Geschwindigkeit der Gravitation

Hallo bin neu hier und habe mich aufgrund diesen Themas hier registriert um mal meine Gedanken mit Euch zu teilen.

Wahrscheinlich bring ich hier einige Sachen durcheinander, aber ich starte dennoch einmal dieses Gedankenexperiment.

Und zwar:

Wir schalten einmal die Gravitation ab und ersetzen diese durch ein Gummiband.

Dieses Gummiband spannen wir einmal von der Sonne zur Erde. Die Erde dreht sich um die Sonne wie gehabt, dadurch bleibt dieses Gummiband schön gespannt.

Jetzt schneiden wir das Gummiband bei der Sonne ab und simulieren plötzliche Gravitationsfreiheit.

Wenn sich Gravitation tatsächlich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet - würde doch die Erde erst 8 min später aus der Bahn geworfen.

Aber irgendwie dauert mir das zu lange. Der Effekt, dass das Gummiband plötzlich entfernt bzw. abgeschnitten wurde müsste doch unmittelbar eine Auswirkung haben und nicht erst in 8 min.

Ich bin gespannt auf Eure Meinung.

LG Wuif

@Wuif80
Wenn Du ein Ende eines gespannten Gummibandes los läßt, so breitet sich diese Info im Gummiband mit der (Gummi-)Schallgeschwindigkeit aus. Diese ist mit Sicherheit deutlich kleiner als die Lichtgeschwindigkeit und deswegen dauert das dann auch sehr viel länger bis das andere Ende etwas davon mitbekommt.

Auch ein Stahlstab ändert daran nichts wesentliches. Zieh an einem Ende und es wird eine "Welle" mit Schallgeschwindigkeit durch den Stab laufen. Es gibt einfach keine starren Körper.

Gruß
DerRing

@DerRing
Man merkt doch unmittelbar, dass das Gummiband losgelassen wurde (aufgrund des fehlenden Zuges), bevor noch die Welle bei einem angekommen ist.
Irgendwie nicht vorstellbar, dass die Information so lange dauert, das auf der anderen Seite nichts mehr "zerrt". Das Seil wurde gekappt und der Zug ist weg. Die Erde kann unmittelbar der Sonne entfliehen, weil ja nichts mehr da ist was sie hält.

ich denke hier wird gravitation mit gravtationswellen verwechselt.

@Wuif80

Wuif80 schrieb:Man merkt doch unmittelbar, dass das Gummiband losgelassen wurde

Nein.
Das stellst du dir so vor weil es unserer Erfahrung entspricht. Aber die Zeiten sind bei dem was du als Gummiband kannst so kurz das die für ein langes Gummiband nicht einfach extrapolieren kannst. Vermutlich kann man die Zeit schon bei einem Band mit einigen hundert Metern problemlos mesen.

Wuif80 schrieb:Die Erde kann unmittelbar der Sonne entfliehen, weil ja nichts mehr da ist was sie hält.

Stell dir folgendes vor:
Atom A hält Atom B, das hält Atom C ... bis Atom Z
Atom A ist bei der Sonne
Atom Z ist bei der Erde
"hält" passiert über elektromagnetische Felder bzw. die schwache Kernkraft (oder wars die Starke?)

Jetzt zerschneidest du die Verbindung zwischen A und B. B gibt diese Änderung an C weiter. C dann an D ... bis Z. Dieses Weitergeben geht mit maximal Lichtgeschwindigkeit weil die Kräfte nicht schneller als c (re)agieren. Praktisch sogar wesentlich langsamer.

D.h. du landest bei einer, materialabhängigen, Signalgeschwindigkeit. Die nennt man Schallgeschwindigkeit des Mediums. Für Stahl liegt die z.B. bei ~6 km/s.

@zodiac68
Demnach sind Kräfte auch nur Informationen.
Es ist wirklich ausserhalb meines Verständnishorizonts.
Aber was hält dann noch die Erde 8 min. in der Bahn?
Die Unwissenheit :-)
Wie gesagt schwer vorstellbar.
Oder spielt hier auch die Trägheit eine Rolle?

@Wuif80
quantenverschränkung :troll:

@Malthael
Von dem hab ich auch einmal gehört.
Ich glaub das hab ich einmal in Zusammenhang mit dem Beamen von irgendwelchen Teilchen gehört. Oder war das was anderes. Eigentlich egal.
Tja die Quantenmechanik. Ich habe sie verstanden :-)

Wuif80 schrieb:Die Unwissenheit :-)

Könnte man glatt so sagen....

Das errinert mich irgendwie an


http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2012/12/27/das-faszinierende-slinky-experiment/

@Wuif80

Wuif80 schrieb:Aber was hält dann noch die Erde 8 min. in der Bahn?

