Grundlagen der Physik - Das Nachhilfeforum

Lupo54 schrieb:Wobei ich darauf vertrauen muß dass diese Wahnsinnsformeln nicht nur ein mathematisches Konstrukt sondern eine Realität abbilden.

Deswegen macht man ja Experimente. Ein Experiment stellt eine Frage an die Natur.
Welche Vorhersagen der ART wurden bestätigt?
- Periheldrehung des Merkur
- Lichtablenkung im Schwerefeld
- Gravitative Zeitdilatation
- Gravitations-Rotverschiebung
- Gravitationslinseneffekt
- Lense-Thirring-Effekt (Frame-Dragging)
- Gravitationswellen
Und das ohne Pfuschparameter: G kann man messen, Pi ist eine mathematische Konstante, c kann man messen. (Für kleine Strukturen (in Vergleich zu einem Mpc) kann man kosmologischen Term vernachlässigen.)

Grüße
Omega Minus

OmegaMinus schrieb:Welche Vorhersagen der ART wurden bestätigt?
- Periheldrehung des Merkur
- Lichtablenkung im Schwerefeld
- Gravitative Zeitdilatation
- Gravitations-Rotverschiebung
- Gravitationslinseneffekt
- Lense-Thirring-Effekt (Frame-Dragging)
- Gravitationswellen

Ist alles bekannt und wird nicht bestritten. Auch die Formel wird wohl seine Richtigkeit haben. Ein Restzweifel verbleibt weil die genannten Phänomene (mit Ausnahme des Lense-Thirring-Effekts) sich nur bei sehr massereichen Objekten beobachten lassen. Die Allgemeingültigkeit auf kleinere Objekte wie z.B. einen geworfenen Ball kann zwar rechnerisch festgestellt werden, aber nicht duch direkte Beobachtung weil die Abweichungen sehr klein sind. Aber geschenkt...

So, ich habe hier einfach mal eine Grafik von Wikipedia bearbeitet, die haue hier einfach mal so rein.



Die Basis für meine Grafik findet sich hier:

Wikipedia: Zeitdilatation#Verwendung der Eigenzeit bei zwei Inertialsystemen

Ich habe die Grafik also erweitert, echte Ereignisse hinzugefügt, und nebenbei auch alle Größen berechnet, also die Geschwindigkeit, den Lorentzfaktor, alle Abstände, eben alle Koordinatenwerte für alle Ereignisse.

Bei Fragen, immer her damit.

Lupo54 schrieb:Das muß ich erstmal verdauen. Wobei ich darauf vertrauen muß dass diese Wahnsinnsformeln nicht nur ein mathematisches Konstrukt sondern eine Realität abbilden.

Falscher Ansatz 😉

Was heißt denn überhaupt „die Realität abbilden“? Und wie soll eine anschauliche Abbildung aussehen, wenn das zugrunde liegende Modell mehr Dimensionen oder Strukturen enthält, als wir uns unmittelbar vorstellen können?

Die Formeln bzw. mathematischen Modelle sind unsere Beschreibung der Realität. Ob sie „die Realität selbst“ darstellen, können wir nicht feststellen. Wir können aber experimentell prüfen, wie gut ihre Vorhersagen mit der beobachtbaren Realität übereinstimmen. Und jedes Modell hat einen Gültigkeitsbereich bzw. Randbedingungen, unter denen es funktioniert.

Im ersten Schritt ist es deshalb völlig sinnvoll, sich die Dinge anschaulich vorzustellen und Analogien wie das gespannte Gummituch zu verwenden. Im zweiten Schritt sollte man sich aber immer klarmachen, dass es eben Analogien und Vereinfachungen sind und nicht die physikalische Realität selbst.


(Funfact: Schwurbelphysiker und "Allesversteher" nehmen oft die Analogien als gesetzt und schwurbeln, dann von den Fäden zwischen den Universern, deren Kollision genau xyz macht. Haben sie geträumt, auf XYZ gesehen oder oder oder )

Lupo54 schrieb:Die Allgemeingültigkeit auf kleinere Objekte wie z.B. einen geworfenen Ball kann zwar rechnerisch festgestellt werden, aber nicht duch direkte Beobachtung weil die Abweichungen sehr klein sind.

Wenn du in Rahmen deiner Messgenauigkeit für keinen Anwendungsfall eine Abweichungen findest, dann bedeutet das doch, dass es allgemein gültig ist.

