Warum krümmt Masse den Raum

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ConqPL

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Hallo,

ich bin neu hier, und mich interessiert brennend warum eigentlich Massen den Raum krümmen...bei recherchen im Internet stosse sich zwar ständig auf diese Eigenschaft der Massen aber ich konnte noch es noch nicht herauslesen warum das so ist... vielleicht verstehe ich es auch nicht ;)

Danke für die Antworten
 

mac

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Hallo ConqPl,

willkommen hier im Forum.

Deine Frage ist viel schwieriger zu beantworten, als es auf den ersten Blick scheinen mag.

Die Auffassung ‚Masse krümmt den Raum’, stammt aus der allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein und ist ein, seit fast 100 Jahren, sehr erfolgreiches theoretisches Konzept . Was Gravitation und Masse aber wirklich ist, ist bisher nicht befriedigend geklärt.

Ich nehme an, daß Du diesen Artikel
http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitation kennst.

Den hier vielleicht noch nicht.
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_g03.html#grav

Herzliche Grüße

MAC
 

Orbit

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Deine Antwort, mac, enthält wertvolle Informationen über die Gravitation. Dem Begriff der Jeans-Masse bin ich gerade zum ersten Mal begegnet. Aber eine Antwort auf ConqPls Frage
warum eigentlich Massen den Raum krümmen
gibst Du eigentlich nicht. Darauf kann man aber m.E. eine eideutigere Antwort geben, als Du sie formuliert hast:
Deine Frage ist viel schwieriger zu beantworten, als es auf den ersten Blick scheinen mag.
- nämlich: Man weiss es nicht. Die ART setzt es einfach voraus, liefert aber keine Begründung.
Gruss Orbit
 

komet007

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Einstein hat sich ja auch nicht die Mühe gemacht, die Gravitation zu erklären. Er hat sie lediglich berechenbar gemacht.
Erklären könnte sie möglicherweise einmal die Quantengravitation anhand eines Teilchenmodells.
Mac hat also gar keine Möglichkeit die Gravitation anhand der ART zu erklären.:cool:
Raumkrümmung lässt sich allerdings anhand einer Drucktheorie erklären, das Inflationsmodell ist ja auch nichts anderes. Eine Masse verdichtet den Raum um sich, wodurch er gekrümmt bzw. verdichtet wird. Tritt nun ein Lichtstrahl in diesen verdichteten Raum ein, so wird er rot-verschoben, da er dabei Energie verliert, zudem muss der Lichtstrahl dieser Raumverdichtung folgen, wodurch er umgelenkt wird.

Gruß
 

Orbit

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Tritt nun ein Lichtstrahl in diesen verdichteten Raum ein, so wird er rot-verschoben, da er dabei Energie verliert
Es ist doch genau umgekehrt. Wenn sich der Lichtstrahl vom Gravitationszentrum entfernt, verringert sich dessen Frequenz.
 

komet007

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Es ist doch genau umgekehrt. Wenn sich der Lichtstrahl vom Gravitationszentrum entfernt, verringert sich dessen Frequenz.

Ist Frequenzverringerung und Rot-Verschiebung nicht ein und dasselbe?
Beides resultiert aus Energieverlust.
Wenn du nun "vom Gravitationszentrum entfernen" schreibst, finde ich es etwas verwirrend. Mir gefällt der Audruck "Gravitationsfeld durchdringen" in diesem Zusammenhang etwas besser.

Gruß
 

Orbit

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Ist Frequenzverringerung und Rot-Verschiebung nicht ein und dasselbe?
Beides resultiert aus Energieverlust.
Natürlich ist dies dasselbe; aber darum geht es ja nicht. So wie Du den Sachverhalt beschreibst, muss man annehmen, dass Du bei Annäherung des Lichts ans GZ aus der Sicht vom GZ eine Rotverschiebung 'siehst'. Das wäre aber falsch. Es müsste eine Blauverschiebung sein.
 

jonas

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Hi komet007

Vielleicht hilft der Unterabschnitt gravitative Rotverschiebung aus Wiki weiter. Unter anderm heisst es dort:
wikipedia schrieb:
Aufgrund der gravitativen Zeitdilatation ist das Zeitintervall zwischen Anfang und Ende der Lichtwelle umso länger, je weiter nach oben man sich im Gravitationsfeld bewegt, weil die Zeit zunehmend schneller verstreicht.
Das gilt dann entsprechend umgekehrt wenn sich das Licht in den Gravitationstopf hineinbewegt.
 

Ionit

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Hallo,

die Frage "warum Masse den Raum krümmt" habe ich hier auch schon einmal gestellt!

Wenn wir mal das simple Beispiel einer horizontal frei hängenden Gummimatte nehmen ....

Wenn wir von oben eine Kugel in die Matte legen - dann bekommt die Matte eine Beule (nach unten ausgebeult)!

