Frage zur Gravitation

Also könnte theoretisch ein Planet auch durch einen Trichter, der wie eine Art Keim fungiert, entstehen können? Ein schwarzes Loch wäre bei mir dann eine Art Blase aus oder in der Raumzeit, dahinter könnte also ein ganz anderer Ereignishorizont liegen.

Vielleicht macht es wirklich Sinn die Raumzeit als einen zweidimensionalen Wirkungs-Horizont zu beschreiben, der sich auf unserem Ereignishorizont nur indirekt in Bewegungen durch Raum und Zeit dann in 3D auswirkt... Dann hätte ich auch weniger Probleme mit Zeit im Quadrat zu rechnen, das hatte ich mathematisch noch verstanden, aber physikalisch und in der Vorstellung kann ich mit Quadratsekunden sonst nicht hantieren. Das Problem der Gleichzeitigkeit wäre vielleicht besser erfassbar und die Quantenphysik könnte damit auch einen Platz für ihre Möglichkeit auf einem 2D Horizont erhalten.

@Hantierer
Du kannst es schon in 2D Rechnen...bist aber nicht der Erste...dafür gibt es die Tensoren: man rechnet ganz normal und wenn man sehen will wie es sich im 2D, 3D, gekrümmter Raum...10D verhält setzt man den Tensor als "Übersetzer" ein (geometrisch oder zeitlich einheitlich).(Danke, Herr Minkovski).
Mein Tipp: Vorsicht mit der Krümmung und 2D...du nimmst zum Beispiel die Erdoberfläche in der Wahrnehmung als horizontal, die Gravitation senkrecht dazu...machst Du zwei Messung in Abstand von 100km...ups, die Gravitationsvektoren sind nicht parallel (weil sie zur "Erdmitte"..Schwerpunkt der Erdmasse zeigen).

Hantierer schrieb:Ein schwarzes Loch wäre bei mir dann eine Art Blase aus oder in der Raumzeit, dahinter könnte also ein ganz anderer Ereignishorizont liegen.

Was sich hinter dem EH eines SL verbirgt, darüber lässt sich sicher trefflich spekulieren. Eines kann man wohl mit recht behaupten, das die RT sowohl dort als auch beim Urknall versagt.

Alter, womit fangt ihr an?

Wir müssen nicht überall die Relativitätstheorie einbringen und komplett aufrollen bis zum 3. Semester Physik :D

Hier reicht Newton und der Einfachheit halber sollte man dabei bleiben.

@Hantierer
Es stimmt, dass eine Bowlingkugel von der Erde stärker angezogen wird, als eine Feder. Jedoch ist eine Bowlingkugel auch schwerer zu bewegen als eine Feder. Also:

Eine Feder zu bewegen, braucht weniger Kraft, als eine Bowlingkugel zu bewegen. Ich denke da stimmst du zu.
Damit eine Feder (mit der selben Beschleunigung) fällt, braucht es dementsprechend weniger Anziehungskraft, als bei einer Bowlingkugel.

Am Ende gleichen sich die Effekte aus. So viel die Bowlingkugel mehr angezogen wird, so viel braucht sie auch mehr Anziehung, um mit der selben Beschleunigung zu fallen.

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In den Formeln ist das zu erkennen, weil sich die Masse des angezogenen Objekts rauskürzt.
Nennen wir die Masse des angezogenen Objekts m_1 (Feder, Bowlingkugel) und die des anziehenden Objekts m_2 (Erde), so ergibt sich:



Wie du siehst, steht am Ende nichts mehr von m_1. Die Fallgeschwindigkeit ist vollkommen unabhängig von der Masse des fallenden Objekts.

@Izaya

Da ist doch aber ein Fehler in der Formel!? Müsste es nicht m₁+m₂ über dem ersten Bruchstrich heißen?

Die Gravitation beider Massen addiert sich doch...also müssten sich die Massen addieren und nicht multiplizieren.