Lupo54 schrieb:Ein Restzweifel verbleibt

Naja, eine Kernaussage der ART ist Ausbreitung der Gravitation mit Lichtgeschwindigkeit.
Bei der Berechnung von Raketenbahnen und Satelliten bahnen im interplanetaren Raum wird heute diese Tatsache ignoriert.
Man geht davon aus, dass sich die Gravitation instant ausbreitet.

parabol schrieb:Man geht davon aus, dass sich die Gravitation instant ausbreitet.

Hmmm, ... ich bezweifle ja nicht, dass es sogar heute noch Menschen gibt, die das tatsächlich glauben. Das diese Menschen jedoch bei der NASA zu verorten sind, halte ich für ein boshaftes Gerücht.

Bei der NASA wird selbstverständlich mit den relativistischen Korrekturen der ART gearbeitet. Viele Manöver benötigen eine hochpräzise Positionsbestimmungen im Raum, und genau dafür nutzt man den sogenannten post-newtonschen Formalismus (PPN). Ohne diese Korrekturen hätten wir erhebliche Probleme mit den Bahnen der Merkur-Sonden, oder auch mit dem GPS-Navigationssystem.

Die endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation ist ein Fakt, wieso sollte man also so dämlich sein, diesen Fakt zu ignorieren?

Frage an chatgpt:

orientierenten sich die bahnen der satelliten daran wo die sonne gerade ist, oder wo sie gerade war, da die gravitationskraft ein paar minuten braucht, bis die distanz sonne erde überwunden hat

antwort:

Genau hier ist ein wichtiger Punkt: Nein, die Satellitenbahnen orientieren sich nicht an der aktuellen Position der Sonne mit einer entsprechenden Verzögerung. Deine Überlegung mit der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation ist aber grundsätzlich richtig.

Die Gravitation breitet sich in der ART mit Lichtgeschwindigkeit \(c\) aus. Wenn sich die Sonne bewegt, kann eine Änderung ihres Gravitationsfeldes nicht augenblicklich überall im Sonnensystem ankommen.

Aber daraus folgt nicht, dass die Erde oder ein Satellit von der „Position der Sonne von vor 8 Minuten“ angezogen wird.

Warum nicht?

Die Sonne ist von der Erde etwa 8 Lichtminuten entfernt. Man könnte deshalb zunächst denken:

Die Erde wird von der Position der Sonne angezogen, an der sie vor 8 Minuten war.

Das wäre aber falsch.

In der ART ist das Gravitationsfeld nicht einfach eine verzögerte Version der momentanen Newton-Kraft. Die Struktur des Gravitationsfeldes enthält zusätzlich sogenannte Geschwindigkeits- bzw. gravitomagnetische Effekte, die genau verhindern, dass die Planeten einfach auf die „veraltete“ Position der Sonne zufallen.

Das ist vergleichbar mit der Elektrodynamik: Auch die elektrische Kraft eines bewegten geladenen Körpers zeigt nicht einfach auf dessen verzögerte Position.

Und bei Satelliten?


Bei einem Satelliten um die Erde ist der Effekt noch viel kleiner:

Erde–Satellit: Lichtlaufzeit typischerweise Millisekunden bis Bruchteile einer Sekunde
Sonne–Erde: etwa 8 Minuten
Sonne–Mars: ungefähr 3–22 Minuten, je nach Stellung der Planeten

Die Bahnberechnung berücksichtigt die relativistischen Effekte, aber nicht nach dem simplen Prinzip „wir nehmen die Position der Sonne von X Minuten zuvor“.

Interessanterweise ist genau dieses Problem historisch bedeutsam: Würde die Gravitation tatsächlich einfach mit einer Verzögerung wirken und immer auf die alte Position der Sonne zeigen, würden die Planetenbahnen stark verändert und letztlich instabil werden. Die ART vermeidet dieses Problem.

Wenn du möchtest, kann ich dir auch erklären,
warum die endliche Lichtgeschwindigkeit der Gravitation trotzdem nicht dazu führt, dass die Erde der Sonne hinterhergezogen wird – das ist ein sehr anschaulicher Punkt der ART.