Die Beule in der Matte kann aber nur entstehen weil unter der Matte noch "Frei-Raum" ist ....... Die Matte bekommt die Beule zwar durch die Kugel/Masse aber wenn unter/hinter der Gumminmatte kein "Frei-Raum" wäre, würde keine Beule entstehen können - weil einfach nicht genug Platz für eine Beule wäre!

Wenn wir das jetzt auf den "Weltraum" übertragen, müsste dies doch eigentlich auch heißen, dass die Krümmung durch Massen auch nur stattfinden kann wenn "hinter dem Raum noch etwas anderes ist" - sonst könnte sich der Raum ja nicht krümmen!

Meiner bescheidenen Meinung nach muss es noch irgend etwas "hinter dem Raum" geben bzw. der Raum muss noch in irgendetwas anderes eingebettet sein .... der Raum würde sonst keine Krümmung aufweisen können!

Oder aber der "Raum" erstreckt sich noch "tiefer in sich Selbst" als wir beobachten können und die Krümmung ist nur die Oberfläche des Raums ...

Ist das von mir falsch gedacht? Gibt es dazu Theorien?

Gruß Matthias
 
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komet007

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aus Wiki weiter. Unter anderm heisst es dort: Das gilt dann entsprechend umgekehrt wenn sich das Licht in den Gravitationstopf hineinbewegt.

Achso, ihr orientiert euch am Wiki Artikel, den habe ich gar nicht gelesen. :rolleyes:
Ich gehe natürlich von einem Beobachter auf der Erde aus, der das Licht entfernter Objekte beobachtet, welches eine Gravitationslinse passiert. Dachte das wäre klar in meinem Beitrag.
Aus der Sicht einer Lichwelle ist die Wiki Darstellung natürlich richtig, nur was hilft die einem Beobachter, etwas unrealistisch oder?
 
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Nathan5111

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Hallo Forum,

wenn man die Expansion des Universums mit einem aufgeblasenen Luftballon beschreibt, sagen alle: "Tolles Beispiel, na klar doch!"

Beschreibt man die Raumkrümmung der ART mit einem Gummituch, mit dicken und kleinen Kugeln, bricht Panik, ja geradezu Paranoia aus.

ES IST EIN BILD!!

Gruß Nathan
 

Orbit

Registriertes Mitglied
@ komet007
Ach sooo!? Und schon sind Jonas und ich die Dummen, die halt nur Wiki-Artikel nachbeten können. :-(
Und wie ist aus dieser Optik Dein Nachsatz
...da er dabei Energie verliert, zudem muss der Lichtstrahl dieser Raumverdichtung folgen, wodurch er umgelenkt wird.
zu verstehen? Hast Du da nicht ein wenig aus beiden Richtungen geguckt? ;-)
Hör mal: Solche Diskussionstaktik erinnert an die jener User, von welchen im Moment hier im Forum gerade ziemlich viel die Rede ist.

@ Nathan
ES IST EIN BILD!!
Beide Vorstellungen sind Bilder, gell. Meinst Du doch, oder?

Orbit
 
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mac

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Hallo Matthias,

Du bist bei der Ursache Deiner Frage
Wenn wir von oben eine Kugel in die Matte legen - dann bekommt die Matte eine Beule (nach unten ausgebeult)!

Die Beule in der Matte kann aber nur entstehen weil unter der Matte noch "Frei-Raum" ist ....... Die Matte bekommt die Beule zwar durch die Kugel/Masse aber wenn unter/hinter der Gumminmatte kein "Frei-Raum" wäre, würde keine Beule entstehen können - weil einfach nicht genug Platz für eine Beule wäre!
'Opfer' ;) einer zu groben Vereinfachung geworden.

Andreas Müller schreibt in der Einleitung seines Lexikons:
Lexikon A.Müller schrieb:
Aus Erfahrung weiß ich, dass die meisten Leser es schon gerne genau wissen wollen. Zu grobe Vereinfachungen eines Sachverhalts oder Weglassen damit zusammenhängender Aspekte werden oft einem Thema nicht gerecht und 'gaukeln Banalität vor, wo keine ist'.

Das Gummituch (wie auch der Luftballon, Nathan5111) brechen das jeweilige 'Problem' auf eine, auch ohne Mathematik vorstellbare Gleichnisebene herunter.

Die Trichter im Gummituch, die man bei der Demonstration dessen, was abläuft, oft und völlig falsch, durch eine starre Schüssel ersetzt, weil rein reibungstechnisch diese Demonstration mit einem Gummituch scheitern würde, funktionieren ja nur deshalb, weil wir die reale Gravitation der Erde ausnutzen um in unserem Gleichnis den Effekt der Krümmung überhaupt demonstrieren zu können. Dieses Gleichnis ist eine Mischung aus realen und in die 'Sprache' des Gleichnisses übersetzten Komponenten, die Du nicht einfach, ohne rückängig machen der Austauschkomponenten und wieder einfügen des Weggelassenen, 2D zu 3D zu 4D wieder zurücktransformieren kannst.

