Wieso beschleunigt Gravitation?

Wenn ich die allgemeine Relativitaetstheorie einigermassen richtig verstanden habe, ist Gravitation keine Kraft, sondern ein geometrisches Phaenomen. Koerper bewegen sich entlang der Geodaeten in der gekruemmten Raumzeit, der kuerzesten Strecke also. Laut dem ersten Axiom von Newton bewegen sich Koerper immer geradeaus, es sei denn, es wirkt keine Kraft auf ihn. Somit wirkt auf unseren Koerper keine Kraft ausser der "mitgebrachten" kinetischen Energie. Gravitation ist ja schliesslich keine Kraft.

siehe: http://www.einstein-online.info/einsteiger/allgRT/g...
"Die Schlüsselidee von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie besteht darin, Gravitation nicht als Kraft zu betrachten, sondern als eine Eigenschaft der Geometrie von Raum und Zeit."

Warum aber wird der Koerper dann schneller? Die Erdbeschleunigung erhoeht ja schliesslich die Geschwindikeit. Nach Einstein kriegt der Koerper aber keine neue Energie.
Ist das nun ein Widerspruch in der Theorie oder in meinem Kopf?

Horsti schrieb in Beitrag Nr. 1866-1:

Warum aber wird der Koerper dann schneller? Die Erdbeschleunigung erhoeht ja schliesslich die Geschwindikeit. Nach Einstein kriegt der Koerper aber keine neue Energie.
Ist das nun ein Widerspruch in der Theorie oder in meinem Kopf?

Die Lösung findest Du bereits im Energieerhaltungssatz.
Es kann weder Energie erzeugt noch vernichtet werden.

Wird ein Körper in einem (Gravitations)-Feld beschleunigt, so wandelt sich seine Potentielle Energie in Kinetische Energie um. Der Betrag der "in ihm" vorhandenen Energie bleibt unverändert.

In 3 Dimensionen ist das mit der Potentiellen Energie nachvollziehbar, aber wie sieht die Potenzielle Energie in der Raumzeit aus? Ist der Koerper auch in der Raumzeit igendwo "oben", sodass er gewissermassen runter will? Oder warum hat er Potenzial?

Hallo Horsti,

ich halte deine Frage für sehr berechtigt, denn auch wenn wir von "potenzieller Energie" und "kinetischer Energie" und der Umwandlung dieser beiden Energieformen ineinander sprechen: Was veranlasst den Körper im Gravitationsfeld eigentlich, die eine Form der Energie in die andere umzuwandeln? Was ist der initiierende Grund für diese Umwandlung? Ich versuche hier mal eine Begründung, basierend auf der in diesem Forum bereits öfter diskutierten These, dergemäß sich alle Körper mit derselben Geschwindigkeit c bewegen (vgl. z.B. Beitrag-Nr. 1023-14).

Ein in einem flachen Raum als "ruhend" verstandener Körper bewege sich also mit v=c in einer vierten Dimension, die wir Zeit nennen.

Ist die Raumzeit nun gekrümmt, so erfolgt die Bewegung des betrachteten Körpers (denn auch der ruhende Körper ist nach dieser Vorstellung ja in Bewegung) auf einer gekrümmten Bahn. Der zuvor "geradlinig" in der Zeit laufende Körper erfährt also eine stetige Richtungsänderung seiner Bewegung.

Der Geschwindigkeitsvektor des Objekts bildet also einen zunehmenden Winkel zu der ursprünglichen Zeitrichtung (die aus der Sicht eines am Startpunkt verbleibenden Beobachters weiterhin so verstandenen wird). Ein solches "Kippen" des Geschwindigkeitsvektors in den Raum (d.h. in eine andere, als die ursprüngliche Zeitrichtung) wird vom Beobachter als Bewegung im Raum wahrgenommen.

Mit dieser Vorstellung erübrigt sich die Initiierung der Umwandlung potenzieller in kinetische Energie. Der Körper läuft tatsächlich ohne Geschwindigkeitsänderung in die gekrümmte Topologie der Raumzeit. Die im dreidimensionalen Raum beobachtete Zunahme der Geschwindigkeit eines Körpers ist also letztlich seinem gekrümmten Zeitverlauf im Gravitationsfeld zuzuschreiben.