@Hantierer
Die Formel und die Ableitung sind absolut korrekt:
Wikipedia: Newtonsches Gravitationsgesetz
(Warum schaust Du eigentlich nicht selber nach?)

Hantierer schrieb:Also dieses Dilemma habe ich ja grade nicht. Bei mir hat das Licht ein Medium, die Raumzeit, und dann braucht es keine Photonen mehr, sondern darf eine ganz normale Welle sein.

Wenn das Wellen in der Raumzeit sind, warum kann dann Licht mit Ladungen wechselwirken?

Mit deiner Erklärung ignorierst du nämlich diverse Eigenschaften des Lichtes. Es gibt gute Gründe, Licht nicht nur als Welle zu beschreiben.

Hantierer schrieb:Ich denke schon, also im Vakuum, kann man leichte Körper viel weiter werfen als schwerere. Da würde ein Stück Styropor viel weiter fliegen als ein Stein

Das würde ich so nicht sagen. Bis zu einem gewissen Gewicht könnte man alle Körper gleich weit werfen. DA wirkt dann allerdings die Physiologie des Menschen limitierend.

Und was stört dich eigentlich daran, dass bei der Gravitation die Beschleunigung konstant ist?

Stell dir doch mal vor, dass ein Objekt auf die Erde fällt. Auf seinem Weg nach unten zerbricht es in zwei gleich große Teile. Würde jetzt auf jedes Bruchstück die gleiche Kraft wie vorher auf das gesamte Objekt wirken, so würden diese nun durch die geringere Masse viel stärker beschleunigt. Und das macht doch irgendwie wenig Sinn, oder? Denn woher soll die Gravitation wissen, ob das Objekt noch einem Stück ist oder nicht?

@Chemik

Sehr richtig ! Und durchaus interessant, dass es so ist !

Abahatschi schrieb:Warum schaust Du eigentlich nicht selber nach?

...weil ich es über Mathematik eh nicht raffe und bevor hier noch einer kommt und meint, die Welt wäre mathematisch, dann sage ich nur noch: Pi! Irrational. ;)

Ich erkenne durchaus an, dass die Mathematik einiges gefunden hat und dass Beobachtungen und Messungen ab einem bestimmten Punkt sehr schwierig werden. Gebt mir bitte, bitte Textaufgaben! Spart euch eure Formeln, wenn ich selbst eine Formel nicht herleiten kann, kann ich damit nichts anfangen. Ich kann die Zahlen einsetzen und Werte ausrechnen, aber hab trotzdem nicht verstanden was passiert ist.

Chemik schrieb:Wenn das Wellen in der Raumzeit sind, warum kann dann Licht mit Ladungen wechselwirken?

Weil es unter bestimmten Umständen verwirbelt und dann bekommt es einen Spin, wie eine Wasserwelle Strudel bildet, wenn sie sich an einer Ecke bricht...dann hat man Strudel, die Trichter bewirken und ganz anders aussehen (ist nur eine Ähnlichkeit). Ich habe ja nicht behauptet, dass es den Dualismus nicht gibt, der sagt aber 'entweder oder' und nicht 'und' - deswegen, auf dem Weg von der Sonne zur Erde ist das Licht Welle und eine Welle braucht ein Medium um sih auszubreiten. Ich weiß, dass das der gelehrten Physik widerspricht!

Chemik schrieb:Bis zu einem gewissen Gewicht könnte man alle Körper gleich weit werfen. DA wirkt dann allerdings die Physiologie des Menschen limitierend.

Das meine ich ja, wenn ich eine 4kg Kugel (beim Kugelstoßen) weg stoße, habe ich gut zu tun, die zu Beschleunigen. Wenn ich ein gleiche große Kugel Styropor nehme, kann ich die nahezu mit voller Beschleunigung wegwerfen, mit ausgestrecktem Arm und wenn sie der Luftwiderstand nicht bremsen würde, die würde locker hundert Meter weit fliegen!

