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Alt 04.12.10, 12:27
Blacky Blacky ist offline
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Standard AW: Aberration: Gravitation schneller als Licht?

Wie umgeht denn die ART das Problem? Geometrisch?

Eine Frage habe ich schon lange, die das Problem auf andere Weise angeht:

Man könnte sich vorstellen, dass ein Objekt plötzlich im Schwerefeld der Sonne in der Nähe der Erde erscheint. Unterliegt es dann sofort der Gravitationskraft der Sonne oder erst nach 8 Minuten? Equivalent dazu ist die Paarbildung am Ereignishorizont von Schwarzen Löchern: Erfahren die eben entstandenen Teilchen sofort die Schwerkraft des Schwarzen Lochs oder erst nach einer Zeit, die durch die Lichtgeschwindigkeit bestimmt wird?

Man kann natürlich so argumentieren: Die Raumkrümmung durch die Sonne/das SL ist schon vorhanden, wenn das Objekt/die Teilchen entstehen, also wirkt die Kraft sofort auf das Objekt/die Teilchen. Das wäre dann aber klassisch gesehen eine unendlich schnelle Kraftübertragung und wie das mit Gravitonen vereinbar ist, versteh ich nicht.

Eine Änderung des Gravitationsfeldes, z.B. durch Entstehung eines Schwarzen Lochs, oder bei der Zerstörung der Sonne, würde sich zwar mit (max.) Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, bei der Entstehung eines Objektes aus dem "Nichts" würde aber die aktuelle Raumkrümmung (sofort) "wirken".

Stimmt das? Dann wäre aber ein quantenmechanisches Modell mit einem Kraftteilchen (Graviton), das die Kraft mit maximal Lichtgeschwindigkeit übertragen kann, unvollständig oder falsch, oder?

Update: Wenn man sich vorstellt, dass jede Masse andauernd eine unzählige Menge an Gravitonen in alle Richtungen ausstrahlt, treffen die natürlich einige davon bei einer spontanen Entstehung eines Körpers im Raum sofort auf diesen Körper, die Kraft wird also sofort übertragen. Oder: Wenn man im Regen steht, muss man nicht warten, bis der oberste Tropfen unten ankommt, um nass zu werden.

Aber trotzdem bleibt die Frage: Wie löst die ART das Problem der Aberration?

Wikipedia sagt: "Obige Hypothesen wurden schließlich durch die deutlich weitergehende Allgemeine Relativitätstheorie abgelöst. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation ist auch hier die Lichtgeschwindigkeit. Es tritt keine Aberration im Sinne von Laplace auf, da [...] durch Anteile des Gravitationsfeldes bewegter Körper der Effekt fast genau aufgehoben wird."

Hier kann man die Untersuchung dazu herunterladen: http://arxiv.org/abs/gr-qc/9909087
Ein Auszug davon: "It is worth noting that the cancellation between aberration and velocity-dependent terms in general relativity is not quite exact. If gravity could be described exactly as an instantaneous, central interaction, the mechanical energy and angular momentum of a system such as a binary pulsar would be exactly conserved, and orbits could not decay. In general relativity, the gravitational radiation reaction appears as a slight mismatch between the effects of aberration and the extra noncentral terms in the equations of motion [17]. One could again try to formulate an alternative theory in which gravity propagated instantaneously, but, as in electromagnetism, only at the expense of “deunifying” the field equations and treating gravity and gravitational radiation as independent phenomena."

Und weiter: " In particular, while the observed absence of aberration is consistent with instantaneous propagation (with an extra interaction somehow added on to explain the gravitational radiation reaction), it is also consistent with the speed-of-light propagation predicted by general relativity. Within the framework of general relativity, though, observations do give an answer. The Einstein field equations contain a single parameter cg , which describes both the speed of gravitational waves and the “speed of gravity” occurring in the expression for aberration and in the velocity-dependent terms in the interaction. This parameter appears in the gravitational radiation reaction in the form CgE-5, as in eqn. (3.3), and the success of the theory in explaining the orbital decay of binary pulsars implies that cg = c at the 1% level or better [22]."

Ge?ndert von Blacky (04.12.10 um 13:32 Uhr) Grund: Update
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