Quanten.de Diskussionsforum  

Zur?ck   Quanten.de Diskussionsforum > Theorien jenseits der Standardphysik

Hinweise

Theorien jenseits der Standardphysik Sie haben Ihre eigene physikalische Theorie entwickelt? Oder Sie kritisieren bestehende Standardtheorien? Dann sind Sie hier richtig.

Antwort
 
Themen-Optionen Ansicht
  #1  
Alt 03.01.21, 20:20
Martin G Martin G ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 19.12.2020
Ort: Zürich
Beitr?ge: 13
Idee Obergrenze Gravitationsbeschleunigung

Hallo zusammen,

hat die Gravitationsbeschleunigung eine Obergrenze?

Überall lernt man, dass fallende Objekte theoretisch bis zur Lichtgeschwindigkeit (c) weiter beschleunigt werden, unabhängig davon, wie stark ein Massekörper (hier die Erde) gravitiert, oder wie schnell ein Objekt fliegt.
Also wenn z.B. ein Objekt mit 99% c auf die Erde zufliegt, dann wird dieses noch weiter beschleunigt. Die üblichen Formeln dazu sind m.W. alle bis c offen.

Ich kann diese Selbstverständlichkeit nicht nachvollziehen, daher stelle ich folgende Hypothesen auf:

Bedingungen:
- ein Objekt fliegt senkrecht auf den Erdmittelpunkt zu
- es gibt keine Luft- oder sonstigen Reibungs-Widerstände, keine störenden Gezeiten oder Sonnenwinde
- die Messungen finden in der Nähe der Erdoberfläche statt
- es gilt die jeweils lokal gültige Fluchtgeschwindigkeit (nahe Erdoberfläche als gleich angenommen)
- Beschleunigung nahe Erdoberfläche: 9,8 m/s^2
- Fluchtgeschwindigkeit nahe Erdoberfläche: 11200 m/s
- mit Fluchtgeschwindigkeit wird auf den senkrechten Fall referenziert, nicht auf die Umlaufbahn selbst!
(Werte sind gerundet)

Hypothese 1
Die Gravitationsbeschleunigung ist auf die Fluchtgeschwindigkeit begrenzt.

Beispiele:
- Ein stationäres Objekt wird über der Erdoberfläche losgelassen und beschleunigt mit 9,8 m/s^2 (soweit bekannt)
- Ein Objekt, welches sich bereits mit knapp 11200 m/s nähert, beschleunigt kaum noch (relativ zum Streckenabschnitt, soweit auch noch bekannt)
- Ein Objekt, welches sich mit genau 11200 m/s nähert, beschleunigt gar nicht mehr (bzw. nur noch um so viel, wie das jeweils nächst höhere Gravitationspotential einfordern würde).


Hypothese 2
Oberhalb der Fluchtgeschwindigkeit wird ein Objekt zunehmend negativ beschleunigt (abgebremst),
dabei genau invers zur Beschleunigung eines stationären Objekts:
A: bei doppelter Fluchtgeschwindigkeit (weiter ansteigende Bremswirkung bis c), oder
B: bei c (bei doppelter Fluchtgeschwindigkeit geringere Bremswirkung )


Beispiele:
- Ein Objekt, welches sich mit knapp über 11200 m/s nähert, wird nur leicht gebremst.
- A: Ein Objekt, welches sich mit 22400 m/s (2*11200) nähert, bremst mit -9,8 m/s^2.
- B: Erst bei c greift die inverse Bremskraft von -9,8 m/s^2


In einer früheren Version hatte ich die Kreisbahngeschwindigkeit als Obergrenze genannt, aber dies widerspricht der Tatsache, dass von weitem hereinfallende Objekte mit Fluchtgeschwindigkeit fliegen, also noch weiter beschleunigt werden, obwohl sie bereits schneller als die (jeweilige) Kreisbahngeschwindigkeit unterwegs sind.
Auf die Idee kam ich, weil das Gravitationspotential nach meinem Verständnis das Gegenstück zur kinetischen Energie bildet und da nahm ich an, dass wenn sich die beiden Kräfte aufheben, es keinen weiteren "Bedarf" mehr für eine Beschleunigung gäbe.

