Gravitation

Hallo zusammen,

ich weiß, das Thema ist schon sehr oft diskutiert worden...

Ich möchte mal logisch vorgehen.
1. Laut Einstein ist "schwere" Masse äquivalent zur "trägen" Masse.
2. Masse und Energie sind ebenfalls äquivalent.
3. Eine große Masse hat große Gravitation, eine kleine hat kleine Gravitation.

Wenn aber nun "schwere" und "träge" Masse äquivalent (oder gar dasselbe) sind, dann müsste ein trägerer Körper auch mehr Gravitation erzeugen als ein weniger träger.
Bringe ich eine Scheibe in Rotation, ist sie in bestimmter Bewegungsrichtung träger (als in andere). Damit müsste sie in diese Richtung doch dann auch mehr Gravitation "ausstrahlen"?

Was ist daran falsch?
Könnte man das messen?

Vielen Dank für die Antworten!
adama

Hallo adama, willkommen bei uns.

Ich denke da müssen wir bei ein paar Dingen aufräumen ...

Zuerst, das Äquivalenzprinzip geht ursprünglich auf Galilei zurück. Einstein hat es dann allgemeiner formuliert.

So wie du die Äquivalenz interpretierst, ist es nicht gemeint. Trägheit und Schwere sind direkte Eigenschaften der Masse selbst. Die Trägheit wächst nicht mit der Geschwindigkeit (wohl aber der Impuls, der mit einer Kraft zu ändern ist). Trägheit ist an sich kein Maß, nicht messbar. Sie hat (hätte) auch keine Richtung, so wie Masse keine Richtung hat. Masse ist die Eigenschaft des Körpers direkt und an sich. Ein Körper, der aus mehr Atomen besteht, hat eben mehr Masse, ist schwerer und ist träger. Aber nicht Masse selbst ist schwere oder träger.
Die Aussage schwere Masse  =  träge Masse ist auch nur eine Aussage zur Kinematik: wie sich unterschiedliche Massen in einem Schwerefeld frei bewegen. Sie beschreibt quasi ein Experiment. Es wird keine Aussage über die Körper selbst getroffen, ihre Eigenschaften, und irgendeine Wirkung.

Nochmal im Detail:

Wenn aber nun "schwere" und "träge" Masse äquivalent (oder gar dasselbe) sind, dann müsste ein trägerer Körper auch mehr Gravitation erzeugen als ein weniger träger.

Das stimmt, aber einfach weil ein Körper mehr Masse hat. Dadurch ist er schwerer (in einem Gravitationsfeld) und träger (wenn man versucht ihn zu beschleunigen).

Bringe ich eine Scheibe in Rotation, ist sie in bestimmter Bewegungsrichtung träger (als in andere). Damit müsste sie in diese Richtung doch dann auch mehr Gravitation "ausstrahlen"?

Trägheit/Masse hat keine Richtung.

Hallo Daniel,

vielen Dank für die Antwort.
Ich bin aber mit der Antwort nicht einverstanden - bitte verzeih mir 

Sie hat (hätte) auch keine Richtung, so wie Masse keine Richtung hat.

Die Masse nicht, aber die Gravitation hat eine Richtung. Bei der schweren Masse zum Massenmittelpunkt (Schwerpunkt) hin in Richtung der Beschleunigung, bei Träger Masse entgegen der Beschleunigungsrichtung.

Die Aussage schwere Masse  =  träge Masse ist auch nur eine Aussage zur Kinematik: wie sich unterschiedliche Massen in einem Schwerefeld frei bewegen

Aber genau darüber reden wir, wenn wir über Gravitation sprechen! Kinematik ist die Grundlage allen Seins. Ohne Bewegung gäbe es kein Universum!
Gravitation ist äquivalent zu "Bewegung", genauer "Beschleunigung". Es gibt keine Gravitation, ohne dass sie auch eine Beschleunigung (auf alle andere Objekte) erzeugen würde.

Trägheit ist an sich kein Maß, nicht messbar.

Ich denke schon, der "Massenzuwachs" könnte wie folgt berechnet werden:
Energie der schweren Masse: e1=mc²
Energie der trägen Masse: e2=1/2*mv²
Gesamtenergie eines auf die Erde stürzenden Steins: e=e1+e2. Und daraus könnte man dann die "Gesamtmasse" durch Umstellen berechnen: e = mc² + 1/2mv² <-> e = m(c² + 1/2v²) <-> m = e/(c² + 1/2v²). Danach könnte man den "Gravitationszuwachs" berechnen.

