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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #1  
Alt 05.08.17, 04:36
Finne Finne ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 05.08.2017
Beitr?ge: 4
Idee Gravitative Zeitdilatation und Entkommen des Gravitationsfeldes bei Interstellar

Gute Abend,
ich bin ganz neu auf diesem Forum, da mich eine Überlegung beschäftigt,
welche mit meinen Physik-LK Kenntnissen nicht allzu schnell zu bewältigen ist.
Es geht mir um eine Szene bei Interstellar.

Achtung Spoiler!

Cooper und seine Crew sind auf Millers Planeten gelandet. Nun vergeht die Zeit für sie viel langsamer als sie es für die Erdbewohner tut. In einer Stunde für die Crew vergehen auf der Erde 7 Jahre. Dieses Phänomen kommt durch die Starke Gravitation des Schwarzen Lochs zustande. Meine Frage ist nun wieso ist es der Crew möglich mit dem einfachen Raumschiff in die Zeitmessung der Erde zurück zu kehren? Ich meine nicht, dass sie es nicht schaffen dem Wasserplaneten zu entkommen. Ich verstehe nicht wie sie aus dieser Krümmung der Raum-Zeit entkommen können, welche das schwarze Loch bildet.
Nach meinem Wissen müsste das Raumschiff entgegen der gravitativen Beschleunigung des Schwarzen Lochs beschleunigen um aus dessen Krümmung zu entfliehen. Um diese Menge an Masse zu beschleunigen benötigt es doch mit Sicherheit eine viel größere Menge an Energie.

Ich hoffe ich konnte mein Problem gut genug erläutern. Ich werde mich Morgen mehr mit dem Thema auseinander setzen.

Gute Nacht.
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  #2  
Alt 05.08.17, 12:32
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beitr?ge: 2.635
Standard AW: Gravitative Zeitdilatation und Entkommen des Gravitationsfeldes bei Interstellar

Hallo Finne,

Zitat:
Zitat von Finne Beitrag anzeigen
Um diese Menge an Masse zu beschleunigen benötigt es doch mit Sicherheit eine viel größere Menge an Energie.
ich kann da momentan auch nur Vermutungen anstellen und tippe mal darauf, dass Du recht hast.

Man kann das prinzipiell mit den Formeln der relativistischen Mechanik berechnen. Es ist aber nicht ganz einfach, weil man hier aufgrund des Gravitationsfeldes kein Inertialsystem mehr hat. Man muss also geschickt nähern, um Ergebnisse zu erhalten.

Willkommen im Forum.
__________________
Freundliche Grüße, B.
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  #3  
Alt 06.08.17, 10:54
KKaiser KKaiser ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 19.06.2016
Ort: Worms
Beitr?ge: 11
Standard AW: Gravitative Zeitdilatation und Entkommen des Gravitationsfeldes bei Interstellar

Sorry, aber "Interstellar" sagt mir nix. Ich gehe mal davon aus, dass es sich dabei um einen Film handelt und bei "millers planet" u ein SL (ist allerdings seltsam, ein SL als Planet zu bezeichnen...). Von daher:

Man kann ein SL auch so definieren, dass die Fluchtgeschwindigkeit größer als c ist - deshalb kann auch Licht nicht entweichen (seltsam, aber die Gravitation schafft das irgendwie).
Im Umkehrschluss bedeutet das, wenn man nicht schneller als Licht kann, kommt man auch nicht aus dem SL raus.

Aber möglicherweise kommt man ja auch ohne die erforderliche Fluchtgeschwindigkeit raus. Auf der Erde geht das ziemlich "einfach": man baaut eine Treppe...