Chemik schrieb:Denn woher soll die Gravitation wissen, ob das Objekt noch einem Stück ist oder nicht?

Und woher soll sie wissen, wie viel Kraft sie für jeden Körper extra aufwenden muss, um sie alle gleichermaßen zu beschleunigen? Nimm mal verschiedene schwere Gegenstände und werfe alle genau gleich weit weg!?

Hantierer schrieb:Die Gravitation beider Massen addiert sich doch...also müssten sich die Massen addieren und nicht multiplizieren.

Gravitation entsteht erst, wenn zwei Massen vorhanden sind. Was soll eine Masse alleine anziehen?

Hantierer schrieb:...weil ich es über Mathematik eh nicht raffe und bevor hier noch einer kommt und meint, die Welt wäre mathematisch, dann sage ich nur noch: Pi! Irrational.

Pi! Irrational! Und weiter? Das ist bei weitem kein Problem für die Mathematik...

Hantierer schrieb:. Gebt mir bitte, bitte Textaufgaben

Habe ich das nicht bereits getan?

Izaya schrieb:Es stimmt, dass eine Bowlingkugel von der Erde stärker angezogen wird, als eine Feder. Jedoch ist eine Bowlingkugel auch schwerer zu bewegen als eine Feder. Also:

Eine Feder zu bewegen, braucht weniger Kraft, als eine Bowlingkugel zu bewegen. Ich denke da stimmst du zu.
Damit eine Feder (mit der selben Beschleunigung) fällt, braucht es dementsprechend weniger Anziehungskraft, als bei einer Bowlingkugel.

Am Ende gleichen sich die Effekte aus. So viel die Bowlingkugel mehr angezogen wird, so viel braucht sie auch mehr Anziehung, um mit der selben Beschleunigung zu fallen.

Hantierer schrieb:wenn ich selbst eine Formel nicht herleiten kann, kann ich damit nichts anfangen

Du kannst aus einer Formel etwas herleiten, selbst wenn du die Formel nicht selbst hergeleitet hast. Wenn am Ende die Masse des fallenden Körpers nicht mehr da steht, kannst du dir daraus herleiten, dass die wohl keine Rolle spielt.

Hantierer schrieb:Ich habe ja nicht behauptet, dass es den Dualismus nicht gibt, der sagt aber 'entweder oder' und nicht 'und'

Der Welle-Teilchen-Dualismus ist eine Erkenntnis der Quantenphysik, wonach den Objekten der Quantenphysik gleichermaßen die Eigenschaften von klassischen Wellen wie die von klassischen Teilchen zugeschrieben werden müssen. Klassische Wellen breiten sich im Raum aus. Sie schwächen oder verstärken sich durch Überlagerung und können gleichzeitig an verschiedenen Stellen mit verschiedener Stärke einwirken. Ein klassisches Teilchen kann zu einem Zeitpunkt nur an einem bestimmten Ort anwesend sein. Beide Eigenschaften scheinen sich gegenseitig auszuschließen. Trotzdem wurde in mehreren Schlüsselexperimenten für verschiedene Quantenobjekte belegt, dass beide Eigenschaften vorliegen, so dass man jedem Körper eine Materiewelle zuschreibt.

Die Frage, ob Elektronen oder Lichtquanten Teilchen oder Wellen seien, lässt sich nicht beantworten. Sie sind vielmehr Quantenobjekte, die je nach der Art der Messung, die man an ihnen durchführt, unterschiedliche Eigenschaften in Erscheinung treten lassen. Dieses Problem wurde in der Quantenmechanik in der Kopenhagener Deutung (1927) mit dem dort formulierten Komplementaritätsprinzip zunächst dahingehend gelöst, dass die jeweils beobachtete Eigenschaft nicht allein dem Quantenobjekt zuzuordnen sei, sondern ein Phänomen der gesamten Anordnung aus Quantenobjekt und Messapparatur darstelle. Später entstanden eine Reihe weiterer Interpretationen der Quantenmechanik mit alternativen Erklärungsansätzen.