Zugegeben, der Massenzuwachs/Gravitationszuwachs wäre sehr klein, aber berechnbar.
Fazit:

• Masse und träge Masse haben sehr wohl eine Richtung, da Masse immer eine Beschleunigung erzeugt bzw. durch Beschleunigung wird (träge) Masse erzeugt. Beschleunigung hat eine Richtung.
• Man kann die "neue" Gesamtmasse berechnen

Nun stellt sich die Frage: Kann man das auch in einem Versuch testen?
Ich stelle mir zwei Apparaturen mit Drehscheiben vor, in deren Mitte sich eine Torsionswaage befindet. Eine der Scheiben müsste nun in Bewegung gebracht werden. Wenn die Torsionswaage ausschlägt, dann...hätte man Gravitation "erschaffen".

Wahrscheinlich wären das nur Vibrationen, die durch die Drehung entstehen. 

Aber mal ernsthaft: Glaubst du wirklich, dass noch niemals ein Physiker auf so etwas gekommen wäre, wenn es tatsächlich so einfach wäre?

Wahrscheinlich wären das nur Vibrationen, die durch die Drehung entstehen. 

Kannst Du das auch begründen oder ist es nur so ein Gefühl?

Aber mal ernsthaft: Glaubst du wirklich, dass noch niemals ein Physiker auf so etwas gekommen wäre, wenn es tatsächlich so einfach wäre?

Ja, ich glaube, dass es immer noch Dinge gibt, auf die noch keiner gekommen ist. Viele Physiker lernen lediglich das, was andere in einem Buch beschrieben haben. Nur wenige denken selbst nach (ist aber nicht nur bei Physikern so, sondern immer). Ein Beispiel: Die leidige SRT. Noch vor drei Tagen habe ich im TV hochrangige Wissenschaftler gesehen, die dem Zuschauer erklärt haben, dass ein Raumfahrer in einem schnellen Raumschiff weniger altert als die Menschen auf der Erde, und zwar wegen der Geschwindigkeit! Ich bin fast vom Stuhl gefallen...

Hallo adama,

ganz grundlegend nochmal: du benutzt die Begriffe Masse, Beschleunigung, Bewegung, Trägheit, Energie usw. zu unscharf. Du vermischst Dinge und führst dann falsche Schlüsse, z.B. zu dem was das Äquivalenzprinzip aussagt.

Trägheit ist nichts messbares, eigenständiges. Eine Masse hat einfach die Tendenz ihren Bewegungszustand beizubehalten. Ein Objekt wird nicht "träger", wenn man es bewegt. Es wird "träger", wenn seine Masse zu nimmt. Hier macht es auch keine Sinn von einer Richtung zusprechen.

Die Idee des Impulses (m*v) entspricht eher dem, was du meinst. Der Impuls beschreibt quantitativ den Bewegungszustand eines Objekts (eben Masse und Geschwindigkeit). Und der Impuls hat auch eine Richtung.

Hallo Daniel,

nein, die Begriffe Masse und Beschleunigung sind nicht trennbar, sie sind äquivalent. Das Eine gibt es ohne das Andere nicht.
Nochmal:
Eine Masse erzeugt eine Beschleunigung "um sich herum", was wir Gravitation nennen.
Eine Beschleunigung erzeugt eine (träge) Masse.

Nun Du - wie willst Du das trennen?

Gruß,
adama

Eine Beschleunigung erzeugt eine (träge) Masse.

Hier liegt dein Fehler
Beschleunigung erzeugt keine Masse - die Masse ist immer vorhanden!
Wenn überhaupt, dann erzeugt nach E=mc² eine Geschwindigkeit (bzw die aus der Geschwindigkeit resultierende kinetische Energie) eine Masse - aber niemals eine Beschleunigung.

@adama

Ich sagte ja: die Begriffe ...

Die Masse eines Objekts erzeugt eine Kraft (Gravitation). Ein anderes Objekt mit Masse erfährt diese Kraft und wird beschleunigt, ändert seinen Impuls. An der Stelle hört das schon auf. Mehr gibt es nicht, mehr passiert nicht.

Wir erzeugen dabei keine "trägen Massen". Masse ist immer da und immer "träge" (auch wenn sie ruht, wenn sie nicht bewegt wird, wenn sie nicht beschleunigt wird). Trägheit ist keine "eigene Erscheinung" mit Richtung, oder irgendwie getrennt erfahrbar.

Ja, ich glaube, dass es immer noch Dinge gibt, auf die noch keiner gekommen ist. Viele Physiker lernen lediglich das, was andere in einem Buch beschrieben haben. Nur wenige denken selbst nach (ist aber nicht nur bei Physikern so, sondern immer). Ein Beispiel: Die leidige SRT. Noch vor drei Tagen habe ich im TV hochrangige Wissenschaftler gesehen, die dem Zuschauer erklärt haben, dass ein Raumfahrer in einem schnellen Raumschiff weniger altert als die Menschen auf der Erde, und zwar wegen der Geschwindigkeit! Ich bin fast vom Stuhl gefallen...