Mögliche Tests / Beobachtungen:
- Apollo-Missionen: hat sich quasi nur zurückfallen lassen, so dass es beinahe die Fluchtgeschwindigkeit erreichte, also kein zusätzlicher Schub, mit dem man das hätte feststellen können.
- Shoemaker-Levy 9: Einfall von Kometen auf Jupiter 1994. ich kenne keine genauen Telemetrie-Daten und stelle es mir auch schwierig vor, (damals) exakte Berechnungen vorzunehmen, die atmosphärischen Widerstand und Shapiro-Verzögerung berücksichtigen.
- Pound–Rebka Experiment: für mich nicht "einleuchtend" mit dem Ergebnis die eine oder andere Theorie auszuschließen, lasse es mir ggf. aber gern erklären.
- Reversed Gravitational Acceleration for High-speed Particles - interessant, da für externen Beobachter langsamer werdend, aber relativ zu c noch beschleunigend (Shapiro). Hier handelt es sich aber um ein schwarzes Loch mit c als Kreisbahngeschwindigkeit am Ereignishorizont, daher scheint mir der Artikel auch nicht relevant.

Gibt es zu dem Thema noch andere Diskussionen / Arbeiten / Quellen?
Sind diese Hypothesen durch Tests oder Beobachtungen - direkt oder indirekt - bereits falsifiziert worden?
Gibt es logische Ableitungen, die zu anderen physikalischen (bewiesenen) Gesetzen im Widerspruch stehen?

Wenngleich mir die erste Hypothese näher liegt als die zweite, so bin ich von keiner der beiden überzeugt, sondern möchte sie lediglich zur Diskussion stellen, da ich sie nach meinem Verständnis nicht ausschließen kann.

Kritik und Hinweise jeder Art willkommen

Gruß,
Martin

Ge?ndert von Martin G (22.01.21 um 02:51 Uhr) Grund: verständlicher geschrieben, Korrekturen
Mit Zitat antworten
  #2  
Alt 06.02.22, 20:02
Physikhoerstel Physikhoerstel ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 17.01.2021
Beitr?ge: 8
Standard AW: Obergrenze Gravitationsbeschleunigung

Hallo Martin,
ich verstehe nicht recht den Zusammenhang zwischen der allerersten Frage und dem dann folgenden Beispiel, wo es um Geschwindigkeiten von 11200 m/s bzw. 22400 m/s geht. Das ist doch weit entfernt von Lichtgeschwindigkeit, die meines Wissens 299792458 m/s beträgt.

Die landläufige Formel für die Berechnung der Geschwindigkeit im freien Fall v=Wurzel aus (2 x g x y) [mit y=zurückgelegte Fallstrecke] geht von einer konstanten Masse aus, was aber in Nähe der Lichtgeschwindigkeit keinesfalls zutrifft, da die Masse bei Lichtgeschwindigkeit unendlich groß wird. Deshalb kann die Lichtgeschwindigkeit im freien Fall nie erreicht werden.

Oder habe ich die Frage nicht richtig verstanden ?
Mit Zitat antworten
  #3  
Alt 09.02.22, 02:19
Martin G Martin G ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 19.12.2020
Ort: Zürich
Beitr?ge: 13
Cool AW: Obergrenze Gravitationsbeschleunigung

Hallo Physikhoerstel,

erst mal vielen Dank, dass du auf diese Frage eingehst.

Es ist eine sehr provokante Idee, bei der es wirklich darum geht, dass Gravitationsanziehung mit zunehmender Annäherungsgeschwindigkeit aufhört zu wirken, da die relativistischen Geschwindigkeits-Faktoren (SRT) jene der Gravitation (ART) kompensiert, so meine (naive) Vorstellung.
Beispiel:
Von der Erde wird ein Lichtstrahl zu einem Raumschiff (stationär zur Erde) im All gesendet. Dieses sieht das Licht rotverschoben, gemäß Gammafaktor aus der Differenz beider Gravitationspotentiale. Fliegt das Raumschiff nun senkrecht auf die Erde zu, sieht es in Flugrichtung eine Blauverschiebung, die mit zunehmender Geschwindigkeit zuerst die ursprüngliche Rotverschiebung kompensiert und dann sogar noch blauer wird. Hier weiß ich nicht, ab welcher Geschwindigkeit eine Kompensation der ursprünglichen Rotverschiebung stattfindet. Es schien mir nur naheliegend (bzw. meine mich zu erinnern), dass es mit der Fluchtgeschwindigkeit einher geht. Warum soll die Gravitationsbeschleunigung nicht ebenso aufgehoben werden?