In der Alltagswelt taucht der Welle-Teilchen-Dualismus nicht auf, weil die Wellenlänge der Materiewelle bei makroskopischen Körpern extrem klein ist. Berechnungen nach dem Wellenbild und dem Teilchenbild stimmen dann in ihren Ergebnissen überein, wie bei dem Verhältnis von Strahlenoptik und Wellenoptik.

Die Quantenfeldtheorie versteht sowohl Teilchen als auch Wechselwirkungen als diskrete Anregungen von Feldern. Damit gibt es keinen fundamentalen Unterschied zwischen diesen beiden Kategorien, und die Gegensätze, die den Welle-Teilchen-Dualismus ausmachen, entfallen.

Wikipedia: Welle-Teilchen-Dualismus

Wo steht hier etwas von "entweder oder"?
Das ganze ist nicht ganz so einfach...
Deswegen sollten wir die Quantenphysik vielleicht erstmal außer acht lassen und dein Denkproblem in der klassischen Mechanik lösen...

@Hantierer
Eine schlechte Nachricht: ohne Mathematik wird es nicht gehen.
Die gute Nachricht: kann man nachholen.
Danach wirst Du ganz klare Actio/Reactio wissen, jetzt personalisierst Du Vorgänge:

Hantierer schrieb:Und woher soll sie wissen, wie viel Kraft sie für jeden Körper extra aufwenden muss, um sie alle gleichermaßen zu beschleunigen?

Eine Kraft weiss gar nichts...

Izaya schrieb:Das ist bei weitem kein Problem für die Mathematik...

Doch. Beim genauen berechnen des Radius, Gravitation nimmt ja mit dem Quadrat der Entfernung ab (also r² ist kein Problem, obwohl man das mit Messungen immer wieder bestätigen müsste, damit ich es schlussendlich als gegeben akzeptiere), da schon. Man kann es gut annähern, aber nie genau...und dann will man damit klitze-klitze-kleine Photonen beschreiben? :P

Izaya schrieb:Gravitation entsteht erst, wenn zwei Massen vorhanden sind. Was soll eine Masse alleine anziehen?

Sie ziehen sich ja gegenseitig an und weiter oben hieß es noch, dass sich die Anziehungskräfte addieren und dann steht in der Formel aber Multiplikation der Massen. Ich hätte sie addiert. Und ich stehe da und hab ein Quadratgramm in der Hand, wie soll ich denn das festhalten und wegwerfen? Aber dafür gibt es ja noch die Quadratsekunden in den Formeln...Hm...

Izaya schrieb:Deswegen sollten wir die Quantenphysik vielleicht erstmal außer acht lassen und dein Denkproblem in der klassischen Mechanik lösen...

Ja, vielleicht, obwohl ich immer noch nicht weiß, wo ich die Gravitation da einordnen soll, wenn ich ihre
Ursache verstehen will. Wie gesagt, ich bin noch nicht davon überzeugt, dass die Fallgeschwindigkeit auf dem Mond geringer ist, als auf der Erde. Das Lichtproblem geht dann allerdings in die Quantenmechanik, was hier aber etwas OT ist.

Abahatschi schrieb:Eine Kraft weiss gar nichts...

Ich hab doch nicht damit angefangen! :)

Izaya schrieb:kannst du dir daraus herleiten, dass die wohl keine Rolle spielt.

Ja, das weiß ich aber aus einem Experiment, sonst würde ich das nicht glauben.

Izaya schrieb:Habe ich das nicht bereits getan?

Izaya schrieb:Am Ende gleichen sich die Effekte aus.

Nein. Das ist kein 'Wie?' - außer die Personalisierung.

Hantierer schrieb:Nimm mal verschiedene schwere Gegenstände und werfe alle genau gleich weit weg!?

