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Thema: Gravitative Koppelung

  1. #1
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    Standard Gravitative Koppelung

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    Hallo an Alle,

    ich habe dieses Thema aus dem Thread
    http://www.astronews.com/forum/showt...p?t=410&page=2
    Ausdehnung des zentralen schwarzen Loches, das eigentlich seit Januar nicht mehr fortgeführt wurde, aufgegriffen. Da es aber nicht dahin gehört, hier zu einem eigenen Thema gemacht.

    Es geht um den Begriff der gravitativen Koppelung, der von Sky Darmos und anderen Usern verwendet wurde, um zu erklären warum die Hubble-Ausdehnung des Universums lokal nicht feststellbar ist. Dabei wurde von Strukturen von der Größe unserer Milchstraße gesprochen.

    Zitat Zitat von komet007
    Der Effekt der Expansion, so vermute ich, macht sich weder in unserem Sonnensystem noch in unserer gesamten Galaxie bemerkbar, eben weil es gravitativ gebundene Systeme sind.
    Eben darum geht es mir. Gravitativ gebunden (als qualitativer Begriff verwendet) bezieht jede Materie des Universums mindestens diesseits des Ereignishorizontes ein. Du kannst damit nicht gleichzeitig die nicht beobachtbare lokale Ausdehnung und die beobachtbare weiträumige Ausdehnung erklären. Es muß eine Proportionalität z.B. zur Beschleunigung existieren. Der quantitative Zusammenhang müßte eigentlich irgendwo beschrieben sein, sonst ist der Begriff "gravitativ gebunden" wertlos.

    Simpler Hintergrund: Gravitation nimmt ab mit dem Quadrat der Entfernung, aber steigt an proportional zur Masse. Die Masse nimmt aber proportional zum Kubik der Entfernung zu (zumindest weiträumig). Ab einer bestimmten Entfernung wächst die Gravitation stärker durch zunehmende Masse, als sie durch das Abstandsquadratgesetz fällt. Das steht nach meinem Verständnis dem Begriff der gravitativen Kopplung als Verhinderung der Hubble Ausdehnung entgegen. Zu diesem Widerspruch und vorallem zu einer quantitativen Beschreibung habe ich bisher nichts gefunden (wahrscheinlich weil ich nicht weis, wonach ich suchen mu&#223

    Wer kann mir da weiterhelfen?

    Herzliche Grüße

    MAC

  2. #2
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    Ich habe mir das ganze nochmals durch den Kopf gehen lassen. Die Expansion des Universums wirkt ja wie eine vom Zentralobjekt ausgehende, zusätzliche Kraft. Das würde doch letztlich einfach dazu führen, dass die Bahnen aller Objekte nicht-keplerisch sind. In Formeln ausgedrückt:

    F (g) = F (zf) + F (exp)

    F (g) Gravitation, F (zf) Zentrifugalkraft, F (exp) zusätzliche Kraft durch die Expansion.

    Demnach wären die Objekte, die ein anderes Objekt umkreisen, einfach ein klein wenig langsamer, als es nötig wäre. Da F (exp) mit der Zeit steigt, würde man vermuten, dass die Objekte dann "zu schnell" werden, gemessen an der zusätzlichen Kraft, die sie gegen die Gravitation des Zentralgestirns abstützt. Dadurch würde sich ihr Orbit um einen kleinen Betrag vergrössern.

    Ich vermute aber, dass F (exp) <<< F (zf) ist, und somit kaum ins Gewicht f&#228;llt.
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  3. #3
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    Hallo Bynaus,

    Ich glaube, ich verstehe den Sinn Deiner letzten Antwort nicht? Deshalb geht mein Post vielleicht vorbei.


    Die Beschleunigungen, die sehr große Strukturen aufeinander ausüben sind größer, als die der großen Strukturen.

    Beispiel: (mußte ich mir erst überlegen und zusammenstellen, deshalb hat’s etwas gedauert)

    Andromeda und Milchstaße (4E41 und 2E41 kg, 1,9E22 m)
    die Milchstraße wird durch Andromeda mit 7E-14 m/s^2 beschleunigt.

    Milchstraße und Virgo-Haufen (6E45 und 2E41 kg und 6E23 m Abstand)
    die Milchstraße wird durch Virgo mit 2E-12 m/s^2 beschleunigt.

    Das wäre eigentlich der Tod für die Erklärung durch gravitative Koppelung!

