Darkside hat geschrieben:Dein Beitrag besteht zu 95% aus Inhalten älterer Beiträge von dir aus dem SciFi-Forum.
Dein Text dein Recht; aber warum verlinkst du nicht gleich?
Weil ich annehme, dass gepostete Texte eher beachtet werden als Links. Außerdem ist dies für die Leser einfacher, einen zusammengestellten und überarbeiten Text zu lesen und darauf zu antworten, als sich durch mehrere Links aus einem anderen Forum zu arbeiten.
Der Hintergrund besteht darin, dass ich es mir angewöhnt habe, lehrreiche Diskussionen, bei denen ich bei den anspruchsvollen Postings nur Teile verstanden habe, später noch mal nachzusschlagen. Manchmal verstehe ich später (nach dem Imput weiterer Beiträge, Websids und Bücher) einige Postings besser.
Außerdem hatte ich für einige meiner Postings Stunden Zeit aufgewendet und viel Mühe beim Lernen. Später auf meine "Schulhefte" zurückzugreifen, um so Texte über die Thematik zusammenzustellen, halte ich für legitim. Allegemein gehe ich davon aus, dass dies hier noch nicht bekannt ist. (Außerdem widerholst Du auch gerne Deine Aussagen, anstand neu zu formulieren.)
Außerdem: Warum sollte ich das Rad zwei mal erfinden?
Interessant, dass Du dir überhaupt die Mühe gemacht hast, meine Beiträge im SciFi-Forum in den verschiedenen Threads zu "studieren". Gehe ich recht in der Annahme, dass Du auch einige Beiträge von anderen Usern gelesen hast, insbesondere von Agent Scullie? - Kennen wir uns vielleicht?
Deine Absicht besteht vermutlich darin, die Usergemeinde davor zu schützen, dass ich sie täusche, richtig?
Nun folgt die zweite und letzte Zusammenfassung meiner bescheidenen Erkenntisse über die ART aus jahrelanger Diskussion und dem Lesen des Buches
"Gravitation und Raumzeit".
Vor einiger Zeit hatte ich hier u.a. Ernst Mach als Vorläufer Einsteins erwähnt. Es geht um die Frage: Warum ist Masse träge? Lange meinte man, die Ursache für die Trägheit sei in der
Masse selbst begründet, weil sie sich relativ zum absolut ruhenden Raum bewege. Doch mit Aufkommen der relativistischen Physik musste man sich von dieser alten Vorstellung der absoluten Bewegung verabschieden. Ernst Mach brachte Einstein auf den Gedanken, dass sich Massen
relativ zu anderen Massen bewegen.
Das Eötvös-Experiment zeigt zudem, dass die Begriffe träge
Masse und
schwere Masse in die Rumpelkammer der Physik gehören und seither nur noch von
Masse die Rede ist.
Mit diesem Experiment konnte eine Vorhersage der ART bestätigt werden, gemäß dem alle Objekte gleich schnell zu Boden fallen. Die Bewegung von Masse liegt
nicht in der Eigenschaft der Masse begründet, sondern die Raumzeit "greift" Masse und beherrscht ihre Bewegung.
Solange keine Kraft auf eine Masse einwirkt, wird sie sich auch kräftefrei in der Raumzeit bewegen. Ist diese flach, bewegt sich die Masse auf einer geraden Weltlinie. Die Bewegung ist gleichförmig und die Geschwindigkeit unverändert. Erst eine Kraft führt zur Geschwindigkeitsänderung (Beschleunigung, Änderung des Vektors). Je größer die Kraft ist, je größer ist auch der Beschleunigungsfaktor.
Ist die Raumzeit hingegen gekrümmt, bewegt sich auch die Masse auf einer gekrümmten Weltlinie. Die Raumzeit bestimmt also, wie sich Massen bewegen.
Bei so frei schwebenden Massen bleibt der
Impuls erhalten, doch ohne Bezugspunkte wäre es unmöglich, diesen zu bestimmen. Stellt euch vor, ihr befändet euch in einer Kabine ohne Fenster: Wenn ihr darin schwerelos wäret, würdest ihr dann nicht folgern, dass ihr frei schwebst?
Dabei könnte sich diese Kabine auch im freien Fall befinden. Tatsächlich gibt es keinen physikalischen Unterschied zwischen
freiem Fall und
freiem Schweben. Die Bewegung wird ja nur in Bezug zu anderen Objekten festgestellt (Äquivalenzprinzip).
Würde der Fußboden unter unseren Füssen uns nicht an der natürlichsten Bewegung hindern (und uns so
Gewicht verleihen), sondern könnten wir uns einfach so bewegen, wie es die Raumzeit bestimmt; dann würden wir
frei schweben (dies entspräche einer frei schwebenden Testmasse oder eine frei fallenden Koordinate).
Nimmt einmal an, jemand würde nicht mehr mit der Masse der Erde wechselwirken und könnte durch Wände gleiten, wie ein Neutrino. Dann würde ihn die Raumzeit frei ins Innere der Erde fallen lassen. Seine höchste Geschwindigkeit hätte er im Erdkern und dann – „fällt“ ihr nach
oben. Oder wäre es nun nicht besser, vom
freien Schweben zu sprechen?
Er würde ewig hin und her pendeln, wie ein Bumerang (bspw. von Europa nach Neuseeland und zurück).
Auch die Erde schwebt frei in der Raumzeit, welche ihre Bewegung beherrscht. Im biblischen Prosa ausgedrückt:
Aufgehängt an Nichts.