Kurz zusammengefasst: Gravitation wirkt instant, auch wenn sie sich "in Wirklichkeit" mit Lichtgeschwindigkeit bewegt

○Gravitation und Galaxien:
Galaxien drehen sich, und an ihrer Außenseite drehen sie sich schneller als sie es rein der sichtbaren Materie her nach können sollten.
So verstehe ich es jedenfalls...

Seit wenigen Monaten frage ich mich, ob bei der Größe der Galaxien, und wegen der 'endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit' der Gravitation,
sich die Gravitationskräfte anders über eine Galaxie ausbreiten, als wir vermuten.

Nicht anders als der Physik nach,
sondern,
ob sich andere gravitonische Muster bei der Drehung und Größe bilden, die wir nur falsch einschätzen, ggf.unterschätzen.

Die Sache mit dem Drehen:
Die Masse im Inneren der Galaxie, überträgt nicht nur die meiste Gravitation, sondern vielleicht, ähnlich in der Vorstellung wie bei einem Karussell,
auch die Drehkräfte viel stärker bis nach außen als wir denken.

Der Kerngedanke:
Vielleicht sind da Ketten, Seile oder Balken, die über die Galaxien bis nach außen wirken und den Drehimpuls effektiver übertragen, als wir denken.

Die Frage ist etwas einfacher gestellt:
ob sich die Drehkraft im Inneren viel stärker auf die äußere Galaxiefläche übertragen könnte als wir denken.
Oder ist die viel zu schnelle Drehung an der Außenseite definitiv nur mit dunkler Materie zu erklären?

Gerne auch die Frage anders:
Ist die Drehgeschwindigkeit der Außenseite immer schneller, umso mehr Masse eine drehende Gasscheibe hat,–dem Aufbau nach wie eine Galaxie?

Anlass zu den Gedanken war, dass es immernoch nicht ausgeschlossene Optionen gibt, Theorien sozusagen, über alternative Erklärungen 'ohne dunkle Materie'.

In ganz dumm den Gedanken veranschaulicht:
Wenn ich ein Teller nehme, und Milch reinschütte, den Teller dann drehe, dreht sich die Milch am äußeren Rand ja nicht langsamer, sondern im Zusammenhang gleichschnell wie ihre Mitte.

Eben dieser Teller soll die 'Ketten, Seile oder Balken' darstellen.
Wahrscheinlich ist es ja mit ziemlicher Sicherheit die dunkle Materie..

parabol schrieb:Kurz zusammengefasst: Gravitation wirkt instant, auch wenn sie sich "in Wirklichkeit" mit Lichtgeschwindigkeit bewegt

Nein, Gravitation wirkt nicht instantan, so wie du es formulierst, ist das einfach nicht richtig. Die Wirkung der Gravitation breitet sich im Raum mit einer endlichen Geschwindigkeit aus, die in etwa der LG im Vakuum entspricht.

Das, was du vermutlich meinst ist, dass die relativistischen Effekte zwar vorhanden sind, aber für alltägliche Berechnungen vernachlässigbar klein sind. Da würde ich dir voll und ganz zustimmen, aber daraus die Tatsachenbehauptung "Gravitation wirkt instantan" zu konstruieren, ist schlicht falsch.

Ebenso ist es falsch, wenn allgemein behauptet wird, relativistische Effekte werden bei der Berechnung von Satelliten- und Raketenbahnen "ignoriert". In Wirklichkeit ignoriert man diese realen Effekte nicht, man prüft vielmehr, ob sie für den jeweiligen Fall vernachlässigt werden können.

Ich hoffe, der Unterschied zwischen "vernachlässigen" <--> "ignorieren" ist bekannt!?

Ich hatte ja bereits zwei Beispiele genannt (Merkur-Sonden, GPS), bei denen man die relativistischen Effekte zwingend mit einbeziehen muss, womit die sehr pauschale gehaltene Aussage schon mal widerlegt ist.

---

Und nun mal zu was grundsätzlichen. Wenn ich mich mit meiner Antwort auf einen Beitrag von dir beziehe, kannst du doch nicht einfach eine Frage an eine KI richten, in der es um etwas völlig anderes geht, selbst wenn es artverwandt zu sein scheint.

Du hast damit versucht, eine allgemein formulierte falsche Tatsachenbehauptung, mit einem Spezialfall zu belegen. Selbst wenn dieser Spezialfall deine Behauptung bestätigt, ist das noch lange kein hinreichender Beleg dafür, dass sie nicht falsch ist, denn ich nannte dir ja zwei Beispiele, die diese Behauptung eindeutig widerlegten.