Vielen Dank fuer die interessante Antwort! Diese ist allerdings wohl nicht Teil der allgemeinen Relativitaetstheorie nehme ich mal an :D
Ich muss diese Theorie allerdings fuer einen Artikel wiederkaeuen, sodass ich das nicht schreiben kann. Das zeigt also nur einmal mehr, dass ein grosser Teil der "klassischen" Physiklehre einer Ueberarbeitung bedarf.

Hallo Horsti,

Horsti schrieb in Beitrag Nr. 1866-5:

Vielen Dank fuer die interessante Antwort! Diese ist allerdings wohl nicht Teil der allgemeinen Relativitaetstheorie nehme ich mal an :D

Dann hast du Claus wohl nicht verstanden. Diese These widerspricht nicht den RT´s. Sie interpretiert viel mehr.

Zitat:

Ich muss diese Theorie allerdings fuer einen Artikel wiederkaeuen, sodass ich das nicht schreiben kann.

Wieso wiederkäuen? Hast du etwa schon etwas besseres?

Zitat:

Das zeigt also nur einmal mehr, dass ein grosser Teil der "klassischen" Physiklehre einer Ueberarbeitung bedarf.

Ja. Und das wird auch noch eine Weile so bleiben.

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 1866-6:

Ja. Und das wird auch noch eine Weile so bleiben.

Jede Veränderung im Universum beruht auf Wirkungen.
Wirkung = Impuls•Weg [kg•m/s]•[m]
Arbeit = Wirkung/Zeit [kg•m²/s²]
So, nun könnt ihr ja mal versuchen, euch ein Modell zu basteln, welches die Gravitation als Folge von Wirkungen zwischen zwei Massen erklärt. Dazu ist es erforderlich, Impulse einzuführen, das funktioniert mit Einsteins “Raumzeit“ aber nicht, denn die ist nicht dynamisch. Vielleicht versucht ihr ja mal, der “Raumzeit“ eine physikalische Dimension zuzuordnen, z.B. [m³/s] oder [m³•s] oder [s/m³] oder [1/(m³•s)], dann wird deutlich, daß man damit die Gravitation nicht erklären kann. Wer will, kann ja noch m³ in m⁴ umwandeln, um den “gekrümmten“ Raum darzustellen, es wird dann aber auch nicht besser.
Die ART mit ihrer “Raumzeit“ ist ein falscher Ansatz, um das Phänomen Gravitation verständlich zu machen. Es ist lediglich ein Berechnungsverfahren und weil es das ist, bekommt die Physik die Gravitation und die restlichen sog. Grundkräfte nicht unter einen Hut. Physiker werden sich irgendwann dazu durchringen müssen, einer endlichen Masse eine endliche Wirkung zuzuerkennen. Die ART aber geht wie Newton von unendlicher gravitierender Reichweite endlicher Massen aus, das ist ein systemischer Fehler.

Uwebus schrieb in Beitrag Nr. 1866-7:

(...)
Die ART aber geht wie Newton von unendlicher gravitierender Reichweite endlicher Massen aus, das ist ein systemischer Fehler.

Hallo und guten Abend Uwe.
Mach Dich schlau bevor Du hier schreibst!
Investiere doch mal in (Raum)-zeit-gemäße Literatur.
Dann ersparst Du Dir solche "Auftritte".
Es gibt in der ART keine unendliche gravitierende Reichweite von Massen.
Solch einen Unsinn hier zu posten tztztztztz.
Gez. Ernst E.

Ernst Ellert II schrieb in Beitrag Nr. 1866-8:

Es gibt in der ART keine unendliche gravitierende Reichweite von Massen.

Bevor es hier zu Missverständnissen kommt möchte ich folgende Frage klären:

Meist Du, dass es generell keine unendliche gravitierende Reichweite von Massen.
gibt, oder speziell auf die ART bezogen?

Grundsätzlich hat Gravitation eine unendliche Reichweite. Die Stärke nimmt zwar mit dem Quadrat der Entfernung ab, erreicht aber NIE den Wert NULL!