KKaiser
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  #4  
Alt 06.08.17, 13:06
pauli pauli ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 03.06.2007
Beitr?ge: 1.473
Standard AW: Gravitative Zeitdilatation und Entkommen des Gravitationsfeldes bei Interstellar

Wenn man den Film garnicht kennt sollte man sich auch nicht um jeden Preis dazu äußern
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  #5  
Alt 06.08.17, 15:09
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 04.10.2014
Beitr?ge: 3.124
Standard AW: Gravitative Zeitdilatation und Entkommen des Gravitationsfeldes bei Interstellar

Die Crew landet auf einem Planeten nahe jedoch noch außerhalb des Ereignishorizontes. D.h. prinzipiell kann sie diesen auch wieder verlassen. Den Energiebedarf kann man mittels der ART exakt berechnen, für genügend große Abstände vom EH mittels der Newtonschen Näherumg abschätzen.

Zunächst muss man aus den Daten zur gravitativen Zeitdilatation den Abstand zum EH berechnen.
__________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
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  #6  
Alt 06.08.17, 18:10
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beitr?ge: 2.635
Standard AW: Gravitative Zeitdilatation und Entkommen des Gravitationsfeldes bei Interstellar

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Zunächst muss man aus den Daten zur gravitativen Zeitdilatation den Abstand zum EH berechnen.
Auch diese Aufgabe bedeutet schon viel Rechenarbeit, weil man den Drehimpuls von Gargantua berücksichtigen muss. Einige Informationen dazu gibt K.Thorne im verlinkten Clip ab 29:44.
__________________
Freundliche Grüße, B.
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  #7  
Alt 06.08.17, 18:58
Finne Finne ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 05.08.2017
Beitr?ge: 4
Standard AW: Gravitative Zeitdilatation und Entkommen des Gravitationsfeldes bei Interstellar

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Die Crew landet auf einem Planeten nahe jedoch noch außerhalb des Ereignishorizontes. D.h. prinzipiell kann sie diesen auch wieder verlassen.
Nach dieser Diskussion (https://physics.stackexchange.com/qu...e-interstellar) soll die escape velocity unabhängig von dem schwarzen Loch sein. Das stimmt vielleicht auch, aber mir stellt sich die Frage wie es sein kann, dass die Crew dem Zeitunterschied und somit auch der Gravitation des schwarzen Lochs entkommt. Also ist es überhaupt für ein normales Raumschiff möglich mit dessen Treibstoff diesen Zeitunterschied zu überwinden?
Mit Sicherheit habe ich die allgemeine Relativitätstheorie nicht ganz verstanden. Dennoch bin ich der Meinung, dass die Angesprochene Zeitdilatation durch die Gravitation des schwarzen Lochs ausgelöst wurde.
Zitat:
Zitat von Finne Beitrag anzeigen
Nun vergeht die Zeit für sie viel langsamer als sie es für die Erdbewohner tut. In einer Stunde für die Crew vergehen auf der Erde 7 Jahre. Dieses Phänomen kommt durch die Starke Gravitation des Schwarzen Lochs zustande.
Meines Wissens nach hängen diese Zeitdilatation und die Gravitation des schwarzen Lochs unmittelbar zusammen. Somit bedeutet eine Rückkehr in die vorherige Zeitmessung, dass man sich dieser Gravitation widersetzt. Stelle ich mir das richtig vor? Und wenn ja wie kann ich diesen Energieaufwand berechnen um klar zu stellen, dass der Film an dieser Stelle einen Fehler gemacht hat?
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  #8  
Alt 06.08.17, 19:39
Herr Senf Herr Senf ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 19.04.2015
Beitr?ge: 235
Standard AW: Gravitative Zeitdilatation und Entkommen des Gravitationsfeldes bei Interstellar

Ich guck mir solche Filme selten an, man darf aber nicht vergessen, daß Kip Thorne wissenschaftlicher Berater war, und der hat die Gravitationswellen "meßbar" gemacht.
Von daher gibt es keine "primitiv-physikalischen" Fehler, höchstens ein zuviel an künstlerischer Freiheit, die Zuschauer brauchen "glaubwürdige" Action.
Der Zeitunterschied durch die Dilatation ist nicht überwindbar, die kommen jünger zurück, weil die Zeit auf der Erde schon vorbei ist.
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  #9  
Alt 06.08.17, 19:56
Finne Finne ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 05.08.2017
Beitr?ge: 4
Standard AW: Gravitative Zeitdilatation und Entkommen des Gravitationsfeldes bei Interstellar