Und dass man die Antworten einer KI mit äußerster Vorsicht zu behandeln sind, brauche ich dir hoffentlich nicht zu sagen. Ich habe die ursprüngliche Frage einfach mal neu formuliert, und heraus kam das genaue Gegenteil wie bei dir:

Fage an Google-KI:

beeinflusst das gravitationsfeld der sonne die bahnen von satelliten bzw. raketen im sonnensystem

Antwort:

Ja, das Gravitationsfeld der Sonne beeinflusst die Bahnen von Satelliten und Raketen im Sonnensystem massiv. Tatsächlich ist die Sonne die dominierende Schwerkraftquelle in unserem Sonnensystem und bestimmt maßgeblich, wie sich jedes von Menschen gebaute Objekt außerhalb der direkten Erdumlaufbahn bewegt.

Ja was stimmt denn nun? Die Antwort findest du in der Fragestellung!

parabol schrieb:Gravitation wirkt instant, auch wenn sie sich "in Wirklichkeit" mit Lichtgeschwindigkeit bewegt

Einige "Feinheiten" fallen sogar mir erst im Nachhinein auf. :)

Die Gravitation selbst bewegt sich nicht wie ein Objekt im Raum. Masse bzw. Energie gelten heute als Ursache oder auch Quelle der Gravitation. Eine ruhende und zeitlich invariante Masse hat ein statisches Gravitationsfeld, welches einfach nur den Raum krümmt. Es werden keine Gravitationswellen ausgesendet.

Erst wenn Massen beschleunigt werden, kommt es zu Änderungen in der Krümmung. Die Information über diese Änderung wird über Gravitationswellen vermittelt, welche sich mit annähernd LG durch den Raum bewegen.

Langer Rede kurzer Sinn: Wenn wir von der "Geschwindigkeit der Gravitation" reden, ist in Wirklichkeit die Geschwindigkeit gemeint, mit der sich Veränderungen in der Raumkrümmung ausbreiten. Die Krümmung selbst ist immer vorhanden.

Noch mal die Werte zu meiner Grafik mit den Uhren von Wikipedia.

Original anzeigen (0,7 MB)

Und noch mal aus der Sicht von S':

Original anzeigen (0,7 MB)

Ich muss mich entschuldigen, in den letzten beiden Grafiken sind auf der linken Seite Fehler, ja wenn man das von KI machen lässt, schaut es gut aus, kann aber falsch sein.

Ich zeige darum eben noch zwei Grafiken von mir, die richtig sind.





Vermutlich versteht hier so erstmal keiner was oder? ;)

Mich würde mal der Zusammenhang des Themas in Verbindung mit Burkhard Heims Theorien(Einheitl. Feldtheorie mb Quantengravitation) interessieren und im Vergleich zu Einsteins Allg. Relativitätstheorie.
Klar ist das wie Brot und Wasser, Zusammen ergiebt es einen ekligen matschigen Brei aber Gegenüberstellungen im Thema "Gravitation und Wirkungsweise" wäre doch mal ein interessanter Punkt für euch Nerds :)
Na dann mal los , würde mich wirklich interessieren.

@rainlove

Habe mal geschaut. Sieht nicht danach aus, als sei die Theorie von Heim es wert, dafür Zeit zu investieren.

@Arrakai
Sie ist nichts für 0815 Wissenschaftler, sondern die über den Tellerrand sehen wollen.
Um euch Mal einen Einblick zu geben,
Illobrandt v. Ludwig er hat paar gute "Einstiegsvideos" auf YouTube zum Thema heimische Theorie.
Auch die cropfm Sendungen dazu sind sehr zu empfehlen.

rainlove schrieb:Sie ist nichts für 0815 Wissenschaftler, sondern die über den Tellerrand sehen wollen.

Willkommen zu "Kritikimmunisierung, leicht gemacht!".
Heute: Das Tellerrand-Argument.
"XYZ ist halt nur für Leute, die über den Tellerrand sehen wollen."

Schaltet auch nächste Woche wieder ein, dann stellen wir euch vor:
"Wer die Überlegenheit von XYZ nicht erkennt, hat sich nicht genug beim Denken angestrengt."

SCNR
Omega Minus

@OmegaMinus
Hast du zu viel Harald Lesch gesehen?