Zitat:

Uwebus schrieb in Beitrag Nr. 1866-7:


So, nun könnt ihr ja mal versuchen, euch ein Modell zu basteln, welches die Gravitation als Folge von Wirkungen zwischen zwei Massen erklärt. Dazu ist es erforderlich, Impulse einzuführen, das funktioniert mit Einsteins “Raumzeit“ aber nicht, denn die ist nicht dynamisch. Vielleicht versucht ihr ja mal, der “Raumzeit“ eine physikalische Dimension zuzuordnen, z.B. [m³/s] oder [m³•s] oder [s/m³] oder [1/(m³•s)], dann wird deutlich, daß man damit die Gravitation nicht erklären kann. Wer will, kann ja noch m³ in m⁴ umwandeln, um den “gekrümmten“ Raum darzustellen, es wird dann aber auch nicht besser.
Die ART mit ihrer “Raumzeit“ ist ein falscher Ansatz, um das Phänomen Gravitation verständlich zu machen. Es ist lediglich ein Berechnungsverfahren und weil es das ist, bekommt die Physik die Gravitation und die restlichen sog. Grundkräfte nicht unter einen Hut. Physiker werden sich irgendwann dazu durchringen müssen, einer endlichen Masse eine endliche Wirkung zuzuerkennen. Die ART aber geht wie Newton von unendlicher gravitierender Reichweite endlicher Massen aus, das ist ein systemischer Fehler.

Uwe,

man muss überhaupt nichts "einführen", um das Verhalten der Raumzeit im Sinne der ART unter der "Wirkung" von Masse zu verstehen. Die ART beschreibt die Raumzeit selbt. Die von dir geforderte Einführung eines "Impulses" ist ein Scheinargument, denn letztlich kann damit auch niemand mehr erklären. Oder weißt du, was ein Impuls IST? Die ART beschreibt nebenbei das Verhalten der Raumzeit unter dem Eifluss von bewegten Massen, dynamicher geht es wohl kaum. Die Krümmung der Raumzeit geht gegen null im Unendlichen, sie wird flach - wo ist das Problem? Das All ist nicht unendlich. Und was die Beschreibung der Krümmung angeht - schau mal nach, was Weyl-, Ricci- und Riemann-Tensoren sind.

Henry

Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 1866-9:

Bevor es hier zu Missverständnissen kommt möchte ich folgende Frage klären:

Meist Du, dass es generell keine unendliche gravitierende Reichweite von Massen.
gibt, oder speziell auf die ART bezogen?

Grundsätzlich hat Gravitation eine unendliche Reichweite. Die Stärke nimmt zwar mit dem Quadrat der Entfernung ab, erreicht aber NIE den Wert NULL!

Das mit der unendlichen Reichweite ist schon lange nicht mehr aktuell. Sir Isaak Newton war immer sehr unglücklich darüber. Eben über diese unbefriedigende Fernwirkung "seine" Gravitation betreffend. Aber das ist ja jetzt vorbei. Nun krümmt Masse die Raumzeit die wiederum ihrerseits Massen beeinflusst. Lies auch oben bei Henry rein, das hilft.

Ernst Ellert II schrieb in Beitrag Nr. 1866-11:

Aber das ist ja jetzt vorbei. Nun krümmt Masse die Raumzeit die wiederum ihrerseits Massen beeinflusst. Lies auch oben bei Henry rein, das hilft.

Das streite ich nicht ab, aber die Masse krümmt die Raumzeit, wobei die Wirkung mit zunehmender Entfernung von der Masse abnimmt, aber nie Null wird.
Da gibt es das bekannte Beispiel, bei dem man eine Kugel auf ein gespanntes Tuch legt.
Die "Krümmung" des Tuches ist direkt an der Kugel am stärksten und wird mit steigender Entfernung immer geringer. Irgendwann ist sie fast Null, aber nur FAST

Henry schrieb in Beitrag Nr. 1866-10:

Das All ist nicht unendlich.

