Gravitation

He, he, jö, des täte mich auch interessieren.

Noch ne Frage an Ralf oder andere:

Die Anziehungskraft der Sonne nimmt ja mit der Entfernung ab.
Wie weit draussen kann denn unseres geliebtes Zentralgestirn eigentlich "Planeten"/Kleinplaneten oder andere Brocken in die Umlaufbahn zwingen?

Einfache Frage?

 


Titel geändert, Jerry

Hallo zusammen,

ein erdgrosser Kuipergürtel-Planetoid würde im Abstand von 500 AE (d.h. 5x weiter weg als zur Zeit Eris steht) so "hell" leuchten wie diese; im Abstand von 700 AE so hell wie die Sedna. Die bisher bekannten Kuipergürtel-Planetoiden haben Umlaufbahnen, auf denen sie bis auf Abstände von rund 1000 AE hinausgetragen werden (Aphel Sedna ca. 900 AE). Und bei einem Abstand von 5000 AE (immernoch weit innerhalb der vermuteten Oort'schen Wolke) würde selbst ein Jupiter grosser Planetoid nicht heller als die Eris leuchten.

Allerdings ist es eine andere Frage, wie so riesige (genauer: massenreiche) Planetoiden in solche Abstände von unserer Sonne gelangen können, also da müsste man die gängigen Modelle allesamt umschreiben. Nicht zum ersten Mal übrigens.

Jedenfalls: Wenn da draussen ein erdgrosser Planetoid oder gar ein jupitergrosser Planetoid gefunden wird, so glaube ich nicht, dass man ihm den Planetenstatus vorenthalten würde.

Allerdings ist das nicht sehr wahrscheinlich, aber ein vielleicht 3000 km grosser Planetoid könnte sich da draussen durchaus noch unbemerkt aufhalten. Dieser würde dank der IAU-Definition allerdings als Zwergplanet eingestuft und gemäss des Kannenberg'schen Vorschlages als Kuipergürtel-Planet.

Warten wir ab, ob hier noch weitere Entdeckungen getätigt werden.

Zur Frage: Die Schwerkraft wirkt etwas salopp formuliert proportional zur Masse der Sonne und umgekehrt quadratisch zum Abstand von dieser Sonne. Falls also in unserem Universum ausser der Sonne keine weiteren Sterne wären, so könnten theoretisch Planeten beliebig weit (aber endlich !) von der Sonne diese umkreisen.

Freundliche Grüsse, Ralf

Ralf Kannenberg schreibt:

Zur Frage: Die Schwerkraft wirkt etwas salopp formuliert proportional zur Masse der Sonne und umgekehrt quadratisch zum Abstand von dieser Sonne. Falls also in unserem Universum ausser der Sonne keine weiteren Sterne wären, so könnten theoretisch Planeten beliebig weit (aber endlich !) von der Sonne diese umkreisen.

Zu diesem Thema habe ich folgende Frage: Ein Körper, hier die Sonne, erzeugt durch seine schwere Masse ein Gravitationsfeld. Dieses wird doch sicher <rund> um die Sonne angeordnet sein. Gesetzt den Fall, die Sonne befindet sich im <Dreieck> mit Proxima Centauri und Sirius A. Alle drei Sterne besitzen ein <rundes> Gravitationsfeld um sich herum, dann verbleibt doch ein <freies> Feld, wo keine Gravitation wirken kann, wo sich die jeweiligen Gravitationsfelder treffen. Was passiert eigentlich in diesem <gravitationslosen< Raum? Robby

Hallo Robinson,

also Proxima Centauri kannst Du vernachlässigen, aber natürlich Alpha Centauri A+B nicht. Also sprechen wir vielleicht vom "Alpha Centauri-System".

Sirius B kann man indes nicht vernachlässigen, also sagen wir lieber "Sirius-System".

Du sprichst also das Dreieck Sonne / Alpha Centauri-System und Sirius-System.

Und natürlich gibt es in diesem Bereich weitere Sterne, die ebenfalls eine Schwerkraft haben.

Nehmen wir also an, Du findest wirklich einen solchen Gravitationsfreien Raum, in dem sich alle Einflüsse von allen Sternen des Universums zu 0 ausgleichen.

Was soll dort passieren ? Ein Körper, der sich mit konstanter Geschwindigkeit da durchfliegt, würde keine Kraft erfahren und einfach weiterfliegen und wenn seine Geschwindigkeit = 0 wäre, so würde er dort in Ruhe verharren.