Gewicht ist keine Eigenschaft eines Körpers sondern ein Zustand. Alles was ich in die Luft werfe, ist in der Luft gewichtslos.
Deswegen fällt auch alles mit der gleichen Geschwindigkeit auf den Boden (9,81 Meter/sekunde auf der Erde). Egal wie unterschiedlich schwer die Körper vorher auf der Waage waren.

fritzchen1 schrieb:Deswegen fällt auch alles mit der gleichen Geschwindigkeit auf den Boden (9,81 Meter/sekunde auf der Erde)

Das ist keine Geschwindigkeit sondern eine Beschleunigung.

Und außerdem sind es 9,81 meter/ sekunde^2.

Wenn dann aber bitte richtig.

@fritzchen1

Und nochmal: Es fällt auf der Erde nicht alles mit "der gleichen Geschwindigkeit" zu Boden.
Oder fallen ein Kilo Federn und ein Kilo Blei gleich schnell zu boden?

Durch solche Ungenauigkeiten kommt hier stellenweise nur Schwachfug raus.

Hantierer schrieb:Doch. Beim genauen berechnen des Radius, Gravitation nimmt ja mit dem Quadrat der Entfernung ab (also r2 ist kein Problem, obwohl man das mit Messungen immer wieder bestätigen müsste, damit ich es schlussendlich als gegeben akzeptiere), da schon. Man kann es gut annähern, aber nie genau...und dann will man damit klitze-klitze-kleine Photonen beschreiben? :P

Das ist kein Problem. Nimm die ersten Trillionen Nachkommastellen und du hast es genauer, als jedes Photon. :D
Mal abgesehen davon, dass das ein Problem für die Physiker ist. den Mathematikern reicht das Zeichen.

Hantierer schrieb:Sie ziehen sich ja gegenseitig an und weiter oben hieß es noch, dass sich die Anziehungskräfte addieren und dann steht in der Formel aber Multiplikation der Massen. Ich hätte sie addiert.

Du hättest Massen addiert, keine Anziehungskräfte.

Hantierer schrieb:Nein. Das ist kein 'Wie?' - außer die Personalisierung.

Wieso ist das kein wie? Masse ist träge, braucht also eine Kraft, um beschleunigt zu werden. Je größer die Masse, desto träger. Die Trägheit der Masse nimmt genau wie die Anziehungskraft zu. Am Ende ist also keine höhere Fallbeschleunigung festzustellen.

Was genau ist daran unklar?
Die Fallgeschwindigkeit hängt von der Masse ab, die einen anzieht, weil das extra an Anziehungskraft, dass durch die eigene Masse geschaffen wird, durch das extra an Trägheit kompensiert wird.

Bedeutet, werde ich von der Erde angezogen, spielt meine Masse für die Beschleunigung keine Rolle. Die Masse der Erde aber sehr wohl.


Wenn du es genauer haben willst, schau dir die Formeln an. so schwer sind die nicht. Deswegen habe ich einen Newtonschen Ansatz genommen.

@fritzchen1

Ja, Gewicht entsteht erst unter Einfluss von Gravitation. Dann wird eine Masse angezogen und wird "schwer" - da reicht "schwer" zur Beschreibung einer Masse nicht aus. Wenn ich etwas auf der Erde wegwerfe, dann gleiche ich mit meiner Krafteinwirkung die Gravitation aus und der Körper wird schwerelos, bis die Gravitation in gleichmäßiger Beständigkeit diesen Zustand beendet und dann fällt es runter. Ich brauche aber für einen massereicheren Körper mehr Kraft um die Gravitation zu überwinden - wenn ich die gleiche Kraft auf Körper unterschiedlicher Masse ausübe, dann beschleunigen sie unterschiedlich und das ist bei der Gravitation nicht so. Wie beim Parabelflug um Schwerlosigkeit zu simulieren. Also das ist eine experimentelle Gewissheit! Sonst würde man beim Parabelflug an der Decke kleben. Das ist kein mathematisches Problem.

