.
Allerdings haben wir noch keine experimentellen Befunde die uns einen Hinweis auf den einzuschlagenden Weg geben könnten.

Gruß EMI

[Marco Polo]

Zitat von EMI

Auweia Marco Polo,

Huch. Hab ich da jetzt Stuss gequasselt?

die Raumzeitkrümmung ist doch nicht irgend was, was man weglassen kann wenn man meint es nicht mehr zu brauchen.
Die Raumzeitkrümmung folgt aus der ART und ist real vorhanden.

Mich dünkt, dass du da richtig liegst.

Das Graviton folgt auch aus der ART und das nicht etwa als Gegenpart zur Raumzeitkrümmung im Sinne:
-Graviton ja=Krümmung nein / Graviton nein=Krümmung ja-

Das Graviton folgt aus der ART? Das hätte ich gerne näher erläutert.

Leider verstehe ich das Graviton tatsächlich als Gegenpart zur ART. Ich muss allerdings eingestehen, dass ich sowohl von der QM, als auch von der ART lediglich rudimentäres Wissen habe.

Angenommen wir würden tatsächlich in einem euklidischen Raum leben. Würde da das Graviton nicht ausreichen um die Schwerkraft zu erklären/beschreiben? Oder wirkt dieses Graviton der Theorie nach nur auf sehr kleinen Skalen?

Wenn die Reichweite des Gravitons aber unendlich ist, wäre das dann nicht eine alternative Beschreibung für die Gravitation nach ART? Es würden dann ja, meiner naiven Vorstellung nach, die Gravitonen dafür sorgen, dass Massen sich gegenseitig anziehen.

Sind die Dimensionen aber so klein, das man Elementarteilchen als Testobjekte braucht ist deren Ort für eine Messung, gemäß der QT, nicht mehr genau definiert.

Das leuchtet ein. Eine Quantentheorie der Gravitation müsste dann eigentlich vorhersagen, dass die Raumzeit auf kleinen Skalen ständig fluktuiert, bzw. unscharf ist.

Wie sieht das deiner Meinung nach dann mit der Kommunikation zwischen zwei Raumzeitpunkten aus? Die Frage, ob diese möglich ist, liesse sich dann nur im Sinne von Wahrscheinlichkeiten beantworten?

Da aber Sterne, aus Elementarteilchen bestehend, existieren und deren Bewegung den Gesetzen der ART gehorchen muß eine Zusammenführung von QT und ART möglich sein!

Ja, so ähnlich liest man es immer wieder. Aber welche Rolle spielen die Gravitonen in einer solchen Theorie? Die Gravitation wäre dann ja sowohl die Folge der Raumzeitkrümmung als auch die Folge des Austausches von Gravitonen, oder wie oder was? Kapier ich net so recht.

Es ist dabei zu erwarten das dafür mindestens eine der beiden Theorien abgeändert werden muss.

Sehe ich auch so.

Gruss, Marco Polo

[nancy50]

oh, wehe,

also erst mal ein Problem lösen.

In http://lexikon.calsky.com/de/txt/g/ge/gezeiten.php und anderswo steht das die Gezeitenkrafr eine Scheinkraft ist, bitte was denn nun ?

N50
Das andere dann der Reihe nach

[Marco Polo]

Zitat von nancy50

oh, wehe,

also erst mal ein Problem lösen.

In http://lexikon.calsky.com/de/txt/g/ge/gezeiten.php und anderswo steht das die Gezeitenkrafr eine Scheinkraft ist, bitte was denn nun ?

N50
Das andere dann der Reihe nach

Scheinkräfte kann man durch die geeignete Wahl eines Bezugssystems wegtransformieren.

Gezeitenkräfte kann man aber nicht wegtransformieren. Es sei denn, man geht von einer Punktmasse aus. Bei einem ausgedehnten Objekt sind die Gezeitenkräfte definitiv nicht wegtransformierbar.

Der Freifaller ist nur dann kräftefrei, wenn sich seine Ausdehnung auf ein hinreichend kleines Raumgebiet erstreckt. Also lokal gesehen.

Gezeitenkräfte prinzipiell als Scheinkräfte zu bezeichnen ist mMn nicht korrekt. Das gilt, wie bereits erwähnt nur bei einer Punktmasse.

Gruss, Marco Polo

[nancy50]

Hallo MP,

sehe ich auch so, du siehst aber hier, wie komplex dieses scheinbar einfache Thema ist.
Bei der Gelegenheit muss ich gleich mal nachhacken.
Die Zentrifugalkraft ist ja eine Scheinkraft.
Die Zentripedalkraft eine reale., lässt sich also nicht wegtransformieren.
Ein Beobachter im System spührt sie (ZF) aber, als nach außen gerichtet, das hängt irgendwie mit unserer Sinneswahrnemung zusammen.
Ein drehendes Rad (z.B. am Fahrrad) zeigt einem Außenbeobachter, dass Wassertropfen tangential wegfliegen.
Ein Innenbeobachter müsste sie dagegen doch radial wegfliegen sehen.
So nun mein Problem.
Gilt das auch im schwerelosen Raum ? für den Innenbeobachter ?
Der müsste sie doch nach oben wegfliegen sehen.


N50

[Eyk van Bommel]

Hmmm- Ich verstehe es so.

Die Anziehung zwischen zwei Massen beruht auf der räumlichen Abnahme des G-Feldes (~1/r^2) und der räumlichen Ausdehnung der Massen (keine Punktteilchen). Beides wird benötigt?

