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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 22.09.10, 00:08
YXYXYX YXYXYX ist offline
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Registriert seit: 22.09.2010
Beiträge: 2
Frage Aberration: Gravitation schneller als Licht?

Ich verstehe immer noch nicht, wie das mit der Aberration zusammenhängen soll, die die Orbitale (also die Planetenbahnen) vergrössern würde und sich die Massen somit auseinander treiben würden. Es heisst, Gravitation müsse schneller als Licht sein, damit dieser Effekt nicht eintrette. Kann mir das Jemand genauer erklären?
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  #2  
Alt 22.09.10, 00:16
Benutzerbild von JoAx
JoAx JoAx ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 05.03.2009
Beiträge: 4.324
Standard AW: Aberration: Gravitation schneller als Licht?

Zitat:
Zitat von YXYXYX Beitrag anzeigen
Kann mir das Jemand genauer erklären?
Ehrlich gesagt verstehe ich nicht, was du meinst. Wie sehen es die anderen?


Gruss
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  #3  
Alt 23.09.10, 20:04
nescius nescius ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 18.07.2010
Beiträge: 7
Standard AW: Aberration: Gravitation schneller als Licht?

Hallo zusammen,

ich denke das hier ein Problem mit dem Newtonschen Gravitationsgesetz angesprochen wird, in der Gravitationskräfte ohne Zeitverlust wirken. Wenn jedoch eine endliche Geschwindigkeit angenommen wird, kommt es zu Aberrationeffekten.

Zitat aus Wikepedia (besser kann ichs auch nicht erklären)

"Die Konsequenzen lassen sich am besten durch ein Beispiel erklären: Betrachten wir die Erde und die Sonne und nehmen wir eine Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation an, die der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Dann würde auf die Erde eine Kraft in Richtung des Ortes wirken, an dem die Sonne vor 8 Minuten war und auf die Sonne wirkte eine Kraft in Richtung des Ortes, an dem die Erde vor 8 Minuten war. Diese Verzögerung hätte zur Folge, dass sich der Abstand zwischen Erde und Sonne jährlich ständig vergrößerte, das heißt die Orbits wären instabil. Ähnliches wäre bei Erde und Mond zu erwarten.

Dies widerspricht jedoch der Beobachtung: Beim Mond z.B. ändert sich der Abstand jährlich nur um etwa 4 cm und dies kann durch die Gezeitenwirkungen zwischen Erde und Mond (Verlust von Rotationsenergie, Drehimpulsverlust) erklärt werden. Die Stabilität der Orbits lässt sich daher im newtonschen Modell nur erreichen, indem man eine höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation annimmt. Laplace gab diese mit 7·106c an, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Diese hohe Geschwindigkeit der Gravitationswechselwirkung, die bei der newtonschen Gravitation nötig wäre, ist ein Angriffspunkt, den einige Kritiker im 19. Jh. generell gegen alle Theorien mit endlicher Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Gravitation – wie z.B. der Le-Sage-Gravitation oder Gravitationserklärungen auf elektrischer Basis – benutzten."

Mit der ART wurde jedoch eine völlig neue und elegante Sichtweise auf die Probleme (Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation auf die Umlaufbahnen von Planeten und Monden) von A. Einstein gefunden, die alle bis dahin diskutierten Erklärungsversuche ablöste.

LG
Nescius
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  #4  
Alt 23.09.10, 20:39
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 4.978
Standard AW: Aberration: Gravitation schneller als Licht?

Zitat:
Zitat von nescius Beitrag anzeigen
Mit der ART wurde jedoch eine völlig neue und elegante Sichtweise auf die Probleme (Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation auf die Umlaufbahnen von Planeten und Monden) von A. Einstein gefunden, die alle bis dahin diskutierten Erklärungsversuche ablöste.
Hallo nescius,

es scheint sich zumindest so zu verhalten. Wenn sich nach Newton die Gravitationswirkungen nicht unendlich schnell ausbreiten würden, dann würden sich umkreisende Körper in einer Spiralbahn recht schnell voneinander entfernen.

Es ist ja nicht so, dass die Erde um die Sonne kreist. Sondern Erde und Sonne kreisen um den gemeinsamen Schwerpunkt. Gut. In diesem Fall befindet sich dieser Schwerpunkt innerhalb der Sonne, also "eiert" die Sonne gewissermaßen um den gemeinsamen Schwerpunkt.