Henry,
hier bewegen wir uns auf dem Gebiet des Glaubens.
Ich behaupte: Das Universum ist die physische Manifestation dessen, was Philosophen als "Sein als solches" bezeichen und das ist alternativlos. Endlichkeit aber wäre nicht alternativlos, denn sie beinhaltet eine Begrenzung.
Wir gehen also von zwei experimentell nicht überprüfbaren Annahmen aus, die damit unterschiedliche Modelle erfordern. Ihr habt euer Expansionsmodell, ich mein Unendlichkeitsmodell. Nun müßt ihr halt mal zusehen, euer Modell auf experimentell nachweisbare Größen zu stellen: Raumzeit; Dunkle Energie, Raumkrümmung, verlustlosen Energietransport über beliebig lange Vakuumdistanzen, beschleunigte Expansion u.a.
Mein Modell arbeitet mit einer einzigen empirisch meßbaren Größe, dem planckschen Wirkungsquantum, und einem Prinzip actio=reactio. Der Physik aber fehlen meßbare Nachweise etlicher Postulate, das ist ihr Schwachpunkt.

Zitat:

Uwebus schrieb in Beitrag Nr. 1866-13:
Henry schrieb in Beitrag Nr. 1866-10:
Das All ist nicht unendlich.
Henry,
hier bewegen wir uns auf dem Gebiet des Glaubens.
Ich behaupte: Das Universum ist die physische Manifestation dessen, was Philosophen als "Sein als solches" bezeichen und das ist alternativlos. Endlichkeit aber wäre nicht alternativlos, denn sie beinhaltet eine Begrenzung.
Wir gehen also von zwei experimentell nicht überprüfbaren Annahmen aus, die damit unterschiedliche Modelle erfordern. Ihr habt euer Expansionsmodell, ich mein Unendlichkeitsmodell. Nun müßt ihr halt mal zusehen, euer Modell auf experimentell nachweisbare Größen zu stellen: Raumzeit; Dunkle Energie, Raumkrümmung, verlustlosen Energietransport über beliebig lange Vakuumdistanzen, beschleunigte Expansion u.a.
Mein Modell arbeitet mit einer einzigen empirisch meßbaren Größe, dem planckschen Wirkungsquantum, und einem Prinzip actio=reactio. Der Physik aber fehlen meßbare Nachweise etlicher Postulate, das ist ihr Schwachpunkt.

Uwe,

wenn „Sein als solches“ alternativlos wäre (was es übrigens nicht ist, denn die Alternative ist „Nichtsein“, wenn wir schon mit Logik kommen), so ist damit noch nicht geklärt, wie es sich darstellt; wenn du schreibst, das Universum sei eine „Manifestation des Seins“, kann es nicht das „Sein“ selbst sein, und wir hätten immer noch zu klären, ob es nicht andere Manifestationsmöglichkeiten gibt; nämlich z. B. eine endliche. Genau so, wie die Physiker postulieren (der Großteil der Physiker, beleibe nicht alle!), das All sei endlich, postulierst du, es sein nicht endlich. Aber die Physiker behaupten nicht, das All sei aus dem Nichts entstanden, sondern aus einer Fluktuation des Vakuums; und das Vakuum ist nicht identisch mit der Raumzeit und nicht begrenzt. Was die Dunkle Energie angeht, so ist sie tatsächlich ein Postulat, aber immerhin eins, das erklärungsfähig ist, ebenso die Raumzeitkrümmung. Verlustlosen Energietransport – selbst im Vakuum – gäbe es im Kosmos nur unter der Voraussetzung völlig fehlender Masse, etc..

Deine Behauptung, du beriefst dich auf eine einzige empirisch messbare Größe (das plancksche Wirkungsquant) beinhaltet eine falsche Voraussetzung, nämlich, der, dass das plancksche Wirkungsquant selbst eine physikalische Realität sei, es ist aber genau das, was du schreibst: Eine Größe, und zwar ein Maß für Wirkungsstärke von Energie in Bezug auf die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, das plancksche Wirkungsquant ist eine Beziehung und kein physikalisches Etwas. Du lieferst genau so wenig eine Erklärung dafür, WAS agiert und reagiert wie die von dir kritisierte Physik (WAS in dem Sinne, das wir keine Erklärung dafür haben, was Energie und Masse, Raum und Zeit letztlich SIND).

Aber ich werde dir ein Geheimnis verraten – und mich damit outen: Ich habe den Glauben an den Urknall mit seiner problematischen Singularität aufgegeben. In einem als unendlich angenommenen Vakuum kann sich ein unendliches Universum bilden, der sogenannte „Urknall“ war eine Fluktuation des Vakuums, die überall gleichzeitig stattfand. Das überraschende an der Unendlichkeit ist nämlich, das auch das als unendlich gedachte noch expandieren kann!