Die Schwerkraft der Sonne verzerrt die Raumzeit.
Klassisches Beispiel: gespannte Gummimatte (Trampolin) und dann ein schwerer Körper rein. Die Matte bildet eine Ausbuchtung nach unten. Am Rand der Ausbuchtung "rollt" die Kugel-Erde entlang, so wie ein Radfahrer beim 6-Tagerennen entlang der gekrümmten Bahn.

eckhart schrieb am 02.07.2010:quantenverschränkung

Sicherlich nicht.

@SCHMANDY
Wow! Faszinierendes Video!
Sehr aufschlussreich.
Simple Versuche mit weitreichenden Auswirkungen aufs Universum :-)
Alles was bei uns gilt, gilt auch für überall anders.
Ich liebe sowas.

@zodiac68
Diese Erklärung wird wahrscheinlich die plausible und richtige Antwort sein! So versteh sogar ich das (einigermaßen) :-)
Sonne weg, Raumzeit "entspannt" sich, demnach "merkt" die Erde aufgrund der Information "Gravitation der Sonne weg" erst frühestens 8 min. und 19 sek. später endlich frei; nichts wie weg :-)

Danke, vor allem euch beiden (@zodiac68 und @SCHMANDY)

@zodiac68

zodiac68 schrieb:Klassisches Beispiel: gespannte Gummimatte (Trampolin) und dann ein schwerer Körper rein. Die Matte bildet eine Ausbuchtung nach unten. Am Rand der Ausbuchtung "rollt" die Kugel-Erde entlang, so wie ein Radfahrer beim 6-Tagerennen entlang der gekrümmten Bahn.

Ich bin der Meinung, dass dieses Modell falsch ist. Bzw. dass die Erklärung/Begründung, die dieses Modell geben will, so nicht zutreffend ist.

Bei dem Matten-Modell laufen die Körper der Einbuchtung entlang, weil die Gravitation extern vorhanden ist. Tritt ein bewegter Körper in diese Senke ein, wird er abgelenkt, weil:
a) die Gravitation ihn nach unten ziehen will, und
b) durch die Verformung (die Senke) auch "Platz" da ist, dass er sich nach unten bewegen kann (Prinzip schiefe Ebene).

Hier spielen ZWEI Faktoren: zum einen die externe Gravitation, zum anderen die verformte Matte.


Aber: in der GravitationRaumkrümmung Geschichte ist das doch gar nicht so. Gemäß "Gravitation ist eine Eigenschaft des Raumes, nicht der Materie" gibt es (a priori) gar keine Gravitation:
a) Der Raum wird verbogen durch die Masse eines schweren Körpers
b) die "gravitative Wirkung" manifestiert sich in der Ablenkung eines anderen Körpers in diesem Schwerefeld. Weil er dem verzerrten Raum "nachläuft".

WARUM soll ein Körper dem verzerrten Raum nachlaufen? Im Matten-Modell haben wir "Raumkrümmung" (die Matte) UND eine zusätzlich vorhandene Gravitation. Aber im Realfall haben wir doch NUR die Raumkrümmung, und die Raumkrümmung "ist" bereits die Gravitation. Also nur EINEN Faktor. Nicht zwei.


Ich weiß nicht ob es aus meiner Beschreibung klar wird, aber ich sehe da eben einen Widerspruch. Das Matten-Modell funktioniert, weil die Gravitation bereits vorhanden ist. (Wäre die Gravitation nicht sowieso schon vorhanden, würde ein passierender Körper nicht Kreisbahn-mäßig abgelenkt. Da kann die Matte noch so eingedellt sein.)
Aber im Raumzeit-Modell ist die Gravitation ja nicht "sowieso schon" vorhanden. Sie soll ja eben erst damit erklärt werden (mit der Raumkrümmung).

=> Man kann doch nicht etwas erklären, indem man das, dessen Zustandekommen man eben gerade erklären will, bereits als vorhanden voraussetzt.

Didee schrieb:WARUM soll ein Körper dem verzerrten Raum nachlaufen?

In der Nähe einer Masse ist mehr Platz. Daher gibt es eine Art "Druck" von außen (wieder ein Modell).

Du kannst dir das so vorstellen:
Du hast eine leichte Kugel unter Wasser. Über der Kugel ist der "Druck" geringer, da dort die Dichte geringer ist und damit "mehr Platz" ist. (noch ein Modell)

Du darfst das Modell mit der Gummifläche nicht zu bildlich nehmen. Es ist ein Modell. Es soll nicht zeigen, wie es wirklich ist, sondern ein Abstraktes Konzept vorstellbar machen.

@Heizenberch
Danke für die Antwort. Ja, natürlich darf man ein Modell nicht als 1:1 Analogie übernehmen. Ich finde eben vor allem, dass das Modell nicht gut ist. Weil, äh, die Konstellation der ursächlichen Faktoren zu unterschiedlich ist.