Die Gravitationskraftwirkungen wären nach Newton aber bei einer nicht unendlichen Ausbreitungsgewschwindigkeit wegen der Verzögerung nie auf den gemeinsamen Schwerpunkt gerichtet. Das führt zwingend zu Spiralbahnen.

Wie genau die ART jetzt dieses Problem umgeht, kann ich leider nicht beantworten.

Gruss, Marco Polo
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  #5  
Alt 23.09.10, 22:09
YXYXYX YXYXYX ist offline
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Registriert seit: 22.09.2010
Beiträge: 2
Lächeln AW: Aberration: Gravitation schneller als Licht?

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Es ist ja nicht so, dass die Erde um die Sonne kreist. Sondern Erde und Sonne kreisen um den gemeinsamen Schwerpunkt. Gut. In diesem Fall befindet sich dieser Schwerpunkt innerhalb der Sonne, also "eiert" die Sonne gewissermaßen um den gemeinsamen Schwerpunkt.
Ja, genau so habe ich das jetzt auch verstanden. Macht auch viel mehr Sinn. Das müsste es auch sein, was eben die ART voraussagt.
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  #6  
Alt 24.09.10, 22:59
nescius nescius ist offline
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Beiträge: 7
Standard AW: Aberration: Gravitation schneller als Licht?

Hallo zusammen,

@Marco Polo
Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Die Gravitationskraftwirkungen wären nach Newton aber bei einer nicht unendlichen Ausbreitungsgewschwindigkeit wegen der Verzögerung nie auf den gemeinsamen Schwerpunkt gerichtet. Das führt zwingend zu Spiralbahnen.
Meiner Meinung nach wirken die Gravitationskräfte auf das Gravitationszentrum der jeweiligen Körper und nicht auf den gemeinsamen Schwerpunkt. In den erwähnten Beispiel Sonne-Erde wäre der Unterschied zwar nur verschwindet klein und würde zum gleichen Ergebnis führen (Spiralbahnen).

Man könnte aber auch ein Doppelsternsystem mit gleich großen Sonnen als Beispiel nehmen, deren Schwerpunkt sich dann in der Mitte zwischen den Sternen befindet. Wenn in diesem Fall die Gravitation nur auf den gemeinsamen Schwerpunkt wirken würde, könnte die gravitative Aberration dann nicht eintreten.

LG
Nescius
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  #7  
Alt 24.09.10, 23:50
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
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Standard AW: Aberration: Gravitation schneller als Licht?

Zitat:
Zitat von nescius Beitrag anzeigen
Meiner Meinung nach wirken die Gravitationskräfte auf das Gravitationszentrum der jeweiligen Körper und nicht auf den gemeinsamen Schwerpunkt.
Hallo nescius,

das ist völlig ausgeschlossen. Gravitationskräfte nach Newton wirken immer in Richtung des gemeinsamen Schwerpunktes. Nur deswegen kreisen ja auch beide Partner um den gemeinsamen Schwerpunkt.

Wäre das nicht so, dann ergäben sich eben zwingend die Spiralbahnen.

Zitat:
Man könnte aber auch ein Doppelsternsystem mit gleich großen Sonnen als Beispiel nehmen, deren Schwerpunkt sich dann in der Mitte zwischen den Sternen befindet. Wenn in diesem Fall die Gravitation nur auf den gemeinsamen Schwerpunkt wirken würde, könnte die gravitative Aberration dann nicht eintreten.
Der gemeinsame Schwerpunkt liegt immer irgendwo auf einer Linie zwischen den Einzelschwerpunkten der beteiligten Partner.

Es ist völlig unerheblich, ob sich dieser genau in der Mitte der beiden gravitierenden Massen befindet oder nicht.

Bei einer hypothetischen endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitationskraftwirkung im newtonschen Falle, zeigt der Kraftvektor zum Wirkzeitpunkt wegen der Verzögerung zwar in diesem Spezialfall in Richtung des gemeinsamen Schwerpunktes, aber nicht mehr senkrecht zur Bahn der beteiligten Partner. Beide Partner sind dann ja bereits weitergewandert.

Ist zumindest meine Vorstellung der Problematik.

