Zweifel: Gravitation und Beschleunigung sind gleich

Hallo zusammen!
ich bin aktuell dabei, mich etwas mit der Allgemeinen Relativitätstheorie auseinandersetzten.

Nun beruht die Allgemeine Relativitätstheorie ja auf der Annahme, dass:

• Gravitation und Beschleunigung sich nicht unterscheiden lassen

Immer wieder wird das Beispiel des Wissenschaftlers beschreiben, der im inneren seines verschlossenen Labors (ohne Fenster…) durch kein Experiment herausbekommen kann, ob er sich auf der Erde befindet, oder am Haken einer Rakete die mit konstanter Beschleunigung durchs Weltall gezogen wird…

Ich bin der Ansicht, es gibt mehrere Möglichkeiten dies herauszufinden.

Möglichkeit1:
Die Anziehungskraft (Gravitation) zweier Massen verringert sich mit zunehmender Entfernung dieser Massen. (hier: Wissenschaftler und Erde; g=9,81m/s2)
Sofern der Wissenschaftler mit entsprechend feinen Messgeräten ausgestattet ist, wird er feststellen, dass ein Testgewicht an der Decke des Labors leichter ist, als auf dem Boden des Labors.

Unterliegt das Labor jedoch einer konstanten Beschleunigung, wird er in beiden Fällen ein identisches Messergebnis bekommen.


Möglichkeit2:
Er hängt zwei Kugeln nebeneinander an einer Schnur auf. Wird er den oberen und den unteren Abstand der Schnur mit entsprechend feinen Messgeräten vergleichen, ergibt sich auf der Erde (Gravitation) eine größere Differenz als unter konstanter Beschleunigen am Haken eines Raumschiffes.
Die Differenz im Abstand müsste mehrere Ursachen haben:
a) die Kugeln üben aufeinander eine Anziehungskraft aus.
b) da die Gravitation der Erde vom Mittelpunkt des Planeten ausgeht, zeigen beide Kugeln zu einem gemeinsamen Punkt. Dies entspricht somit 2 Linien, die als normale auf einem Kreisbogen zum Mittelpunkt zeigen. In einem solchen Fall verlaufen die Linien nicht parallel.
Es ist somit lediglich erforderlich, die Auswirkung aus a) zu berechnen.
• Entspricht diese nicht der gemessenen Differenz, befindet sich der Wissenschaftler auf der Erde.


Ich kann daher die Ansicht nicht teilen, dass die Wirkung von Kräften durch die Krümmung von Raum und Zeit verursacht werden soll.

Was sagt Ihr dazu?

Hallo Roland,
herzlichen Glückwunsch. Dir ist etwas klar geworden, was viele einfach nicht einsehen können.
Natürlich werden die Wirkungen von Kräften nicht durch die Krümmung von Raum und Zeit
verursacht. Ganz einfach deshalb, weil weder der Raum gekrümmt ist noch die Zeit existent.
Leider wird Einstein zu sehr vergötzt. Sicherlich werden aber auch viele seiner Gedanken
einfach falsch dargestellt.

Wenn man sich fragt, was Kräfte sind und wie sie wirken, wird man sehr bald merken, dass
man nicht mehr weiter kommt. Was ist denn eine Kraft? Was ist eine Wirkung?

Hier muß klar getrennt werden. Wenn ich eine Billiardkugel anstoße, merke ich die Wirkung
sehr schnell. Aber niemand kann erklären, woher die Kugel weiß, dass sie gestoßen wird.

Hallo Super`gscheit,
ich habe einen interessanten Bericht im Web gefunden, der wohl die Realität und Wahrheit erläutert.
Allen Kritikern der Allgemeinen Relativitätstheorie sei der Beitrag empfohlen!
(von denen scheint es hier eine ganze Menge zu geben ;-)

Prof. Dr. Harald Lesch vom Institut für Astronomie und Astrophysik in München behandelte dieses Thema in seiner Sendung "Alpha Centauri" (Bayrischer Rundfunk): Krümmt die Sonne den Raum?

Ob die von mir beschriebenen Versuche zum Erfolg führen, wird allerdings nicht beantwortet...