Henry

Henry schrieb in Beitrag Nr. 1866-14:

wenn „Sein als solches“ alternativlos wäre (was es übrigens nicht ist, denn die Alternative ist „Nichtsein“, wenn wir schon mit Logik kommen),........

Ein Alternative müßte zumindest denkbar sein. Nichtsein aber läßt sich nicht denken, da man zum Denken eine Denkerbse benötigt. Und existiert eine Denkerbse, gibt es kein Nichtsein. Der Philosoph Parmenides hat dies sicherlich etwas eleganter formuliert, aber es ist so: Nichtsein ist nicht denkbar und damit keine Alternative zum Sein.

Zitat:

Das überraschende an der Unendlichkeit ist nämlich, das auch das als unendlich gedachte noch expandieren kann!

Darüber habe ich schon vor Jahren mit meinen Kritikern gestritten, die sprachen von unterschiedlicher "Mächtigkeit" der Unendlichkeit. Meine Auffassung: Ausdehnung des Seins erfordert Volumenzuwachs, damit muß Raum begrenzt sein, sonst kann er nicht wachsen. Begrenzung aber wäre eine Alternative zum Sein, die aber ist nicht denkbar. Wir kommen auch hier wieder zur philosophischen Problemstellung, Sein versus Nichtsein.

Physiker interessiert so etwas nicht, die flüchten sich in mathematischen Formalismus und da ist alles möglich.

Gruß

Zitat:

Uwebus schrieb in Beitrag Nr. 1866-15:
Henry schrieb in Beitrag Nr. 1866-14:
Zitat Henry "wenn „Sein als solches“ alternativlos wäre (was es übrigens nicht ist, denn die Alternative ist „Nichtsein“, wenn wir schon mit Logik kommen),........" Zitat ende
Ein Alternative müßte zumindest denkbar sein. Nichtsein aber läßt sich nicht denken, da man zum Denken eine Denkerbse benötigt. Und existiert eine Denkerbse, gibt es kein Nichtsein. Der Philosoph Parmenides hat dies sicherlich etwas eleganter formuliert, aber es ist so: Nichtsein ist nicht denkbar und damit keine Alternative zum Sein.

Du kannst auch nur den Begriff "unendlich" denken, nicht Unendlichkeit selbst, folglich dürfte es keine "Unendlichkeit" geben.

Zitat:

Zitat Henry "Das überraschende an der Unendlichkeit ist nämlich, das auch das als unendlich gedachte noch expandieren kann!" Zitat ende
Darüber habe ich schon vor Jahren mit meinen Kritikern gestritten, die sprachen von unterschiedlicher "Mächtigkeit" der Unendlichkeit. Meine Auffassung: Ausdehnung des Seins erfordert Volumenzuwachs, damit muß Raum begrenzt sein, sonst kann er nicht wachsen. Begrenzung aber wäre eine Alternative zum Sein, die aber ist nicht denkbar. Wir kommen auch hier wieder zur philosophischen Problemstellung, Sein versus Nichtsein.

Das simpelste Beispiel für verschiedenen Mächtigkeiten sind die Zahlen, die Menge der ganzen Zahlen ist unendlich, die Menge der geraden ebenfalls, die Menge der ganzen Zahlen ist mächtiger als die Menge der geraden Zahlen. Aber da ich davon ausgehe, dass du das Beispiel selbst kennst, will ich es dabei bewenden lassen. Ich halte das Sein für unabhängig von einem erkennenden Bewusstsein, und das Nichtsein ist eine logische Alternative zum Sein.

Zitat:

Physiker interessiert so etwas nicht, die flüchten sich in mathematischen Formalismus und da ist alles möglich.

Es gibt keine fester gesetzten Grenzen als den mathematischen Formalimus (von Dogma und Intoleranz mal abgesehen), das damit alles möglich sei gehört ins Reich der Fabel, der Formalismus kommt außerdem erst nach der Idee.

Du bist von deiner Meinung überzeugt, die Physiker von der ihren, und trotz deiner gegenteiligen Beteurungen haben die Physiker mehr als nur Ignoranz für ihre Ansichten zu bieten.