In der zweiten Hypothese tritt sogar eine gegenteilige Wirkung ein, wobei ein sich herannahender Körper, der z.B. schneller als die Fluchtgeschwindigkeit unterwegs ist, sogar abgebremst wird.

Gravitation wird also nicht nur als Raumzeitkrümmung verstanden, die für alle Beobachter gleich gilt, sondern verhält sich unterschiedlich, je nach Inertialsystem.

Wichtig dabei ist die ausschließlich senkrechte Wirkung. Jeder Anteil, der tangential wirkt, ist davon ausgenommen (Orbit = 100% tangential).
Ich bin mir nicht sicher, ob man das logisch und/oder durch präzise Berechnung vs. Beobachtung (z.B. fly-by) ausschließen kann. Formeln, welche nicht direkt oder indirekt durch "handfeste" Beobachtungen gestützt sind, würde ich erst mal mit einem Fragezeichen versehen.

Auch wenn es leider müßig ist, Gravitation mit Gravitation zu erklären, bediene ich mich doch mal eines Trichters, in den eine Murmel rollt.
Mit den bekannten Formeln wäre die Murmel stets an die Trichter-Wand gebunden, egal wie schnell sie rollt (das ist natürlich schon doof, da sie mit Überschuss in Wirklichkeit abheben würde).

Hypothese 1
Der Trichter würde sich mit zunehmender Murmelgeschwindigkeit zum Zentrum hin vertikal stauchen.
Genauer: Bei einer Entfernung x vom horizontalen Trichter-Mittelpunkt gilt ein dort vorherrschendes Potential und somit eine bestimmte Fluchtgeschwindigkeit. Nähert sich die Murmel mit genau dieser Geschwindigkeit, sieht sie den Trichter bis zu dieser Entfernung flach, und bis zum Zentrum sieht sie noch einen "Rest-Trichter". ab dem Punkt x wird die Murmel weiter beschleunigt, wobei der Trichter weiter abflacht.
Fliegt die Murmel so schnell, wie das Zentrum des Trichters an Fluchtgeschwindigkeit einfordert, wird der Trichter von vornherein komplett flach gesehen. Dies passiert auch beim freien Fall von weit außerhalb (wobei die Murmel auf der Erdoberfläche schon gestoppt würde, bevor der Trichter ganz abflacht).

Hypothese 2
Fliegt die Murmel noch schneller, fängt der Trichter an sich vertikal in die andere Richtung (nach oben) hin auszuformen, so dass die Murmel nicht mehr in den Trichter hinein rollt, sondern sich von der abwärts gerichteten Kraft hinweg sogar ausgebremst wird, in dem sie aufwärts rollen muss.

Während dadurch die Murmel langsamer wird, sackt der Trichter wieder in sich zusammen, aber maximal nur bis ins Flache, da die Anziehungskraft dafür sorgt, dass zumindest die Fluchtgeschwindigkeit aufrechterhalten bleibt.

mit den 22,4 km/s meinte ich, dass die Erde bei doppelter Fluchtgeschwindigkeit mit umgekehrter Stärke (an der Oberfläche) invers beschleunigt (bremst) und darüber hinaus die Bremskraft sogar stärker wiegt, als die Gravitationsbeschleunigung (an der Oberfläche).
Also, ob der Trichter bei 22.4 km/s Annäherungsgeschwindigkeit bereits voll invertiert ist und dann noch weiter in die Höhe wächst.

Im Folgenden möchte ich noch etwas weiter ausholen, damit meine Gedankengänge vielleicht verständlicher sind:
So wie am Ereignishorizonts eines schwarzen Lochs bis ins Unendliche rote Wellen emittiert werden, so sieht man bei annähernd c in Flugrichtung unendlich blauverschobene Wellen. Daher denke ich, dass ein Massekörper wie die Erde immer irgendwo dazwischen liegt.
Folglich müsste bei überhöhter Annäherung ein Massekörper in Richtung weißes Loch erscheinen?
Angefangen mit dem Horizont eines schwarzen Lochs, der sich nach innen verlagern, da man ja mit zunehmender Blauverschiebung als Beobachter wieder Licht "freisetzt" (ich wehre mich gegen den Gedanken, dass einerseits das Licht am Ereignishorizont blauer erscheint, das Licht aber am selben Radius weiter eingefangen wird, ausser der Ereignishorizont wird schneller/schärfer abgegrenzt), genau so gibt es bei der Erde einen theoretischen "invertierten" Ereignishorizont, der dann eben weiter nach außen wandert.