Ah, sowas wie (modellhaft) "mehr Platz" in der Nähe eines schweren Körpers. Müsste man das quasi so interpretieren, dass die Raumkrümmung durch einen schweren Körper einer Art "Aufweitung" des Raumes gleichkommt? (Weil, die Bauchgefühl-Vorstellung würde genau in die andere Richtung gehen)


(Tja. So blöd kann man dastehen, wenn man nur Mathe-LK aber nicht Physik-LK gemacht hat, und an der Uni geschlafen.) :D

@Didee
Ein Modell soll nur verbildlichen. Die Funktionsweise des Modells ist dabei vollkommen egal ;) Bei dem Modell des Luftballons als sich ausdehnendes Universum kann man auch nicht annehmen, dass etwas das Universum mit einer Art Materie über einen Druckausgleich aufpustet.

Didee schrieb:Ah, sowas wie (modellhaft) "mehr Platz" in der Nähe eines schweren Körpers. Müsste man das quasi so interpretieren, dass die Raumkrümmung durch einen schweren Körper einer Art "Aufweitung" des Raumes gleichkommt?

Genau. Die Raumkrümmung macht auch, dass wenn man den Durchmesser der Erde mit Maßstäben ausmessen würde, man einen größeren Durchmesser messen würde, alswenn man ihn durch den Umfang ausrechnet.

Didee schrieb:Tja. So blöd kann man dastehen, wenn man nur Mathe-LK aber nicht Physik-LK gemacht hat

Mathematisch kannst du dir das als vierdimensionales, Feld vorstellen, bei dem jedem Punkt im Raum ein Wert zugeordnet wird, der den "Platz" repräsentiert.

@Heizenberch
Nun, Abi und Uni liegen jetzt auch schon wieder gut 20 Jahre zurück, und der tiefergehende Gebrauch der Werkzeuge ist mir leider ein wenig abhanden gekommen. (prosaisch für "hab' zu vieles schon wieder vergessen".)

Gut, jetzt kann ich also sehen, dass gravitative Wirkung eine Wirkung des Raumes ist. Indem ich mir eine "Aufweitung" oder "Verdünnung" des Raumgefüges vorstelle, und also eine Art Druckgefälle entsteht. (Waren wir nicht vor Wochen/Monaten schon mal beim "Druck"? - Deja Vu ... )

Aber wo bleibt in dieser Visualisierung nun das Graviton, als Austauschteilchen der Gravitationskraft? Das bringe ich nun noch schlechter unter als vorher.


Insgesamt ist mein Gefühl immernoch das, dass die Gravitation die bislang am wenigsten verstandene Kraft der 4 Grundkräfte ist.
- (Also, bei mir auf jeden Fall!) :D

@Didee

Didee schrieb:Ich bin der Meinung, dass dieses Modell falsch ist. Bzw. dass die Erklärung/Begründung, die dieses Modell geben will, so nicht zutreffend ist.

Du hast mit deiner Kritik an diesem Modell völlig recht. Aber es ist ja auch nur ein Modell und soll verdeutlichen was da passiert. Das da an einem bestimmten Punkt auch Gravitation benutzt wird um das Verhalten von Gravitation zu verdeutlichen ist, sagen wir mal, unschön.


Ein besseres Modell würde ungefähr so funktionieren:
Es gibt "Weltlinien" (ich bin nicht sicher ob das der korrekte Begriff ist) die durch den Raum gehen. Diese Linien, nur Gedankenkonstruktionen, sind dabei der Weg den ein Körper im freien Fall folgt. Wir suchen uns nun ein paar dieser Linien raus die senkrecht aufeinander liegen. D.h. im leeren Raum bekommen wir ein Gitternetz.

Setzt du nun in so einen Raum einen Körper der Gravitation erzeugt, dann werden die Linien "verbogen". Ein Körper im freien Fall fliegt nicht mehr geradeaus sondern macht plötzlich eine Kurve. Die "Weltlinie" der die Erde folgt wird sogar zum Kreis und führt um die Sonne. Die Ursache ist das die Gravitation die Weltlinien verbiegt.

Aber dieses Modell ist wesentlich schwerer vorzustellen. Zudem sind die Weltlinien abhängig von der Geschwindigkeit. Ein Komet mit der doppelten Geschwindigkeit als die Erde folgt anderen Weltlinien als die Erde, auch wenn beide die gleiche Stelle passieren.


Das Mattenmodell hat übrigens noch einen Vorteil. Man kann sich dabei, zumindest bildlich, gut vorstellen das der nach innen weg-gekrümmte Weg kürzer ist als der gleiche Weg auf der Entspannten Matte. Und tatsächlich ist das bei der Merkurbahn ja auch der Fall. Das war lange ein Rätsel und ist ein starkes Argument für die RT.