Die Panik, von der Nathan5111 spricht, kommt ja nur deshalb auf, weil die meisten, die mit diesem Gleichnis aufgeklärt werden, und auch nur einen Schritt darüber hinaus denken, genau zu Deiner Frage, Matthias, kommen. Und beim Luftballon eben auf die Frage, was ist innen und was ist außen?

Eine andere Art der Visualisierung, bei der die Gefahr 'unsinniger Rücktransformationen' nicht so groß ist, die aber viel mehr Phantasie erfordert, um zu 'begreifen' was man da sieht, findest Du z.B. hier: http://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/expeditionsl/expeditionsl.html
(das Stöbern in diesem Link lohnt sich.)

Herzliche Grüße

MAC
 
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Orbit

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Hallo mac
Schöner Link!
Noch zu den beiden Sinnbildern:
Der Ballon versinnbildlicht nur gerade die Expansion. Da kann man eben so gut ein Gummiband nehmen, wie das Jonas mal gemacht hat.
Das Gummituch ist ein Sinnbild für die Gravitationspotentiale. Würde man sich auch hier vorstellen, dass sich das Tuch permanent dehnt, würden sich die Potentialdellen auch voneinander entfernen. Natürlich müsste auch hier von zwei auf drei Raumdimensionen umgedacht werden, und die lokale Elastizität des Gummituchs müsste trotz Dehnung konstant gedacht werden. Das geht nur, wenn sich überall laufend neuer Gummi, also auf zwei Dimensionen reduzierter Raum bildet, und das würde ja der Expansion, so wie man sie sich vorstellt, entsprechen.

Herzliche Grüsse
Orbit
 
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mac

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Hallo,

@Orbit. Das Du bei diesem Post einen Konflikt mit Kosmopoly hinein interpretieren könntest, sehe ich. Es wäre aber falsch und Du würdest den Sinn dieses Posts in eine Richtung lenken, in die ich nicht will und die ich nicht meine, dessen Wirken ich auch ohne Grundlage und Rechtfertigung in Kosmopoly hinein interpretieren müßte.


@All. Orbits Beispiel (Gleichnis)
Natürlich müsste auch hier von zwei auf drei Raumdimensionen umgedacht werden, und die lokale Elastizität des Gummituchs müsste trotz Dehnung konstant gedacht werden. Das geht nur, wenn sich überall laufend neuer Gummi, also auf zwei Dimensionen reduzierter Raum bildet, und das würde ja der Expansion, so wie man sie sich vorstellt, entsprechen.
ist dagegen ein hervorragendes ‚Demonstrationsobjekt’ für die in meinem letzten Post gemeinten ‚Gefahren’ solcher Gleichnisse.

Man verwendet ein Gummituch oder Gummiband, um bestimmte Effekte mit einfachen Mitteln und wenigen Worten visualisieren zu können. Wir, die wir das entweder direkt oder vor unserem geistigen Auge sehen, wissen aber natürlich um die Materialeigenschaften von Gummi. Je weiter man ihn dehnt, um so mehr Widerstand setzt er dieser Dehnung entgegen.

Das Subtile bei diesem Beispiel: Ohne sich dessen bewusst zu werden, kann es zu einer ‚Selbstverständlichkeit’ werden, daß der Raum sich ebenso verhält. Wir haben eine, uns bekannte Eigenschaft unseres Gleichnisses rücktransformiert auf den Raum. Tatsächlich gibt es aber in diesem Stadium der Überlegung keinerlei Rechtfertigung für die Zulässigkeit dieses Schrittes.

Ich weis gar nicht, ob es irgend eine Rechtfertigung gibt, die dem Raum die Eigenschaft Elastizität zugesteht. Oder anders herum, ob der Raum seiner Expansion Widerstand entgegensetzen muß, ob er sich bei Ausdehnung, wie Luft in einem Ballon vermehren muß, oder wie auch immer das genau stattfindet. (Orbit hat sich darüber in seinem 'Kosmopoly' sehr aufwändig Gedanken gemacht, daher die Einleitung dieses Posts)

Einzig die Schlussfolgerung, daß Gummi elastisch ist, also muß Raum elastisch sein, ist nicht zulässig. Was nicht gleichzeitig bedeutet, daß ihr Ergebnis falsch sein muß. Wollen wir das aber genau wissen, dann müssen wir andere Wege gehen, als den einer solchen, wahrscheinlich sogar unbewußten Rücktransformation.

Herzliche Grüße

MAC
 

Ionit

Registriertes Mitglied
Hallo MAC,

Dank Dir für die Aufklärung!

Habs mir schon fast so gedacht, dass das Gummituch zu vereinfacht ist!

Trotzdem ....... interessantes Thema!

Viele Grüße

Matthias
 
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