Allerdings haben ja alle Sterne eine Eigenbewegung, d.h. so ein gravitationsfreier Punkt würde nicht ortsfest bleiben, d.h. ich vermute, dass so ein Körper in so einem gravitationsfreien Punkt nur kurze Zeit darin verweilen könnte, ehe wieder eine andere Schwerkraft die Überhand gewinnt und diesen Körper ein bisschen mehr anzieht. Das heisst nicht, dass sich dieser Körper im ehemals gravitationsfreien Punkt auf eine Umlaufbahn um diesen Stern gezwungen würde - dazu wird im Allgemeinen diese Schwerkraft zu schwach sein; er würde einfach nicht länger mit konstanter Geschwindigkeit weiterfliegen bzw. im Falle v=0 dort in Ruhe verharren.

Macht das Sinn ?

Freundliche Grüsse, Ralf

Hoi Ralf

Macht das Sinn ?

Allerdings.

Momol, da habe ich aber mächtig dazugelernt.
Danke vielmal.

 [smiley=dankk2.gif]

Moin,

diese Frage ist interessant, paßt aber nicht in 10. Planet. Deshalb habe ich ein Splitting vorgenommen.

Jerry

Ich hatte diese Grafik gesehen und kam dann zu der Überlegung wie oben beschrieben.


Illustration: Linda Huff (American Scientist), Priscilla Frisch (U. Chicago)

Wenn dem so ist, wie Ralf Kannerberg geschrieben hat, dann komme ich zu einer neuen Überlegung. Ein Raumkörper muß mindestens 16,6 km/s fliegen ( 3. kosmische Geschwindigkeit ), um aus unserem Sonnensysten entfliehen zu können. Ich denke mir, daß die Sonde, solange sie sich noch im Gravitationsfeld der Sonne befindet, diese Geschwindigkeit konstant beibehält. Sowie sie jetzt in diesen gravitationsfreien Raum kommt, dann müßte sie doch eigentlich schneller werden, da die Gravitationskraft der Sonne nicht mehr wirkt. Robby

Hallo,
eigentlich ist es genau anders herum. Die Sonde wird immer langsamer (solang sie keinen eigenen Antrieb besitzt) solange sie sich im Gravitationfeld der Sonne befindet. In einem garvitationfreien Raum würde sie einfach geradeaus mit konstanter Geschw. weiterfliegen. Die 16,6 km/s gelten für ein Objekt, das mit dieser geschw. von der Erdoberfläche abgeschossen wird. Dieses Objekt würde theoretisch in unendlichem Abstand zur Sonne die Geschw. 0 erreichen, also nicht wieder "zurückfallen". Ein Raumfahrzeug mit Antrieb kann auch mit konstant 1 m/s das Sonnensystem verlassen, solange der Antrieb die Anziehung der Sonne ausgleicht.

Hoffe das stimmt so halbwegs  
Gruss, Johannes

Was passiert eigentlich in diesem <gravitationslosen< Raum? Robby

Fuer Orte ohne effektives Gravitationspotential musst Du nicht erst das Sonnensystem verlassen. Jedes zwei Koerpersystem (z.B. Erde/Sonne oder Erde/Mond) erzeugt Orte im Raum an denen die Gravitationskraefte sich aufheben. Man nennt diese Punkte auch "Lagrangepunkte". Wir parken in diesen Lagrangepunkten gerne Satelliten. WMAP z.B. befindet sich in einem Lagrangepunkt, und das naechste Weltraumteleskop James-Webb wird auch in einem Lagrangepunkt geparkt werden. Der Vorteil liegt auf der Hand - keine Umlaufbahn um die Erde, mit staendig wechselnden Einschraenkungen auf die Ausrichtung des Teleskops, sondern ein "stabiler" Ort im Raum. Natuerlich muss man im Prinzip alle Massen im Sonnensystem einbeziehen, aber in Erdnaehe reicht es dann doch meisst aus, Sonne, Mond und Erde zu beruecksichtigen.

Gruss
Volker

Das hatte ich auch schon einmal gelesen, aber auch zusätzlich noch dies in Wiki:

Das Teleskop (JWST) soll in einen Orbit um den Lagrange-Punkt L2 des Erde-Sonne-Systems, ca. 1,5 Millionen km von der Sonne aus gesehen hinter der Erde, gebracht werden. Dieser Orbit hat den Vorteil, dass sich das Teleskop ständig im Halbschatten der Erde befindet.
Ein Nachteil ist, dass dieser Orbit nicht stabil ist und durch Raketentriebwerke in regelmäßigen Abständen Kurskorrekturen vorgenommen werden müssen. Der mitgeführte Treibstoff wird für ca. 10 Jahre reichen, die angesetzte Lebensdauer beträgt mindestens fünf Jahre.