Hat jemand ne begründbare Antwort?

Hallo Roland,
ich bin nicht supergescheit, aber alle in diesem Forum tun so. Da will man doch nicht
zurückstehen :-)

Ich hab mir das mal angeschaut: Krümmt die Sonne den Raum?
http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centau...

Ich könnte Dir eine Erklärung dafür liefern, dass die von Dir beschriebenen Versuche zum Erfolg
führen, aber ich bin zu faul dazu. Die Teilnahme am Forum soll mir Spaß machen und keine
Arbeit. Entschuldige bitte meine Faulheit. Aber ich kann Dir auch so bestätigen, dass Du
Recht hast. Frag doch mal Harald Lesch.

So. Und nun zur Hauptsache.

Mir wird kotzübel, wenn einer behauptet, die Raumzeitkrümmung verursache dies und jenes.
Du kannst nicht die Ansicht teilen, dass die Wirkung von Kräften durch die Krümmung von Raum und Zeit verursacht werden soll. Willkommen im Club. Raum oder Zeit oder Krümmung
verursachen rein gar nichts.

Leider wird das Pferd zu oft von hinten aufgezäumt. Ich weiß nicht, wer das Märchen in die Welt
gesetzt hat, dass der Raum sich krümmt und die Krümmung irgend etwas bewirkt. Dass Leute wie Harald Lesch so etwas nachplappern, ist mir ein Rätsel. Er beugt sich wohl dem
allgemeinen Sprachgebrauch, um nicht Anstoß zu erregen. Er scheint mir intelligent genug, um
zu verstehen, dass der Raum sich gar nicht krümmen kann.

Krümmt die Sonne den Raum? Nein. Ganz einfach nein.
Sie lenkt elektromagnetische Wellen von ihrem Weg ab, krümmt also den Verlauf ihres Weges.
Das ist schon alles. Und das ist durch die RT hervorragend bewiesen.

Lieber Roland,
unser Supergescheit alias.....alias.... hat wieder mal - wie immer - aber auch gar nichts kapiert. Von allgemeiner Relativitätstheorie hat er NULL Ahnung.
Die Sache ist die:

Äquivalenzprinzip:

Ein gleichförmiges, uniformes Gravitationsfeld ist von einer konstanten Beschleunigung nicht zu unterscheiden.

Solche Gravitationsfelder kommen in der Realität nicht oder nur näherungsweise auf lokal beschränktem Gebiet vor.
Kein Wunder ist es problemlos möglich zu unterscheiden, ob sich mein Labor in einem natürlichen Gravitationsfeld (wie dem der Erde) oder einem beschleunigten Raumschiff befindet.

Körper bewegen sich in der gekrümmten Raumzeit KRÄFTEFREI auf sog. Geodäten. Wenn du einen gekrümmten Raum stetig in einen euklidischen Raum zurück transformierst werden aus den Geodäten Gerade. Alle anderen Kurven des gekrümmten Raumes bleiben Kurven.
Die Krümmung der Raumzeit übt also gar keine Kräfte aus.

so jetzt wed ich mir noch deinen Link anschaun.

Hallo Zata!
Herzlichen Dank für die wohl fachlich korrekte Begründung. Das Problem ist wohl, dass die meisten Autoren die Grunzprinzipien nicht wirklich begriffen haben. Bekanntlich führt ja das auswendig Lernen sehr häufig zu besseren Schulnoten…
Um im Allgemeinen etwas Aufklärungsarbeit zu leisten, habe ich eben einen Leserbrief an das PM-Magazin verfasst, wo diese falsche Beschreibung schon mehrfach zu lesen war.
Ich hoffe du nimmst es mir nicht übel, dass ich einige deiner Worte übernommen habe.