Spannend wäre dann noch die Frage, wie würden wir einen Himmelskörper A von der Erde beobachten, welcher sich schneller als seine eigene fordernde Fluchtgeschwindigkeit auf uns zu bewegt, während ein anderer Himmelskörper B seitlich (senkrecht) auf A zufliegt und ein weiterer C stationär zu A mitfliegt. Sehen wir dann das Potential (und damit einhergehende Anziehungskraft) von A, so wie B oder C es sieht?

Im Bild eines Gummituchs würde der Schwerpunkt in der Mitte leichter werden und ab Fluchtgeschwindigkeit sogar negatives Gewicht erreichen und das Gummituch nach oben ziehen.
ACHTUNG: Orbiter sehen parallel dazu das ganze unverändert im alten Bild - genauso wie jeder Beobachter stationär zum Mittelpunkt.
Oder anders ausgedrückt: die Realität für die Orbiter ist eine andere, als jene für den Herranrasenden (propper reality?).

Also die Formel für die Fallbeschleunigung Gm/r^2 müsste entsprechend erweitert werden, so dass die Beschleunigung für den Reisenden/die Murmel mit zunehmender Geschwindigkeit abnimmt (natürlich auf dieselben Zeitabschnitte bezogen, nicht auf Streckenabschnitte)

Mögliche Hinweise:

Fly-by-Anomalie
https://de.wikipedia.org/wiki/Fly-by-Anomalie
https://en.wikipedia.org/wiki/Flyby_anomaly

ʻOumuamua
https://de.wikipedia.org/wiki/1I/%CA%BBOumuamua
https://en.wikipedia.org/wiki/%CA%BBOumuamua

Ich bin mir aktuell nicht mehr sicher, ob ich diese Hypothesen so stehen lassen kann.
Auch weiß ich nicht, wie sich das ganze beim Wegflug verhalten soll, da einerseits die Zeitdilatation Richtungs-ungebunden überall hin gleich gilt, aber die relativistische Dopplerverschiebung sowie Längenkontraktion zumindest scheinbar etwas anderes aussagen. Das an sich ist ein großes Thema für mich, da ich mir vorstelle, dass wir Zeit noch zu einfach sehen und in Wirklichkeit die Zeit in jede Richtung eine andere Realität ausbildet, aber das würde hier den Rahmen sprengen ;-)

Ge?ndert von Martin G (09.02.22 um 09:27 Uhr) Grund: kleine Korrekturen
Mit Zitat antworten
  #4  
Alt 09.02.22, 10:05
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beitr?ge: 2.161
Standard AW: Obergrenze Gravitationsbeschleunigung

Das ist jetzt schon über ein Jahr her, und du hast's immer noch nicht gerechnet? Deine Hypothese kannst du mit einer ganz simplen numerischen Simulation widerlegen. Das geht sogar in Excel.
Mit Zitat antworten
  #5  
Alt 09.02.22, 11:26
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beitr?ge: 3.045
Standard AW: Obergrenze Gravitationsbeschleunigung

Zitat:
Zitat von Martin G Beitrag anzeigen
hat die Gravitationsbeschleunigung eine Obergrenze?
Die kannst du mit einer Grenzwertbetrachtung leicht ausrechnen,

Der Korrekturfaktor der ART zur Newtonschen Gravitationskraft ist 1/sqrt(1-2M/r) mit G=c=1.

Geht nun r gegen den Schwarzschildradius, dann geht .... ?
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
Mit Zitat antworten
Antwort

Lesezeichen

Stichworte
beschleunigung, gravitation, gravitationspotential, lichtgeschwindigkeit

Themen-Optionen
Ansicht

Forumregeln
Es ist Ihnen nicht erlaubt, neue Themen zu verfassen.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, auf Beitr?ge zu antworten.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, Anh?nge hochzuladen.
Es ist Ihnen nicht erlaubt, Ihre Beitr?ge zu bearbeiten.

BB-Code ist an.
Smileys sind an.
[IMG] Code ist an.
HTML-Code ist aus.

Gehe zu


Alle Zeitangaben in WEZ +1. Es ist jetzt 07:27 Uhr.


Powered by vBulletin® Version 3.8.8 (Deutsch)
Copyright ©2000 - 2022, vBulletin Solutions, Inc.
ScienceUp - Dr. Günter Sturm