Wieso ist dieser Ort eigentlich nicht stabil? Robinson

Hi Robi

http://de.wikipedia.org/wiki/Lagrange-Punkt#Stabilit.C3.A4t_der_Lagrange-Punkte

Ein bisschen viel Lesestoff aber durchaus klar und exakt  

Ja?

Mahlzeit!


Es gibt wieder etwas neues von den Gravitonen zu berichten: http://www.wissenschaft.de/wissen/news/271755.html.
Das rückt die Zukunft wieder ein kleines Stückchen näher an die Gegenwart...
 8-)
Vielleicht haben die von uns gewohnten Raketenantriebe dann doch irgendwann einmal ausgedient. Also Daumen drücken, daß dieser Effekt bald von anderen reproduziert und weiter erforscht wird.


Gruß
Peter

HALLOOOO!
Heisst das etwa?:
Wir haben endlich eine Bestätigung für die Existenz von Gravitationswellen?

Gruss Irobot

sorry ..ging von dem astronomiebereicht der beiden sich eng umkreisenden Weissen zwerge aus...
dachte das wir angehängt wenn man von dem artikel ins forum springt...

danke.

Indirekte Bestätigung für die Existenz von Gravitationswellen gibt es schon seit den 1970er Jahren (dafür wurde vor ein paar Jahren ein Nobelpreis vergeben). Damals wurde ein Paar von Pulsaren entdeckt, das sich eng umkreist; Die Rotationsperiode nimmt dabei langsam ab, weil die Sterne sich näher kommen, wenn sie Energie als Gravitationswellen verlieren. Das selbe hat man jetzt bei einem weißen Zwerpaar beobachtet - also nicht sooo was bahnbrechendes.

Der direkte Nachweis von Gravitationswellen steht noch aus, es gibt mehrere Versuche, die meisten mit Laser-Interferometern. Das LISA (Laser Interferometer Space Antenna) soll aus 3 Satelliten im Sonnenorbit bestehen, zwischen denen Laserstrahlen hin- und hergeschickt werden, im All fallen da z. B. seismische Störungen weg. Vor LISA soll es noch einen LISA Pathfinder geben, d. h. es wird noch eine Weile dauern, bis die Mission startet.

Moin,

passd vielleicht ganz hier rein, aber es betrifft die Frage nach der Gravitatio, also versuche ich es mal hier.

Wir kennen ja alle die *Erdanziehung*(Sie setzt sich aus der durch die Gravitation bewirkten Anziehungskraft und der durch die Rotation bewirkten Zentrifugalkraft zusammen).
Nehmen wir mal an: ein grösserer Asteroid nähert sich der Erde auf einer Bahn zwischen Mond und Erde.
Hebt dieser Asteroid die Erdanziehung partiell auf? Oder würde die Erdanziehung erst dann aufgehoben, wenn der Asteroid direkt auf die Erde zufliegt (was wir natürlich nie erleben sollten). Dann müsste doch die Erdanziehung bei einer gewissen Annäherung des Asteroiden aufgehoben sein?

Jerry

Hallo Jerry,

das Gravitationsfeld von Koerpern haengt nicht von der Geschwindigkeit, sondern nur von deren Masse ab. Ist also gleich, ob der Asteroid sich bewegt oder nicht. Da die Gravitationskraft aber mit dem Abstand abnimmt, muesste der Asteroid schon sehr gross sein oder/und sich sehr nah an der Erde befinden, damit Du dich am Erdboden leichter fuehlst 
Wenn Du eine zweite Erde nahe an unsere Erde bringen wuerdest, dann waere in der Mitte zwischen diesen beiden Koerpern die Anziehungskraft aufgehoben. So einen Punkt gibt es auch zwischen Erde und Mond, aber da der Mond eine geringere Masse hat, liegt dieser Punkt, wo sich die Anziehungskraefte aufheben, sehr viel naeher am Mond als an der Erde.

Gruss
Volker

Hallo Jerry,

hast du in den letzten beiden Tagen den schlechten Film auf Sat 1 gesehen? ... da haben die Leute mit einem mal ungelenkt zu schweben begonnen, als der Mond durch einen Einschlag schwerer wurde ... Gott, was habe ich geschmunzelt .

Moin,

@ Daniel: Hast du in den letzten beiden Tagen den schlechten Film auf Sat 1 gesehen? nö, den Film habe ich nicht gesehen; einige Teilnehmer bei dem Vortrag hatten dies Thema angefangen. Eigentlich sahen die ganz seriös aus und waren der Sache sehr angetan.
@ Volher: Das Gravitationsfeld von Koerpern haengt nicht von der Geschwindigkeit, sondern nur von deren Masse ab.  Dann wäre die Erdanziehung auch bei *stehender* Erde gleich stark?