Ein Kilo wiegt auf dem Mond nur ein sechstel, so weit so gut, aber wenn auf der Erde die Masse für die Anziehung keine Rolle spielt, wieso sollt sie das dann auf dem oder besser vom Mond? Weiß jemand, ob man das bei den Apollo Missionen mal ganz simpel mit Maßband, Stoppuhr und Ball auf dem Mond nachgemessen hat?

Izaya schrieb:Die Trägheit der Masse nimmt genau wie die Anziehungskraft zu.

Aber wie kann die Anziehungskraft zunehmen, wenn sich die Masse der Erde nicht ändert? Ist nun die Anziehung Folge der Masse oder nicht? Ich bin mir da nicht ganz sicher - vielleicht hat es auch was mit Ausdehnung zu tun?

Dein Argument ist ja, dass etwas schwereres schneller Fallen sollte, weil es stärker angezogen wird. Das stimmt aber nicht. Denn erhöhe ich die Masse des fallenden Objekts, erhöhe ich zwar die Anziehungskraft, aber auch die Trägheit, womit die Beschleunigung sich nicht ändert.

Izaya schrieb:Es stimmt, dass eine Bowlingkugel von der Erde stärker angezogen wird, als eine Feder. Jedoch ist eine Bowlingkugel auch schwerer zu bewegen als eine Feder. Also:

Eine Feder zu bewegen, braucht weniger Kraft, als eine Bowlingkugel zu bewegen. Ich denke da stimmst du zu.
Damit eine Feder (mit der selben Beschleunigung) fällt, braucht es dementsprechend weniger Anziehungskraft, als bei einer Bowlingkugel.

Am Ende gleichen sich die Effekte aus. So viel die Bowlingkugel mehr angezogen wird, so viel braucht sie auch mehr Anziehung, um mit der selben Beschleunigung zu fallen.

Hantierer schrieb:Aber wie kann die Anziehungskraft zunehmen, wenn sich die Masse der Erde nicht ändert?

Erde und Objekt ziehen sich gegenseitig an.
Die Anziehung ist eine Folge der Masse. Das Gegenteil habe ich nie behauptet. Jedoch musst du beide Massen in Betracht ziehen, nicht nur eine der beiden.

@Hantierer:

Hantierer schrieb: Ist nun die Anziehung Folge der Masse oder nicht? Ich bin mir da nicht ganz sicher - vielleicht hat es auch was mit Ausdehnung zu tun?

Glaubst Du wirklich, dass das noch niemand gemerkt hätte? Ich staune immer wieder, in welchem z.T. grotesken Ausmass die Physik der letzten paar hundert Jahre unterschätzt wird. Die Abhängigkeit der Gravitationskraft von den beteiligten Massen wurde schon vor über zweihundert Jahren im Experiment nachgewiesen.

@Hantierer:

Hantierer schrieb:... wenn ich die gleiche Kraft auf Körper unterschiedlicher Masse ausübe, dann beschleunigen sie unterschiedlich und das ist bei der Gravitation nicht so.

Auf Körper unterschiedlicher Masse übt die Gravitation auch eine unterschiedliche Kraft aus. Die Gravitation übt auf eine 2 kg Masse eine doppelt so grosse Kraft wie auf eine 1 kg Masse aus (die "andere" Masse ist dabei beliebig, das kann also z.B. die Erde, der Mond, oder eine grosse Bleikugel sein). Da die Trägheit der 2 kg Masse aber ebenfalls doppelt so gross ist, wie die der 1 kg Masse, resultiert in beiden Fällen (idealisiert) die gleiche Beschleunigung. Die grössere Kraft und die höhere Trägheit heben sich also gegeneinander auf. Das entspricht dem Herauskürzen der Masse des Körpers in der Formel, die @Izaya oben angegeben hatte.