Es muss also nach Newton von einer unendlichen Geschwindigkeit der Gravitationswirkung ausgegangen werden.
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  #8  
Alt 25.09.10, 00:04
Hawkwind Hawkwind ist offline
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Standard AW: Aberration: Gravitation schneller als Licht?

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Hallo nescius,

das ist völlig ausgeschlossen. Gravitationskräfte nach Newton wirken immer in Richtung des gemeinsamen Schwerpunktes.
Bist du sicher ?

Newtonsches Gravitationsgesetz (laut z.B. Wiki)



e_r bezeichnet den Einheitsvektor in radialer Richtung, für den Fall, dass eine der beiden Massen im Zentrum des gewählten Koordinatensystems liegt.


Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Nur deswegen kreisen ja auch beide Partner um den gemeinsamen Schwerpunkt.
Das ergibt sich aus einem Rechentrick, mit dessen Hilfe aus dem 2-Körper- ein 1-Körper - Problem wird (Einführung der reduzierten Masse und Beschreibung des Problems im Schwerpunktsystem). Siehe z.B.
http://de.wikipedia.org/wiki/Zweik%C3%B6rperproblem

Die Kräfte wirken aber dennoch auf den Verbindungslinien der 2 Körper, d.h. von Zentrum zu Zentrum.
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  #9  
Alt 25.09.10, 00:39
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
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Standard AW: Aberration: Gravitation schneller als Licht?

Hi Uli,

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Bist du sicher ?
Sagen wir mal so: Haus und Hof würde ich darauf nicht verwetten. Aber eigentlich bin ich mir da schon recht sicher. Das sagt mir zumindest meine Intuition.

Im übrigen würde ich im Gegensatz zu so manch anderem Protagonisten hier, niemals meine Meinung als die einzig wahre hinstellen wollen.

Deswegen bin ich mir natürlich nicht 100% sicher. Schon gar nicht, wenn jemand deines physikalischen Backgrounds Bedenken anmeldet.

Zitat:
Newtonsches Gravitationsgesetz (laut z.B. Wiki)



e_r bezeichnet den Einheitsvektor in radialer Richtung, für den Fall, dass eine der beiden Massen im Zentrum des gewählten Koordinatensystems liegt.
Dieser Einheitsvektor. Muss der nach Newton nicht konstant senkrecht zur Bahn wirken, damit eine Kreisbewegung überhaupt ermöglicht wird? Das tut er aber imho nur bei unendlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation.

Zitat:
Die Kräfte wirken aber dennoch auf den Verbindungslinien der 2 Körper, d.h. von Zentrum zu Zentrum.
Ja. Aber nur bei unendlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation. Bei endlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation sollte klar sein, dass diese Wirkung das andere Zentrum verfehlt, da es ja bis dahin weitergewandert ist.
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  #10  
Alt 25.09.10, 01:49
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
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Standard AW: Aberration: Gravitation schneller als Licht?

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Hi Uli,



Sagen wir mal so: Haus und Hof würde ich darauf nicht verwetten. Aber eigentlich bin ich mir da schon recht sicher. Das sagt mir zumindest meine Intuition.

Im übrigen würde ich im Gegensatz zu so manch anderem Protagonisten hier, niemals meine Meinung als die einzig wahre hinstellen wollen.

Deswegen bin ich mir natürlich nicht 100% sicher. Schon gar nicht, wenn jemand deines physikalischen Backgrounds Bedenken anmeldet.



Dieser Einheitsvektor. Muss der nach Newton nicht konstant senkrecht zur Bahn wirken, damit eine Kreisbewegung überhaupt ermöglicht wird? Das tut er aber imho nur bei unendlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation.



Ja. Aber nur bei unendlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation. Bei endlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation sollte klar sein, dass diese Wirkung das andere Zentrum verfehlt, da es ja bis dahin weitergewandert ist.
Na gut - niemand weiss, wohin Newtons Kraftvektoren bei endlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation zeigen würden, denn endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit gibt es bei Newton nun einmal nicht. Seine Gesetze beschreiben eigentlich nur statische Felder.

Bei bewegter Quelle müsste die Kraft dann wohl auf einen Raumpunkt hinter der Quelle zeigen. Ich wüsste nicht, wieso das der Schwerpunkt des 2-Körper-Problems sein sollte. Die Lage des Punktes hängt ja dann auch von der angenommenen Höhe der Ausbreitungsgeschwindigkeit ab.
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