Leserbrief an PM zum Thema: Die Allgemeine Relativitätstheorie (Ausgabe Januar 2005, Seite 62)

Als jahrzehntelanger PM Leser habe ich Ihren Bericht über die allgemeine Relativitätstheorie mit Spannung gelesen. Nun fällt mit seit Jahren auf, dass Ihre Versuche dieser Theorie zu beschreiben, immer wieder Widersprüche enthält, die selbst mir als Laien auffällig sing. Ärgerlich ist, dass dies vielen zum unbegründeten Zweifel der Theorie führt. I.d.R. ist es nur mit immensem Zeitaufwand möglich, die Wahrheit herauszufinden – wenn es denn überhaupt möglich ist.
Das Fallbeispiel, das sie unter dem Punkt „1. Gravitation und Beschleunigung sind gleich“ erwähnen, führt definitiv nicht zum Erfolg. In diesem Thread des Forums habe ich verschiedene Versuche beschrieben, die dem Wissenschaftler sehr wohl die Möglichkeit geben herauszufinden, ob er sich auf der Erde oder in einem konstant beschleunigten Raumschiff befindet.
Glücklicherweise gibt es einige wenige Zeitgenossen die fähig sind, eine korrekte Begründung der „Grunderkenntnis der Allgemeinen Relativitätstheorie“ abzugeben. Einen solchen habe ich glücklicherweise gefunden – dem Internet und seinen Machern sei Dank!
Richtig ist wohl, dass dieser Versuch nur bei einem gleichförmigen, uniformen Gravitationsfeld zur Bestätigung der Grundannahme (Gleichheit von Gravitation und Beschleunigung) führt. Solche Gravitationsfelder auf der Erde anzutreffen ist jedoch eine Illusion. Sie kommen in der Realität nicht oder nur näherungsweise auf lokal beschränktem Gebiet vor…

Bin gespannt auf die Antwort…

Zur Aufklärung für alle, nachfolgend der Link zum Thema:
http://www.pm-magazin.de/de/nurinternet/artikel_id2...

Abo-Nummer: 201713015735
(ich hoffe PM wird es mir verzeihen ;-)

Leider ist bisher nur der der Bericht über die „Spezielle Relativitätstheorie“ verfügbar. Ich denke, dass der Bericht über die „Allgemeine Relativitätstheorie“ in wenigen Tagen ebenfalls verfügbar sein wird - in dem ist diese falsche Aussage zu lesen,

Herzliche Grüße, Roland Wörn

Hallo Roland,
ich glaub PM ist Kummer gewohnt. Die nehmens nicht immer so ganz genau mit der physikalischen Wahrheit. Wobei ich die oben von dir genannte Ungenauigkeit noch verzeihlich finde.

http://www.gravitation-zeit-theorie.com/Traege.swf

Im Prinzip geht es mir darum Trägheit und Gravitation als eine relativistische Wirkung der Längenverkürzung des Raumes zu interpretieren (Lorentztransformation) Ich versuche das einmal ganz einfach darzustellen. Bei jeder Geschwindigkeit verkürzt sich der Raum mehr oder weniger. Dazu gibt es eine Formel mit der man den
Deformationsgrad eines Längenmaßes ausrechnen kann. Bisher hat man solche Wirkungen erst bei extremen Geschwindigkeiten beachtet.
Nie wurde eine so geringe Beschleunigung von 9,80m/s² aus der man auch eine Geschwindigkeit errechnen kann mit v= sqrt(9,80m*2*1m) beachtet. Die Schrumpfung (Kontraktion) schien unbedeutend. Der Wert liegt bei einem Meter bei v(g) = 4.42m/s nur bei 1.0904e-16 und liegt scheinbar außerhalb jeglicher physikalischer Wirkung im Sinne einer Lorentztransformation. Das Gegenteil ist der Fall. Es passiert Folgendes: Die Verkürzung um die Länge von 1,0904e-16 m wird mit Lichtgeschwindigkeit verschoben (beschleunigt). Dieser Transport von 1,0904e-16m Längenverkürzung wird mit c² mal nebeneinander gestellt . Das Nebeneinanderstellen einer Länge von 1,0904e-16 m mal c² ergibt eine Länge von 9,8 m Also wenn man winzige Stückchen einer Länge von 1,0904e-16 m * 89875517873681764 (=c²) mal neben einander legen würde, so ergäbe das eine Gesamtlänge von 9,80m. Durch diese Verkürzung übt der Raum eine elastische Lagekorrektur auf die Position der Masse entsprechend seiner Verkürzung durch. Der Raum will die Masse um 9,80m/s verschieben weil er sich verkürzt. Das Komplizierte daran ist, dass dies mit dem Faktor der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat geschieht . Bei Trägheit wirkt dieser Faktor als Gegenkraft und bei Gravitation als Druck.
HJ

Hallo Roland Worm!