Aber, wie auch immer, ich will es dabei bewenden lassen.

Gruß

Ich verstehe nicht so ganz wieso hier Modelle gegeneinander gestellt werden!?
Fest steht solange die (un)endlichkeit des universums nicht bewiesen ist, gibt es verschiedene möglichkeiten, wie das ganze sein könnte. es geht nicht darum an das andere modell zu glauben, sondern lediglich darum zu respektieren das es möglich ist.
an welches man selbst "glaubt" is einem selbst überlassen, wobei man hierbei auch nur abschätzt welches wahrscheinlicher ist.

die grundfrage war ja: Wieso beschleunigt Gravitation?

mMn ensteht die beschleunigung ganz "normal" wie in jedem anderen fall auch...ein masse m hat eine geschw v durch durch wirkung der gravitation erreicht, durch wweiterführende einwirkung der gravitation erhöht sich nunmal v.
gruß

 

Henry schrieb in Beitrag Nr. 1866-16:

Das simpelste Beispiel für verschiedenen Mächtigkeiten sind die Zahlen, die Menge der ganzen Zahlen ist unendlich, die Menge der geraden ebenfalls, die Menge der ganzen Zahlen ist mächtiger als die Menge der geraden Zahlen.

Hi Henry,

was Du hier sagst, ist falsch, denn:

Unter der Mächtigkeit einer Menge versteht man, was Mathematiker ihre Kardinalität nennen, und per definitionem haben zwei Mengen genau dann gleiche Kardinalität, wenn sie sich bijektiv aufeinander abbilden lassen.

Daraus folgt: Die Menge aller ganzen Zahlen ist auch nicht mächtiger als die Menge aller geraden ganzen Zahlen (beide sind abzählbar unendlich).

Abzählbare Unendlichkeit ist die kleinste nicht endliche Kardinalzahl.

Mächtiger als die Menge aller geraden ganzen Zahlen aber ist z.B. die Menge aller reellen Zahlen.

Beste Grüße,
grtgrt = Gebhard Greiter (Mathematiker)
 

Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 1866-18:

 

Henry schrieb in Beitrag Nr. 1866-16:

Das simpelste Beispiel für verschiedenen Mächtigkeiten sind die Zahlen, die Menge der ganzen Zahlen ist unendlich, die Menge der geraden ebenfalls, die Menge der ganzen Zahlen ist mächtiger als die Menge der geraden Zahlen.

Hi Henry,

was Du hier sagst, ist falsch, denn:

Unter der Mächtigkeit einer Menge versteht man, was Mathematiker ihre Kardinalität nennen, und per definitionem haben zwei Mengen genau dann gleiche Kardinalität, wenn sie sich bijektiv aufeinander abbilden lassen.

Daraus folgt: Die Menge aller ganzen Zahlen ist auch nicht mächtiger als die Menge aller geraden ganzen Zahlen (beide sind abzählbar unendlich).

Abzählbare Unendlichkeit ist die kleinste nicht endliche Kardinalzahl.

Mächtiger als die Menge aller geraden ganzen Zahlen aber ist z.B. die Menge aller reellen Zahlen.

Beste Grüße,
grtgrt = Gebhard Greiter (Mathematiker)
 

Akzeptiert! Aber das ändert nichts an der sonstigen Argumentation.

Hallo zusammen,

bin heute das erste Mal sichtbar hier, allerdings lese ich schon eine Weile mit (also bitte evtl. Nachsicht für den Einstandskommentar).

Wieso beschleunigt Gravitation?
Ja eigentlich "IST Gravitation Beschleunigung". Das allg. Rel.Prinzip gleichberechtigt ja gerade ALLE Bewegungen, indem auch ein beschleunigtes
Objekt von sich behaupten kann, in Ruhe zu sein, wenn man ein Gravitationsfeld annimmt.
Masse (also Spin 1/2 Teilchen) krümmt die Raumzeit und dies ist jener Zustand, der als Gravitation bezeichnet wird. Genaugenommen bewirkt die
eine Masse, dass eine andere eine Kraftwirkung erfährt (Bote Graviton) und dies kann zu einer v-Änderung führen (Gravitation extistiert also nicht einfach so und beschleunigt).

Gruß Hilbert