    Es gibt diesen Effekt aber! Sowohl im Sonnensystem (wo die Dehnung nicht zu messen ist), als auch bei sehr weit entfernten Galaxien, deren Rotverschiebung meßbar ist.
    Pluto wird übrigens mit knapp 4E-6 m/s^2 von der Sonne beschleunigt, was ich mir mit dem Faktor 100 Unterschied zur Hubble-Dehnung im Sonnensystem nicht durch einfache Proportionalität erklären kann.

    Deshalb meine Frage nach quantitativen Modellen dazu. Ich kann mir nicht vorstellen, das gravitative Koppelung behauptet wurde, ohne eine theoretische Vorstellung die zumindest die vorhandenen Beobachtungen erklärt.

    Herzliche Grüße

    MAC

  4. #4
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    Hm... ich komme &#252;berhaupt nicht draus, was du meinst. Was meinst du genau mit "gravitative Kopplung"? (Warum sind die gerechneten Werte "der Tod" f&#252;r diese gravitative Kopplung?) Die Beschleunigungen, die du errechnet hast: die hast du folgendermassen erhalten:

    a = G * M / r^2

    Oder? (m k&#252;rzt sich raus...)

    Meinst du, dass das Universum unter seiner eigenen Masse kolabieren sollte? Wenn du das meinst, dann "w&#228;re" das so, dem stimme ich zu, "wenn" da nicht die Expansion des Universums w&#228;re.
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  5. #5
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    Hallo Bynaus,

    Zitat Zitat von Bynaus
    Hm... ich komme &#252;berhaupt nicht draus, was du meinst. Was meinst du genau mit "gravitative Kopplung"?.
    ich meine diesen Post

    http://www.astronews.com/forum/showt...p?t=410&page=2
    Post 14

    Die gleiche Begr&#252;ndung f&#252;r die Nichtausdehnung des Sonnensystems habe ich einen Monat vorher noch in einem anderen Post gelesen, den ich leider nicht mehr finde.

    Erst durch diesen, Skys Post 14, der diese Bindung auf die ganze Milchstrasse bezog, bin ich auf den Widerspruch dieser Aussage gekommen.

    Zitat Zitat von Bynaus
    (Warum sind die gerechneten Werte "der Tod" f&#252;r diese gravitative Kopplung?)
    Das mit dem Tod hab‘ ich ja gleich anschlie&#223;end relativiert, weil das Sonnensystem eben nicht entsprechend w&#228;chst.

    Ich bin jetzt auch ein wenig ratlos, weil ich nicht weis warum Du diesen Widerspruch nicht verstehst.

    Zitat Zitat von Bynaus
    Die Beschleunigungen, die du errechnet hast: die hast du folgendermassen erhalten:

    a = G * M / r^2

    Oder? (m k&#252;rzt sich raus...)
    Wenn ich meine Formel etwas vereinfache, dann kommt Deine Formel heraus.

    Zitat Zitat von Bynaus
    Meinst du, dass das Universum unter seiner eigenen Masse kolabieren sollte? .
    Nein, ich meine nicht, da&#223; das Universum (aus Gr&#252;nden die etwas mit diesem Widerspruch zu tun haben) kollabieren sollte.

    Ohne eine quantitative Aussage, die den Abschirmungseffekt der Koppelung gegen die Ausdehnung beschreibt, weis ich noch nicht einmal ob es einen Widerspruch gibt; ob Sky's Aussage Unfug war; ob es eine Proportionalit&#228;t gibt...?

    Herzliche, ratlose Gr&#252;&#223;e

    MAC
    Geändert von mac (29.04.2006 um 22:01 Uhr)

  6. #6
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    Hm... O.k., ein Versuch:

    Ich glaube nicht, dass jemand sagen will, dass die Gravitation die "gravitativ gekoppelten" (bzw. gravitativ aneinander gebundenen) Systeme davor "sch&#252;tzt", von der Expansion betroffen zu sein. Es ist bloss so, dass die Expansion so gering ist und eine so geringe Kraft bewirkt, dass sie praktisch nicht messbar sein sollte. Der Raum zwischen Erde und Sonne (oder zwischen Sonne und Milchstrassenzenterum) dehnt sich zwar auch aus (das k&#246;nnte man zumindest vermuten), aber die Kraft, die dadurch "entsteht", ist, verglichen mit der Gravitationskraft der Sonne, so gering, dass sie keine direkt beobachtbaren Auswirkungen hat.