Jerry

Die Gravitation ist lediglich von der (trägen) Masse eines Körpers abhängig.

GG

Hi Zusammen

Also dass das Gravitationsfeld nicht von der Geschwindigkeit abhängt ist nicht ganz korrekt.

In der Relativitätstheorie wird ja die Bewegung eines Körpers als grade durch eine gekrümmte Raum Zeit beschrieben. Wobei Masse die Raum Zeit krümmt.

Mit der Lorenz-Transformation kann man nun grob gesagt Berechnen wie die Raum Zeit für ein sich Relativ zu mir Bewegtes Objekt aussieht. Wobei mir auch eine Massenzunahme des Objektes haben.

Da es sich aber hier um einen Relativistischen Effekt handelt kann der aber für kleinen Geschwindigkeiten vernachlässigt werden.

Mit freundlichen Grüßen
Palin

@Jerry
Na da hast du mich doch noch zum schreiben verleitet

Hallo Leute,
mich interessiert eure Meinung: Einstein hat in seiner Relativitätstheorie Gravitation als Eigenschaft des Raumes dargestellt. Dieser reagiert offenbar durch Fluktuation auf Masse(-teilchen). Warum sucht man dann nach kräfte-übertragenden Teilchen, nach Gravitonen. Anders gefragt, warum versucht man die Gravitation als eine der vier Grundkräfte darzustellen. Warum schafft man nicht eine GUT, in der die starke, schwache und elektromagnetische Kraft in Verbindung mit Eigenschaften des Raumes selbst ausreicht.
Und warum, sucht mann nach Higgs- Teilchen, wenn ein Higgs- Feld, in Verbindung mit dem fermionischen Charakter und des Eigenschaft, eine Fluktiation des Raumes auszulösen, ausreichen sollte, um Masse befriedigend darzustellen.
Da ich mathematisch ungebildet bin, bitte nicht in Formeln antworten, abgesehen davon, dass Gravitationskonstante und Planckzeit auch keine befriedigende Antwort für mich ergeben. Ich hoffe, der eine oder andere Leser kann mit meinen Gedanken was anfangen

Moin,

das *newtonsche Gravitationsgesetz* sollte nach  Meinung von einigen Astrophysikern geändert werden, denn sie entdeckten, dass die Satellitengalaxien (Zwerggalaxien) unserer Milchstrasse, die Gesetze der Physik brechen.



Das *newtonsche Gravitationsgesetz* sagt: Jede Masse, genauer jeder Massenpunkt, zieht jeden anderen Massenpunkt mittels einer Kraft an, die entlang der Verbindungslinie gerichtet ist. Der Betrag dieser Gravitationskraft ist proportional zum Produkt der beiden Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes der beiden Massen. (WIKIPEDIA)

Wissenschafter untersuchten die ~ 30 Satellitengalaxien der Milchstraße, das sind Zwerggalaxien mit teilweise nur ein paar tausend Sternen. Dabei sind sie auf eigenartige Ergebnisse gestoßen. Zum einen stimmt ihre Verteilung nicht, denn eigentlich sollten die Zwerggalaxien gleichmäßig um unsere Milchstrasse angeordnet sein; zum anderen rotieren die meisten von ihnen in derselben Richtung um die Milchstraße – ähnlich wie die Planeten um die Sonne und ausserdem liegen sie mehr oder weniger in derselben Ebene.

Dieser Befund lässt sich nach Ansicht der Physiker nur mit der Annahme erklären, dass die Satelliten vor langer Zeit bei der Kollision junger Galaxien entstanden sind. Aus dem "Schrott", der bei einem solchen Crash entsteht, können sich rotierende Zwerggalaxien bilden, so die Annahme. Doch auch die Crash-Theorie hat einen Haken: Die Satelliten, die dabei entstehen, könnten nach theoretischen Berechnungen keine dunkle Materie enthalten. Das steht jedoch im Widerspruch zu einer weiteren Beobachtung: "Die Sterne in den jetzt untersuchten Satelliten bewegen sich viel schneller, als sie es nach den Berechnungen dürften. Als Ursache dafür käme aus klassischer Sicht eigentlich nur die Anwesenheit dunkler Materie in Frage", erklärt Manuel Metz.