Zitat:
Zitat von Herr Senf Beitrag anzeigen
Der Zeitunterschied durch die Dilatation ist nicht überwindbar, die kommen jünger zurück, weil die Zeit auf der Erde schon vorbei ist.
Ich glaube ich werde falsch verstanden. Es geht mir nicht um die Zeit selber. Meine Frage ist eine andere. Angenommen ein Raumschiff fliegt mit nahezu lichtgeschwindigkeit an der Erde vorbei. Nach Einstein läuft eine Uhr in diesem Raumschiff langsamer als eine auf der Erde. Um diesen Effekt wieder zu normalisieren, also um wieder in das Inertialsystem der Erdbevölkerung zurück zu kehren, muss das Raumschiff entgegen seinem Geschwindigkeitsvektor, welcher relativ zu der Erde ist, beschleunigen. Also Bremsen. Somit gleicht das Raumschiff die Uhr der Erde und die des Raumschiffs aneinander an.
Nun habe ich mir vorgestellt, dass das Raumschiff auf Millers Planet in dem Gravitationsfeld des schwarzen Lochs liegt und daher eine Beschleunigung verspürt, welcher entgegen gewirkt werden muss um diesem zu entkommen und somit die Zeit zu normalisieren.
Bitte schreibt ob meine Erklärung verständlich war oder wenn etwas nicht genug erklärt wurde.
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  #10  
Alt 06.08.17, 20:54
Herr Senf Herr Senf ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 19.04.2015
Beitr?ge: 235
Standard AW: Gravitative Zeitdilatation und Entkommen des Gravitationsfeldes bei Interstellar

Hallo Finne,

ich glaub nicht, dich falsch zu verstehen, irgendwas geht bei dir mit der Zeitdilatation durcheinander.
Die, die auf der Erde bleiben, sind sozusagen die Zuschauer, für die vergeht die irdische Eigenzeit ohne Action, eher langweilig.
Für die, die sich ins Abenteuer stürzen, müssen wir drei Etappen ansehen:
- Wegfliegen mit hoher Geschwindigkeit, ihre (Eigen)Zeit vergeht langsamer
- Aufenthalt im Gravitationspotenzial eines SL (aber übern EH), Zeit vergeht langsamer
- Rückflug mit hoher Geschwindigkeit, Zeit vergeht auch langsamer ! unabhängig von der Richtung

Wenn sie von der Erde zB mit 30 Jahren abgeflogen sind, kommen sie mit 31 zurück, ihre Kumpels sind aber schon so um die 70.
Sie sind aber nicht in die (eigene) Zukunft geflogen, sie haben 39 Erdenjahre verpaßt, die aus ihrer Sicht für die "Dortigen" schneller vorbei waren.
Sie haben die ganze Zeit ihre Gegenwart erlebt, die auf der Erde auch, und jetzt gibt es eine Differenz, jeder kann seine Vergangenheit erzählen,
die Reisenden hatten nur ein Jahr Vergangenheit nach ihrer Uhr und man sieht es ihnen an. Auf dem "Objekt Erde" hat sich aber viel getan.

Grüße Dip

PS: wenn sie wieder zurück auf der Erde sind, sind sie nach dem dortigen Stand der Technik von +39 aber mit einem Oldtimer zurückgeflogen.
Sie haben durch ihre "Flugmanöver" einen kürzeren Weg durch die Raumzeit genommen als die Erde, warum sollen sie sich wünschen, auch 70 zu sein?

Ge?ndert von Herr Senf (06.08.17 um 21:08 Uhr)
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Stichworte
gravitation, raumzeit, relativitätstheorie, schwarze löcher

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