Also damit sich ein Objekt in einem G.-Feld bewegt, darf das G.-Feld räumlich nicht Konstant sein und das Objekt muss gleichzeitig eine räumliche Ausdehnung besitzen. Erst dadurch kann sozusagen eine Gezeitenkraft entstehen, die dann zur Anziehung führt.

Weder ein Punktteilchen in einem nichtlinearen G-Feld noch ein 3D-Objekt in einem konstanten G-Feld würden eine Beschleunigung erfahren.

Ich denke ein RT-ler würde es vielleicht so ausdrücken: Ein Objekt muss eine Zeitkrümmung erfahren, damit es eine Beschleunigung erfährt? Dazu benötigt man ein nichtlineares G-Feld und ein Objekt mit räumlicher Ausdehnung.

So finde ich kann man vielleicht den Unterschied zwischen Gravitation als Scheinkraft und Gezeitenkraft als echte Kraft deuten. Denn was das Objekt beschleunigt, ist der G-Feld Unterschied (Gezeitenkraft) im Objekt selbst?

Gruß
EVB

[Bauhof]

Zitat von nancy50

oh, wehe, also erst mal ein Problem lösen. In http://lexikon.calsky.com/de/txt/g/ge/gezeiten.php und anderswo steht das die Gezeitenkraft eine Scheinkraft ist, bitte was denn nun ?

Hallo Nancy,

für dein "oh, wehe" habe ich Verständnis. Man sollte Schritt für Schritt vorgehen. Ja, man kann die Gravitation intrinsisch nennen, wenn man unter intrinsisch "der Natur innewohnend" versteht. Zum Beispiel wird der Zufall in der Quantenmechanik als intrinsisch angesehen.

Einsteins Gravitationstheorie beschreibt die Gravitations-Phänomene nicht als Auswirkungen von Kräften, sondern jede Bewegung in Gegenwart gravitierender Massen erweist sich als Trägheitsbewegung. Alexander Friedmann (der hier kein Unbekannter sein dürfte) beschreibt dies auf Seite 115 seines Buches [1] wie folgt, Zitat:

"Die Einsteinsche Theorie verwendet schon eine viel großzügigere Hypothese in bezug auf die Geometrie der Welt als die alte Mechanik, eine Hypothese, die wir Gravitationshypothese genannt haben. Die geometrische Welt wird nicht mehr als euklidisch, sondern - weniger einschränkend - als Riemannsch vorausgesetzt. Das Vorhandensein gravitierender Massen ruft lediglich eine Trägheitsbewegung hervor, und so erweist sich die allgemeine Gravitationskraft nur als eine Scheinkraft. Die Metrik des Raumes schließlich ist durch spezielle Weltgleichungen mit den Größen verknüpft, welche die Materie charakterisieren. Indem wir die Bewegung gravitierender Massen experimentell untersuchen, bestimmen wir die Metrik der geometrischen Welt.

Die Weylsche Theorie geht noch weiter als die Theorie Einsteins. Die Hypothese Weyls, von uns Materiehypothese genannt, besagt:

Jede Bewegung (in Gegenwart gravitierender Massen oder elektromagnetischer Prozesse) erweist sich gemäß der Materiehypothese als Trägheitsbewegung. Die Metrik der Welt und deren Maßstab-Vektor bestimmen sich aus speziellen Weltgleichungen. Alle Eigenschaften der Materie (die aus elektromagnetischen Prozessen besteht) ergeben sich aus den geometrischen Eigenschaften der Welt. Es gibt nichts außer den geometrischen Eigenschaften der Welt." Zitat Ende

In diesem Sinne kann man die Gravitation intrinsisch nennen. Und Gravitonen sind bisher nur rein fiktive Teilchen, die noch niemand nachgewiesen hat. "Reale Kräfte mit Impulsübertrag" wird es m.E. in einer zukünftigen Quantentheorie der Gravitation nicht geben. Die Zeiten Newtons sind endgültig vorbei, auch wenn dass einige heutige "Newtonianer" nicht wahrhaben wollen.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Alexander Friedmann
Die Welt als Raum und Zeit.
Deutsche Übersetzung des russischen Originals "Mir kak prostranstwo i wremja" aus dem Jahre 1923. Übersetzung, Einführung und Anmerkungen von Georg Singer.
Frankfurt am Main 2002. Zweite, überarbeitete Auflage.
Ostwalds Klassiker der exakten Wissenschaften. Band 287.
ISBN=3-8171-3412-6

[nancy50]

Hallo E. Bauhof,

zusammenfassend, kann man also sagen, dass die Gravitation eine Scheinkrfaft ist, die sich wegtransformieren lässt, bis eben auf den Anteil bei ausgedehnten Objekten, die Gezeitenkräfte zeigen.
Da hab ich nur noch das Problem in meinem Zitat am Anfang, über eben diesen Rest.
Das wäre dann doch der Teil der Gravitation, welcher aus dem gekrümmten Raum stammt.
Der allgemeine Teil wäre also die Trägheit.
Eines muss ich noch bemerken.
Wenn das Graviton doch entdeckt würde, hätten wir gerade eine Nahwirkungstheorie und eben keine Fernwirkung, wie bei Newton.
Fernkräfte solle es nach meinem Verständnis überhaupt nicht geben.
Entweder Raumkrümmung oder Nahwirkung.

N50