Oder man geht davon aus, dass wesentliche Grundlagen der Physik bislang falsch verstanden wurden. "Eine Lösung gibt es nur, wenn wir uns von der klassischen Gravitationstheorie Newtons lösen", sagt Pavel Kroupa. "Wahrscheinlich leben wir in einem nicht-newtonschen Universum. Wenn diese Annahme stimmt, lassen sich unsere Beobachtungen auch ohne *dunkle Materie* erklären."   (Zitat Uni Wien)

Es wurden auch schon konkurrierende Gravitationstheorien entwickelt, die ohne die *dunkle Materie* auskommen.

(Zur *dunkeln Materie* kommt noch ein Beitrag von mir.)

Über dies Thema wurde vom 24.-29. Mai 2009 auf dem Meeting: Tidal Dwarf Galaxies - Ghosts from Structure Formation, Bad Honnef, Germany  sehr kontrovers diskutiert.

Jerry

Hallo Pegasus,

nächst erstmal herzlich Willkommen hier in der RaumCon.
Schön, dass du bei uns bist. Wünsch dir viel Freude beim Diskutieren und beim Ideenaustausch.

Also, zu deiner Frage.
Die Theorie, die der Elementarteilchenphysik als Grundlage dient, ist quantenmechanischer, also mikroskopischer Natur. Mit dieser lassen sich die Nukleonen, die unterschiedlichen Zerfallsprozesse und die einzelnen Elementarteilchen prima beschreiben. Auch der experimentellen Überprüfung hat sie bisher standgehalten. Die Theorie ist in sich auch konsistent, solange die Teilchen massenlos sind.

Einsteins Beschreibung der Gravitations als Eigenschaft des Raumes innerhalb der Allgemeine Relativitätstheorie ist in sich auch konsistent und vielfach belegt, genauer als jede andere Theorie bisher, für makroskopische Phänomene. Hier ist keinerlei Quantenphysik enthalten, die jedoch zur Beschreibung kleinster Teilchen, aus denen alles besteht, notwendig ist.

Zusammen sind beide Theorien also inkonsistent. Das ist das große Problem, vor dem die Physik an sich zur Zeit steht. Beide Theorien für sich funktionieren wunderbar, die Zusammenführung jedoch nicht.

Die Reaktionen, die ein Teilchen in einem Feld ausführt (dazu gehört der Raum in der ART auch), sind immer auf Störungen zurückzuführen - welcher Art sie auch sein mögen.
Bei einer Massenverteilung, z.B. eine massiven Kugel, innerhalb eines Feldes (des Raumes) krümmt sich das Feld / der Raum, worauf eine andere, zweite Massenverteilung entsprechend der Krümmung reagiert.

Analog ist dies bei der elektromagnetische Wechselwirkung, mit der Ausnahme, das hier sowohl Anziehung, als auch Abstoßung möglich sind.

Ebenso gibt es Felder für die starke (hadronische) und schwache Wechselwirkung, die innerhalb von Atomkerne ihre Bedeutung haben.
Diese Kräfte sind jedoch nicht gleich groß und besitzen unterschiedliche Reichweiten. Die Gravitationskraft ist z.B. sehr schwach, dafür sehr langreichweitig, die starke Kraft hingegen um ein vielfaches Größe, dafür extrem kurzreichweitg. Dementsprechend sehen die Felder anders aus.
Ein atomares Teilchen interessiert eine Fluktuation im Raum gemäß der ART nicht. Umgekehrt juckts die Erde nicht, wenn Farbladungen zwischen Quarks ausgetauscht werden.

Ist mein Gedankengang in etwa nachvollziehbar?

An der von dir angesprochenen GUT wird gearbeitet. Die Stringtheorie hat da wohl ganz gute Aussichten. Wenn sie in sich konsistent ist, muss sie die aktuellen Theorie jedoch als Spezialfälle vorweisen können, sonst nutzt sie nichts.
Denn die bisherigen Modelle funktionieren, zwar alle in bestimmten Parametern, aber sie tun's.

Grüße,
Olli

Hallo olli,
ich hoffe, dass ich Deinen Gedankengang nachvollziehen kann, erkenne aber nicht unbedingt eine Antwort. Ich weiß, dass die drei Kräfte durch Bosonen vermittelt werden, aber warum die Gravitation auch so beschrieben werden muss, ist mir nicht klar. Wie ist es überhaupt möglich, den Raum als solchen in seinen Eigenschaften zu beschreiben. Würde bei einer solchen Beschreibung die Gravitation nicht automatisch erscheinen, eben als eine Eigenschaft des Raumes bzw. der Reaktionen des Raumes auf Masse?
Gruss von Pegasus