Zusammenfassend kann man sagen: In einem frei fallenden Bezugssystem kann man die Geschwindigkeit nur relativ zu einem anderen Objekt feststellen, welches sich auf einer „benachbarten“ Weltlinie bewegt. Im freien Fall schwebt man kräftefrei. Um dies abzuändern, wäre eine Kraft erforderlich.
Einfach ausgedrückt, könnte man sagen: Die Raumzeit
greift Masse; ohne Einwirkung einer Kraft bleibt die Geschwindigkeit erhalten, da dass Vakuum einen Impulswert von null hat. Daraus folgt, dass die Raumzeit den Impuls nicht ändert, da keine Kraft auf die Masse einwirkt. Daraus folgt die Impulserhaltung.
Sir Isaac Newton beschrieb die Gravitation als eine Kraft mit „mystischer“ Fernwirkung, welche instantan über das Vakuum hinweg wirkt. In Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie (ART) taucht jedoch KEINE Fernwirkung mehr auf. Die ART beschreibt eine
lokale Physik. Masse und Energie „greift“ Raumzeit dort, wo sie sich befindet. Der Einstein-Tensor
Gμν ist innerhalb von Massen/Energie positiv, aber außerhalb beträgt er null.
Das physikalische System Sonne
greift die Raumzeit also dort, wo sie sich befindet. Doch auch Raumzeit
greift „benachbarte“ Raumzeit. Es gibt also KEINE gravitative Fernwirkung der Sonne auf die Erde, sondern nur eine
lokale Wirkung. Außerhalb von Massen ist zwar der Einstein-Tensor null, aber mitnichten der Riemann'sche Krümmungstensor. Über den „Griff der Raumzeit“ wird die
benachbarte Raumzeit gekrümmt. So SCHEINT sich eine „Fernwirkung“ fortzupflanzen.
Dies vergleiche ich mal mit Dominosteinen. Ein Dominostein fällt auf den benachbarten und bringt ihn dadurch ebenfalls zu Fall. Es gibt dort keine Fernwirkung, sondern eine Abfolge lokaler Wirkungen.
Wenn jemand auf einem Trampolin stehst, drücken seine Füße das Gummi dort runter, wo Du stehst. Dass um die Füße herum eine Kuhle entsteht, resultiert daraus, dass das Gummi am benachbarten Gummi zerrt (ansonsten würde es reißen wie Papier). Ähnlich verhält es sich mit der Raumzeit.
Die Erde bewegt sich in einer Umlaufbahn um die Sonne, weil die Raumzeit
dort ,wo sich die Erde befindet,
lokal gekrümmt ist und zwar aufgrund der
gezeitenerzeugenden raumzeitlichen Krümmung außerhalb der Sonne (Schwarzschild-Metrik).
Hier mal ein
LINK zu einer Diskussion, bei dem mein armer Kopf rauchte.
Gravitationswellen gehören auch zu den Aspekten der ART, bei dem mein "Kopf raucht". Alles, was ich darüber sagen kann, ist, dass es sich analog zu EM-Wellen um Transversalwellen handelt, die den Einstein'schen Feldgleichungen gehorchen. Daher breiten sie sich ebenso wie Licht gem. der ART mit Lichtgeschwindigkeit aus. Zwar konnte diese Vorhersage m. W. [noch] nicht verifiziert werden, dafür konnten aber andere Vorhersagen der ART experimentell bestätigt werden (Ablenkung des Lichtes 1919 durch Arthur Stanley Eddington, Zeitdilatation in zahlreichen Experimenten und der praktischen Anwendung beim GPS). Daher vertraut m. W. der wissenschaftliche Mainstream auf die Aussagen der ART.
Statische Gravitationsfelder, wie sie von Sternen und Planeten erzeugt werden, brauchen sich nicht auszubreiten, weil sie bereits vorliegen.
Gravitationswellen (sofern ich mich nicht sehr täusche alle
Veränderungen in Gravitationsfeldern) breiten sich hingegen mit Lichtgeschwindigkeit aus.
Da
Gravitationswellen die Geometrie der Raumzeit verzerren, sollte es bei hinreichend genauen Interferometern zu Laufzeitunterschieden der Laserstrahlen kommen. Diese Detektoren basieren auf Interferenz. Sofern ich recht informiert bin, „verschwinden“ bei Normalbetrieb die Laserstrahlen in einem Interferometer durch eine destruktive Interferenz. Eine geringfügige Änderung der Raumzeitmetrik (verursacht durch eine Gravitationswelle) sollte die destruktive Interferenz stören, so dass Laserlicht messbar wird (konstruktive Interferenz). Anhand so einer Messung lässt sich Art und Stärke der Gravitationswelle bestimmen - so die Theorie.
Eine Möglichkeit, um die Geschwindigkeit von
Gravitationswellen zu messen, könnte darin bestehen, zwei interferometrische Gravitationswellendetektoren zu betreiben. Wahrscheinlich würde eine Gravitationswelle ein Interferometer früher treffen. Aus der zeitlichen Differenz zwischen den Messungen beider Detektoren ließe sich die Geschwindigkeit der Gravitationswelle berechnen.
Sehr bedauerlich, dass LISA (geplanter interferometrischer Gravitationswellendetektor im Weltraum) aufgrund von Budgetkürzungen nicht in Betrieb gehen konnte.
An diesen Beitrag saß ich übrigens eine ganze Weile.