Der von Dir beschriebene Effekt existiert nicht nur tatsächlich und widerspricht nicht der Relativitätstheorie, sondern er ist sogar im Rahmen der Relativitätstheorie äußerst wichtig. Genau dieser Effekt ist nämlich das, was in der ART als "Raumzeitkrümmung" bezeichnet wird.

Allerdings möchte ich zuächst einmal noch auf das Äquivalenzprinzip eingehen. Es gilt nämlich in der ART durchaus absolut, aber nur lokal. Was heißt das?
Nun, betrachten wir nochmal den erwähnten Aufzug. Wie Du schon sagtest, kann man mittels Messungen feststellen, daß z.B. frei fallende Kugeln oben im Aufzug und frei fallenden Kugeln unten im Aufzug sich voneinander entfernen (weil die Kugeln unten stärker angezogen werden als die oben). Und wie Du auch schon festgestellt hast, muß man dafür genau genug messen. Was aber, wenn wir den Aufzug etwas kleiner machen? Nun, dann ist der Unterschied geringer, und man braucht noch genauere Meßgeräte, um den Unterschied feststellen zu können. Sprich: Für jede gegebene Meßgenauigkeit kann man den Aufzug so klein machen, daß man den Unterschied nicht messen kann. Natürlich kann man mit genaueren Meßgeräten auch dann noch feststellen. Läßt man nun die Größe des Aufzugs gegen Null gehen, dann wird für jedes Meßgerät irgendwann die Grenze überschritten werden, ab der kein Gravitationseffekt mehr meßbar ist. Und genau das besagt das Einsteinsche Äquivalenzprinzip, das nur ein lokales Äquivalenzprinzip ist.

Ok, betrachten wir nun wieder den ursprünglichen Aufzug, der groß genug ist, um mit den vorhandenen Meßgeräten die Abweichung in der Bewegung feststellen zu können. Die Gravitation der Objekte im Aufzug untereinander sei aber noch jenseits der Meßbarkeitsgrenze (sprich: die Tatsache, daß zwei Kugeln im Aufzug sich gegenseitig ebenfalls anziehen, sei vernachlässigbar, weil die Kugeln hinreichend geringe Masse haben; man spricht in diesem Zusammenhang auch gerne von Testteilchen). Der Aufzug erfährt (in guter Näherung) eine Beschleunigung, wie sie der Gravitationskraft im Schwerepunkt entspricht (welcher sich im Mittelpunkt des Aufzugs befinden soll). Wenn also der Experimentator eine Kugel gerade in der Mitte des Aufzugs plaziert, dann wird er feststellen, daß sie im Rahmen seiner Meßgenauigkeit an Ort und Stelle bleibt (weil ihre Beschleunigung gleich der Beschleunigung des Aufzugs – und des Experimentators – ist). Wenn er aber die Kugel etwas seitlich davon plaziert, dann wird er feststellen, daß sie sich mit der Zeit auf die zentrale Kugel zubewegt (weil sie sich ja ebenfalls auf den Erdmittelpunkt zubewegt, und die Linien in Richtung Erdmittelpunkt kommen sich im freien Fall näher). Der Experimentator sieht also, daß die Kugeln sich offenbar aufeinander zu bewegen. Aber sie befinden sich ja beide im freien Fall, und sollten sich daher in der Raumzeit "geradeaus" bewegen! Wie können aber zwei Objekte, die sich geradeaus bewegen und in dieselbe Richtung starten, sich aufeinander zu bewegen? Nun, dann betrachten wir einmal zwei Wanderer, die auf der Erde am Äquator nebeneinander losgehen, und zwar in Richtung Norden. Nachdem sie losgegangen sind, gehen sie die ganze Zeit geradeaus (wobei wir die Erde als ideale Kugel nähern). Als sie losgegangen sind, sind sie in die gleiche Richtung gegangen (beide nach Norden), und keiner ist auch nur das geringste bißchen von seinem geraden Kurs abgewichen, und doch beginnen sie, sich einander anzunähern, bis sie schließlich am Noprdpol zusammentreffen. Wie ist das möglich? Nun, die Erdoberfläche ist selber gekrümmt. Wären die Wanderer auf einer nicht gekrümmten Ebene gelaufen, dann wären sie sich nie begegnet. (Nebenbemerkung: Nicht jede Krümmung hat so einen Effekt; beispielsweise wären sich die Wanderer auf einer Zylinderförmigen Erde auch nie begegnet; deshalb trennt man hier zwischen der "inneren" und "äußeren" Krümmung, wobei die "innere" Krümmung solche Effekte wie die sich kreuzenden Wege der "Parallelwanderer" beschreibt, und die äußere Krümmung den Rest). Ok, kehren wir zurück zu unserem Aufzug: Wir haben gesehen, daß sich die frei fallenden Kugeln aufeinander zubewegen, so wie es die Wanderer auf der Erde tun. In der Tat kann man feststellen, daß man (nahezu) dieselbe Mathematik zur Beschreibung des freien Falls im Gravitationsfeld verwenden kann, wie man sie für die Geradeauswanderung auf gekrümmten Flächen verwendet. Daher spricht man hier von einer gekrümmten Raumzeit.