Ja, mit so etwas habe ich schon gerechnet. Du unterschlägst natürlich ganz frohgemut, dass gerade mit der von dir so gering geschätzten (Speziellen) Relativitätstheorie und ihrer Schwester, der Allgemeinen, die Physiker vor noch nicht einmal hundert Jahren viele althergebrachte Vorstellungen über die Welt über den ahufen geworfen haben. Das hört sich nicht nach stumpf nachplappernden Fachidioten an, oder?

Und die SRT/ART erklären nun einmal vieles besser als alles, was es vorher gegeben hat. Wäre es nicht so, würden sie heute nicht mehr darstellen als ein Kuriosum und einen wissenschaftlichen Irrweg. Ohne SRT/ART würde selbst dein GPS-gestütztes Navigationsgerät im Auto oder auf dem Fahrrad nicht wirklich gut funktionieren, sondern dich teils etliche Meter neben der Straße herlotsen.

Mit anderen Worten: Wenn du die Relativitätstheorien aufs Abstellgleis der Wissenschaft schieben möchtest, musst du schon etwas liefern, was noch einmal bessere Ergebnisse liefert. Eine bloße Ablehnung der Preisklasse "Das ist doch völliger Blödsinn!", wie du sie hier demonstriert hast, wirst du nichts erreichen. Sie sind eben kein Blödsinn, und die Physiker haben sie im Gegensatz zu dir ja auch verstanden.

Hallo Ruhri,

Aufgrund von der Geschwindigkeit, welches sich ein Raumschiff von der Erde entfernt kann wohl kaum gefolgert werden, dass die Zeit im Raumschiff langsamer vergeht. Dann könnte ich auch behaupten, die Erde entfernt sich vom Raumschiff und die Zeit auf der Erde vergeht langsamer. Hier gilt: keines der beiden Systeme ist ein ausgezeichnetes System.

Die Lösung: Das langsamere Altern der Raumfahrer kann nur durch die ART beschrieben werden, sie werden nämlich beschleunigt. Und nach ART ist Beschleunigung durch Gravitation oder durch Antrieb das Gleiche. Somit ticken Uhren, welche beschleunigt werden langsamer (in Gravitationsfeldern oder im beschleunigten Raumschiff). Die SRT kann hier nicht helfen. Trotzdem behaupten populäre Wissenschaftler so einen Blödsinn im TV!

Zitat von: adama am 12. April 2013, 10:51:35

Eine Beschleunigung erzeugt eine (träge) Masse.

Hier liegt dein Fehler
Beschleunigung erzeugt keine Masse - die Masse ist immer vorhanden!
Wenn überhaupt, dann erzeugt nach E=mc² eine Geschwindigkeit (bzw die aus der Geschwindigkeit resultierende kinetische Energie) eine Masse - aber niemals eine Beschleunigung.

Bitte lies noch mal, was ich schrieb.

"Wie ein Marienkäfer die Raumzeit krümmt

Quantenphysiker messen die bislang kleinste Gravitationskraft. Eine Presse-Mitteilung der Universität Wien."



Verwendete Goldkugel im Größenvergleich mit einer Ein-Cent-Münze.
(Bild: Tobias Westphal / Arkitek Scientific)

Weiter in der Pressemitteilung der Uni Wien:
https://www.raumfahrer.net/news/astronomie/16032021083241.shtml

Viele Grüße
Rücksturz

1. E = m*c² ist eine wenn-dann-Beziehung, man muß beim Geltungsbereich aufpassen 
aus Masse kann Energie erzeugt werden, umgekehrt gilt diese Beziehung nur über Umwege, geht nicht so einfach Masse aus Energie
eine Tasse heißer Kaffee ist schwerer als kalter (Wärmeenergie erscheint als wägbare Masse), eine bewegte Tasse wird nicht schwerer 

2. Zeitdilatation ist "proportional" zur Geschwindigkeit, Beschleunigung erzeugt keine Zeitdilatation (Maryland-Experiment)
Systeme, die sich gleichförmig gegeneinander bewegen, "sehen" sich gegenseitig (gleichberechtigt) zeitdilatiert
der Zwillingseffekt kommt erst zustande, wenn ein System umkehrt, seinen gleichberechtigten Bewegungszustand verläßt
ruhende Systeme verbleiben immer in ihrem (einzigen) Inertialsystem, umkehrende müssen Inertialsystem (Richtung) wechseln 

3. eine weitere Ursache für die Zeitdilatation ist ein Gravitationspotential (Rotverschiebung), aber nicht die Gravitationskraft

für'n Anfang der Mißverständnisse - Dip

Ein faszinierender neuer Ansatz!
https://www.spektrum.de/news/eine-weltformel-ohne-quantengravitation/2201277

Gravitation nicht quantisiert und als Ursache des "Kollaps der Wellenfunktion". Das wäre ein unglaublicher Fortschritt.

https://arxiv.org/abs/1811.03116