    Man k&#246;nnte nat&#252;rlich auch &#252;ber eine "echte" Abschirmung (aus welchen Gr&#252;nden auch immer) spekulieren, doch um dies zu beantworten, m&#252;sste man erst einmal das Wesen der kosmischen Expansion verstehen (z.B., was ist dunkle Energie, woher kommt sie, etc.).
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  7. #7
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    Hallo Bynaus,

    Zitat Zitat von Bynaus
    Der Raum zwischen Erde und Sonne (oder zwischen Sonne und Milchstrassenzenterum) dehnt sich zwar auch aus (das könnte man zumindest vermuten), aber die Kraft, die dadurch "entsteht", ist, verglichen mit der Gravitationskraft der Sonne, so gering, dass sie keine direkt beobachtbaren Auswirkungen hat.
    bis ich Sys's Post gelesen hatte, hatte ich mir die Sache genau so vorgestellt wie Du es hier (ohne den Teil mit der Milchstrasse) geschrieben hast.

    Dann kam aber dieser Post und ich dachte: hoppla, bei so großen Strukturen? Wie sehen denn dann die Kräfteverhältnisse aus? Und ich kam eben auf das Ergebnis daß die Milchstraße von Virgo stärker beschleunigt wird als von Andromeda und daß das weiter weg noch schlimmer wird.

    Als nächstes kam die Überlegung: Wenn Du und Ich und Sky in je 2 m Abstand voneinander in einer Reihe stehen;
    2 m Abstand noch koppeln 4 m aber nicht, könnte sich Sky von Dir entfernen. Aber ich stehe dazwischen, je zwei m Abstand zu Euch, von mir kann er sich nicht entfernen und ich nicht von Dir, wie soll es denn so zu einer Expansion kommen?

    An der Stelle dachte ich, hier hilft nur noch eíne quantitative Beschreibung, die den Zusammenhang erklärt und nachprüfbar macht.

    Aber ich kann nichts finden?

    Herzliche Grüße

    MAC

  8. #8
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    Guten Abend zusammen

    Ich hatte da gerade noch so einen Gedanken zu dem Thema. Habt ihr Euch mal überlegt, dass die Expansion keinerlei Einwirkung auf ein gravitatives System haben könnte? Den Grund dazu würde ich mir folgendermaßen erklären:
    Es gilt soweit als gesichert, dass die Expansion des Universums durch Dunkle Energie hervorgerufen wird. Dunkle Energie kann man als Antigravitativ bzw als negative Energie bezeichnen. In einer Galaxie in der vorwiegend positive Energie in Form von Gravitation vorherrscht dürfte es nicht möglich sein, dass eine negative Energie in diese eindringen kann. Ein Hinweis darauf könnte das letzte Woche veröffentlichte Experiment der gravitomagnetischen Kraft sein.
    Diese Kraft kann sowohl positiv wie auch negativ sein, was also heißen würde, dass Dunkle Energie in einer Galaxie nicht vorkommen kann und somit in einem gravitativ gebundenem System keine Expansion stattfindet. Ist jetzt vielleicht eher ein Schuß aus der Hüfte, aber was haltet ihr davon?

  9. #9
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    Die "Dunkle Energie" ist auf jeden Fall positive Energie, auch wenn sie Antigravitativ wirkt. Erinnere dich z.B. daran, dass Dunkle Energie rund 70% der Energie im Kosmos ausmacht - da kann sie nicht negativ sein.
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  10. #10
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    Hallo komet007

    Zitat Zitat von komet007
    In einer Galaxie in der vorwiegend positive Energie in Form von Gravitation vorherrscht dürfte es nicht möglich sein, dass eine negative Energie in diese eindringen kann.
    ob die treibende Kraft für die Expansion die kinetische Energie aus der Zeit des Urknalls, oder (falls überhaupt existent) dunkle Energie ist, spielt für mein Verständnisproblem eigentlich keine Rolle (glaube ich). Was weder Du noch ich mit dieser Vorstellung erklärst ist: wie diese Koppelung es schafft Systeme, die sich weniger stark anziehen stärker zu binden als Systeme die sich stärker anziehen. Milchstrasse und Virgo sind ca. 6E7 Lichtjahre auseinander und Milchstrasse und Andromeda nur 2E6.

    Ich glaube nicht, dass es die Ausdehnung und/oder die gravitative Koppelung nicht gibt, ich habe nur keine quantitative Vorstellung wie sie wirken und welche Grundgrößen bei dieser Wirkung eine Rolle spielen.

    Ich kann mir auch nicht vorstellen daß man einen solchen Begriff seriös kreiert, ohne eine quantitative Beziehung zu formulieren, mit der man es an den Messwerten verifizieren kann.

    Das wäre so als hätte Newton gesagt die Gravitation hält die Planeten auf ihrer Bahn ohne sich um die Gesetzmäßigkeiten zu kümmern.

    Herzliche Grüße

    MAC

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