Dein Experiment ist also gerade der Nachweis der Krümmung der Raumzeit durch die Erde. Dadurch, daß man in einem beschleunigten Objekt sitzt, wird die Raumzeit natürlich nicht gekrümmt, daher wird dasselbe Experiment in einem im freien Raum beschleunigten Aufzug nicht dasselbe Ergebnis liefern.

Na, ich hab mich auch schon gewundert, warum auf die Theorie Beifall kommt, obwohl schon die erste Aussage nicht stimmt: in einem "nach oben" beschleunigtem Raum mißt man mit der Waage oben einen anderen Wert als unten, genau wie in einem Gravitationsfeld!
Das liegt ganz einfach daran, daß die neue, höhere Geschwindigkeit unten früher wahrgenommen wird als oben, da sich jede Wirkung, also auch die Beschleunigung, ja nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten kann.
Eine wunderbare Bestätigung der Speziellen Relativitätstheorie...

Wesentlicher ist der Unterschied der Richtung, der existiert wirklich:
Ein Gravitationsfeld wirkt in die Richtung eines einzigen, nulldimensionalen Punktes, während in einem beschleunigtem Raum üblicherweise alle Teile parallel in dieselbe Richtung beschleunigt werden.
Aber auch das ist kein Problem der ART, sondern ihrer Anwendung: du darfst nicht einen großen Körper als ganzes betrachten, sondern jedes Atömchen einzeln. Auf ein einzelnes Teilchen kann immer nur eine Richtung wirken, an dem kannst Du wirklich nicht mehr feststellen, ob es durch Gravitiation beschleunigt wurde, oder durch etwas anderes.

Der Unterschied liegt nur darin, daß man eine Vereinfachung vornimmt, die aber allen theoretischen Physikern wohlbekannt ist - die tun den ganzen Tag nichts anderes, als Situationen soweit zu vereinfachen, daß sie berechenbar werden, ohne daß die Werte dabei allzu sehr abweichen...