Didee schrieb:Insgesamt ist mein Gefühl immernoch das, dass die Gravitation die bislang am wenigsten verstandene Kraft der 4 Grundkräfte ist.

Nicht nur bei dir. Die Gravitation bereitet allen Forschern Probleme. Sie lässt sich zB nicht mit den anderen 3 vereinen. Auch macht die Gravitation auf sehr großen Skalen wieder Probleme ... da braucht man Dunkle Materie, um die Bewegungen der Sterne und Galaxien zu beschreiben.

@zodiac68
@Didee
Gut finde ich auch folgendes, um sich vorzustellen, wie die Raumkrümmung funktioniert:

Stellt euch vor, in jedem Quader ist gleich viel Platz, egal, wie groß sie sind. Wenn man sich nun die Umgebung eines schweren Objektes anschaut, ist in der Umgebung mehr "Platz", als an einem Ort weit weg davon. Also mir hilft diese Vorstellung. Ich weiß ja nicht, wie das bei euch ist :D Jeder hat ja so seine eigenen Eselsbrücken.

@Heizenberch

Heizenberch schrieb:Sie lässt sich zB nicht mit den anderen 3 vereinen.

Das stimmt so nicht. Die Gravitation lässt sich nicht mit der Quantenfeldtheorie vereinbaren, weil das Graviton ein Spin 2 Teilchen ist. Mit aber z.B. dem Elektromagnetismus ist sie super vereinbar. Es gibt dahingehend schon relativ alte konsistente Theorien wie die Kaluza-Klein Theorie.

Heizenberch schrieb:Auch macht die Gravitation auf sehr großen Skalen wieder Probleme ... da braucht man Dunkle Materie, um die Bewegungen der Sterne und Galaxien zu beschreiben.

Das ist leider so, die Frage ist nur ob das eine schwäche der ART ist?

Man muss sich mal fragen wie die Leute aus der Kosmologie auf die Annahme ihrer Rotationsgeschwindigkeiten um das galaktische Zentrum kommen, welche mit den experimentellen Daten nicht übereinstimmen. Da fließt in erster Linie nämlich nur die Newtonsche Gravitationstheorie mit rein, weil es viel zu kompliziert wäre die Gleichungen der ART mit einem derart komplexen Energie-Impuls Tensor zu lösen. Bleibt also der unangenehme Nachgeschmack das unter Umständen die Approximation durch Newton auf diesen Skalen in erster Näherung einfach falsch ist, insofern man die Existenz der dunklen Materie in Frage stellt.

Wenn man das Konzept der dunklen Materie dann aufgibt muss man im Grunde Newton modifizieren. Es gibt die MOND Theorie wo das gemacht wird. Die ART bleibt dann trotzdem gültig, sieht nur ein bisschen anders aus. Stand der Dinge ist soweit ich weiß, dass man Galaxien gefunden hat, in denen die Rotationsgeschwindigkeiten der Sterne um das galaktische Zentrum dem Konzept der dunklen Materie widersprechen. Aber so genau kenne ich mich mit der aktuellen Datenlage nicht aus.

hmm wühle das hier nochmal hoch...
Jetzt grad n Artikel gefunden wo das ganze doch mal wieder aufgewärmt wird.

-> http://mic.com/articles/19755/the-speed-of-gravity-why-einstein-was-wrong-and-newton-was-right

Darin heißt es unter anderem:

Van Flandern starts out by demonstrating that the visible light arriving from the Sun to Earth comes from a measurably different location in the sky than the point that the Earth is accelerating towards in space. This is because light propagates at light speed, while gravity propagates at infinite speed.

... heißt soviel das es wohl irgendwie messbar ist das das Licht von der Sonne aus einer Richtung kommt, als es eigentlich kommen dürfte.
Kurz gesagt das Licht braucht 8,3 minuten, die Gravitation aber nicht ^^

und weiter

If gravity propagated between the Sun and the Earth at the same speed as visible light, the Earth would double the distance from the Sun in 1200 years, which obviously isn’t happening.

...

Ja klar es gibt mittlerweile ein paar Experimente dazu, die natürlich das Gegenteil behaupten. Doppelpulsare usw..
Aber mir kommt es dabei immer so vor, als wolle man mit allen Mitteln Einsteins Theorien beweisen, und natürlich kommt das dann auch genau heraus.

Ein weiterer Punkt ist das es zwar durchaus Gravitationswellen geben bzw. gibt welche sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, aber dabei muss nicht die Wirkung der Gravitation direkt gemeint sein, sondern halt nur das Feld.
Die Wirkung selber ist instantan bzw. sehr sehr schnell.

Hat evt. jemand noch mehr hierrüber bzw. grade das mit dem Licht von der Sonne?

Ich meine das wird sich doch mit heutigen Mitteln ziemlich genau bestimmen lassen, aus welcher Richtung es genau kommt.