Mal abgesehen davon, für alle die sich für Physik interessieren und etwas abseits des Mainstreams sich treiben lassen wollen kann ich dieses, wenn auch inzwischen sehr preisintensives Werk von IvL empfehlen.

https://www.amazon.de/Burkhard-Heim-Leben-vergessenen-Genies/dp/3942166097

Ach und nochwas:

Heim arbeitete allein, da passieren leicht Fehler, das darf man nicht vergessen. Trotzdem hat er eine beeindruckende Theorie entwickelt.
Das wird ja viel kritisiert an ihm. Er war nahezu taub und hatte keine arme mehr durch einen Unfall und trotzalledem hat

Was mich besonders fasziniert an seiner Theorie:

Die Ereignisse in der "materiellen" Welt, die quantitativ sehbar sind und die QUALITATIVEN Ereignisse, die sich dem objektiven Zugriff entziehen.

Ich verstehe vollkommen, dass "gewöhnliche" Wissenschaft damit ein Problem hat.
Nichtsdestotrotz ist diese Theorie auf viele außergewöhnliche Fälle sprich "UFO"- und "Paranormale"-Thematik anwendbar. Bzw. es erklärt sie teilweise. Wenn uns allen auch ein großteil verschlossen bleibt.

Aber das fordere ich von richtigen Wissenschaftlern und nicht solchen Schachfiguren wie Lesch, Offenheit zu Grenzthemen.

"Verrückt" kann man alles nennen, was einem nicht in den Kram passt. Das ist leichter als der Sache auf den Grund zu gehen. Und komischerweise sprechen die Medien den Wissenschaftlern nach dem Mund, die SOFORT eine Erklärung liefern , eine einfache Erklärung.
Aber die Natur des Universums ist nicht immer einfach und mit der Lupe zu sehen.
Naja ich verquatsche mich gerade wieder.
Jedenfalls finde ich es eine Frechheit dass du mir @OmegaMinus Kritikimunität unterstellst. Ich gehe gern auf berechtigte und angebrachte Kritik ein.

rainlove schrieb:Hast du zu viel Harald Lesch gesehen?

Eher zuwenig, ich schaue i.A. eher englischsprachige Videos.

rainlove schrieb:Ich verstehe vollkommen, dass "gewöhnliche" Wissenschaft damit ein Problem hat.

Wissenschaft ist ein Prozess ... wie sieht 'ungewöhnliche' Wissenschaft als Prozess aus?

rainlove schrieb:Aber das fordere ich von richtigen Wissenschaftlern und nicht solchen Schachfiguren wie Lesch, Offenheit zu Grenzthemen.

Fordern kannst Du viel. :-)

Apropos Lesch:

Die ZDF-Reihe Terra X sollte ursprünglich Naturwissenschaft und Technik erklären. Inzwischen geht es aber auch um andere Fragen, so wie jetzt im Mai: „Haben wir eine Seele?“ und „Gibt es Schicksal?“ Großen Anteil an dieser Erweiterung hat Moderator Harald Lesch.

Quelle: https://www.aussicht.online/artikel/der-grenzgaenger

Das sieht mir eher nicht so aus, als würde er sich vor Grenthemen drücken. Du magst das allerdings anders bewerten, das ist auch OK.

rainlove schrieb:"Verrückt" kann man alles nennen, was einem nicht in den Kram passt.

Ah, die dritte Masche 'Kritikimmunisierung'. Kennst Du noch mehr?

rainlove schrieb:Aber die Natur des Universums ist nicht immer einfach und mit der Lupe zu sehen.

Das ist trivial, sonst hätten wir nicht so lange gebraucht.

rainlove schrieb:Jedenfalls finde ich es eine Frechheit dass du mir @OmegaMinus Kritikimunität unterstellst.

Der Versuch ist ja nicht strafbar. Du darfst es auch gerne als 'frech' empfinden, aber das ist halt die Reaktion, wenn man solvhe Kritikimmuniserungsversuche (vielleicht unbewusst?) ablässt.

rainlove schrieb:Ich gehe gern auf berechtigte und angebrachte Kritik ein.

Das erste,was mir spontan einfällt: Welche überprüfbaren Voraussagen hat sie gemacht, die dann auch eingetreten sind? Erleuchte mich!

Grüße
Omega Minus