Ups, ich merke gerade, so einfach ist es doch nicht:
Wenn der Fahrstuhl von unten beschleunigt wird, haben zwar die Unter- und Oberseite unterschiedliche Geschwindigkeiten, aber wenn er von oben gezogen wird ist es genau umgekehrt, dann hat der obere Teil zuerst die neue Geschwindigkeit, obwohl die Richtung der Beschleunigung dieselbe bleibt.
Man kann also - DANK der Relativitätstheorie - feststellen, ob der Antrieb oben oder unten sitzt, und im Falle der Erdanziehung lautet das Ergebnis: unten.
Wenn Du dies alles berücksichtigst, und für jedes einzelne Teilchen innerhalb des Fahrstuhls EINZELN ausrechnest (viel Spaß), wirst Du feststellen, daß die Relativitätstheorie genau die richtigen Vorhersagen macht...

p.s.: wenn Du Dir wissenschaftlöiche Theorien von zeitschriften wie der PM erklären läßt, wirst Du wohl zwangsweise immer wieder auf Widersprüche stoßen.
In populärwissenschaftlichen magazinen wird nunmal alles so weit "vereinfacht", bis es zur Zielgruppe paßt, und da Deutschland ja Spitzenreiter in der schulischen Bildung ist (PISA), werden die Artikel mit einem entsprechendem Niveau geschrieben.
Daß dabei die Fakten so sehr vereinfacht werden, bis sie definitiv falsch sind, wundert mich schon kaum noch - aber es ärgert mich gewaltig...

Hallo…

Den Effekt, dass die Gravitation unten im Aufzug größer ist als oben hatte ich bisher nur in Verbindung mit der Gewichtskraft (F=m*g) gesehen.
Dadurch, dass die Gravitation (g) mit zunehmender Nähe zur Erde (Masse) zunimmt, muss man korrekterweise zur Einsicht kommen, dass im freien Fall auch die Entfernung der Testteilchen zunimmt.

Dieser zunehmende Abstand müsste (nach meinem Tabellenbuch ;-) wie folgt berechnet werden:
S = (∆a*t²)/2, wobei nicht berücksichtigt ist, dass sich auch ∆a innerhalb eines Zeitintervalls ∆t verändert.

Mist! Nun habe ich allerdings zwei Aussagen, die ich nicht eindeutig bewerten kann.
Ich will diese daher kurz zusammenfassen:

Interpretation von „Timeout“:
Die Krümmung der Raumzeit ist ein Resultat aus der sich ändernden Gravitation.

Wird der Raum(s) und/oder die Zeit(t) relativiert hebt sich diese Differenz auf. (S = (∆a*t²)/2)
Offen ist, in welchem Verhältnis die Relativierung von Raum und die der Zeit korrekt sind…
Wird nur die Zeit relativiert, nur der Raum, oder beides?
Die Relativierung müsste weiter zur Folge haben, dass ∆a Null wird.
Dazu müsste allerdings entweder der Weg unendlich klei, oder die Zeit unendlich groß werden…


Interpretation von Modran:
Zum Zeitpunkt t unterscheidet sich die Beschleunigung, weil sich die Gravitation/Beschleunigung „nur“ mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Somit wäre es möglich zu unterscheiden, ob dieses ominöse Labor von oben gezogen oder von unten geschoben wird.

Soweit ich informiert bin, ist es wissenschaftlich nicht bestätigt, dass sich Gravitation „nur“ mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Oder doch…?

Außerdem müsste sich dieser Effekt unter der Annahme einer gleichmäßigen Beschleunigung aufheben. Er könnte somit nur messbar sein, während sich die Beschleunigung ändert.

Jup, die "Gravitationsgeschwindigkeit" konnte meines wissens noch nicht gemessen werden.
Es gibt lediglich theoretische Gründe dafür, daß sie die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreitet, doch die sind gewichtig:
wenn die SRT korrekt ist, dann kann man zu jedem überlichtschnellen Signal einen Beobachter setzen, der das Signal wahrnimmt, bevor es überhaupt ausgesendet wurde!
Wenn sich so etwas als möglich erweist, können die Lottogesellschaften dicht machen...

Sobald die Gravitationswellen eindeutig nachgewiesen sind, hat sich die Frage mit der "Gravitationsgeschwindigkeit" erledigt.

Außerdem hätte eine instantan wirkende Gravitationskraft sicherlich beobachtbare Auswirkungen auf die Planetenbewegungen im Sonnensystem, und die Gravitation eines anderen Planeten auf der Erde würde dann auch nicht aus der Richtung kommen, in welcher der Planet über das Licht beobachtet werden kann.