Zeus hat geschrieben:Plutos Erklärung mag nicht ganz korrekt sein, so wie auch die Gesetze Newtons nicht hundert prozentig richtig sind. Das Modell der Raumzeit-Krümmung durch Massen kann man sich noch bildlich vorstellen aber, dass die Metrik der Raumzeit an Energiedichte und Druck gekoppelt sein soll, ist etwas schwieriger zu verstehen. Von welchem Druck ist da eigentlich die Rede?
Soweit ich glaube dies verstanden zu haben, ist damit der
physikalische Druck im Allgemeinen gemeint, wie er bpsw. im Erinneren vorliegt, oder aber auch im Inneren von Sternen. Das mathematische Zeichen hierfür ist
p.
Der Beitrag von
p zum Erdgravitationsfeld ist winzigklein im Vergleich zum Beitrag des näherungsweise kugelsymmetrischen Massezentrums, welches gem. der "Matrix" der ART-Feldgleichung eine Verteilung von Energiedichte darstellt. Bei einer kugelsymmetrischen Verteilung kommt die Schwarzschildlösung heraus, welche näherungweise für typische Massezentren, wie Planeten und Sterne, anwendbar ist.
Prof. Walter Thirring erklärte das einstein'sche Gravitatiosnfeld in seinem Buch
"Kosmische Impressionen", dass ich vor kurzen gelesen habe, folgendermaßen:
Zitat von Prof. W. Thirring aus Kosmische Impressionen (Seite 43)
Dieses Feld wird durch ein quadratisches Schema mit vier Zeilen und vier Spalten (eine Matrix oder Tensor 2ter Stufe) beschrieben. Von seinen 4 x 4 = 16 Komponenten sind allerdings nur 10 voneinander unabhängig und jede hat seine eigene Quelle. In der entsprechenden Quellenmatrix ist die Energiedichte (das wir auch mit E bezeichnen) die größte Komponente.
Im Buch leitere Thirring die Formel
E + 3p ab.
E steht hier vereinfach für die Energie (das Massezentrum "Erde" repräsentiert ja gem.
E=mc² ebenfalls
Energie).
Jede Energiedichte weist einen gewissen positiven Druck auf. So ist der Druck in einem planetaren Nebel geringer als in einem Stern, in einem Stern geringer als in einem Neutronstern.
Präziser ist es, die Größe
E nach meinem äußerst bescheidenen Verständnis der ART (und damit bin ich noch vermessen) mit der
Energiedichte anzugeben, also
E = Ïc².
Die Metrik der Raumzeit gibt ihre Geometrie an und Gravitation wird gem. der ART sinnvollerweise über eine geometrische Funktion beschrieben, denn Gravitation
ist die Krümmung der Raumzeit.
Jede Materie repräsentiert eine bestimmte Energiedichte
Ïc². Die Geometrie der Raumzeit (und somit die Gravitation) ist gekoppelt an
Ïc² + 3p.
Gem. newtons Virialsatz ist der Beitrag der Gravitation zur Gesamtenergie negativ. Dies hat eine sehr bedeutsame Konsequenz für die Kosmologie. Denn dieser Umstand erlaubt es in Übereinstimmung mit der Beobachung davon auszugehen, dass die Gesamtenergie des Universums gleich null ist, die Energidichte (also die gesamte baryonische Materie und Dunkle Materie des Universums) ist hingegen positiv.
Da auch der Druck
p gravitativ wirkt und dieser am Anfang unseres Universum extrem hoch war, stellt sich natürlich die Frage, was den Raum expandieren ließ. Die Lösung kann nicht in einer negativen Energiedichte liegen, da diese erwiesendermaßen positiv ist. Doch die ART-Feldlgeichung für die Gravitation enthält ja noch 3
p (Druck) und dieser kann negativ sein. Ist -3
p hinreichend groß, würde dieser negative Druck den Raum expandieren. Was verursacht den negativen Druck? Wie wissen es nicht. Einstein nannte diese Größe
Λ und viel später fand man hierfür den Begriff
Dunkle Energie.
Zeus hat geschrieben:Übrigens denke ich, dass vom Pluto erwähnte etwas vereinfachte, anschaulichere Modell für ein Forum, das sich nicht speziell der Physik widmet, besser geeignet ist.
Seeadler versucht hier scheinbar eine semi-klassische Quantengravitations-Hypothese aufzustellen und steigt hierbei sehr tief in die "Materie" ein - so tief, dass ich großteils bei euer anspruchsvollen Diskussion passen muss und mich daher klugersweise raushalte.
Mein Eindruck ist, dass der vereinfachte Ansatz dem hier gestellten Anspruch nicht mehr gerecht wird. Außerdem wurde ich von einem Physiker entsprechen "hart geschult" - dies war wohl etwas prägend.
Für weitere Ausführungen verweise ich auf meinen bescheidenen Beitrag über
Gravitation.