Die Schwerkraft - schneller als Licht?

[Freaka]

Hallo, ich habe grade diesen Interssanten Artikel auf der Hompage des pm-magazines gelesen. Ich finde es recht Interessant.

Denn die Schwerkraft breitet sich, wovon sich jeder durch einfache Rechnungen überzeugen kann, mindestens zehnmilliardenmal schneller als Licht aus, was bereits der Astronom Pierre Simon Laplace wusste, der dies 1825 in seinen Schriften vermerkte. Wie kann das sein?

Ziehen sich zwei Himmelskörper an, so wirkt die Kraft entlang ihrer Verbindungslinie. Diese Richtung heißt "radial". Würde diese Schwerkraft sich nur mit Lichtgeschwindigkeit, also verzögert ausbreiten, käme eine weitere Kraftkomponente dazu, die senkrecht zur Verbindungslinie wirkt. Diese Richtung heißt "tangential". Eine solche Kraft aber würde das System aus zwei Körpern um den gemeinsamen Schwerpunkt drehen, wodurch die beiden Körper in kürzester Zeit ineinander stürzen würden. Wer's nicht glaubt, braucht nur die offiziellen Gestirnstandstabellen ("Ephemeriden") der NASA nehmen und bei der Berechnung der Planetenpositionen die verzögerte Wirkung einsetzen (sie beträgt beispielsweise beim Pluto bis zu vier Stunden). Es kämen völlig falsche Werte heraus!

Der Astrophysiker Tom van Flandern, der sich jahrzehntelang mit dem Problem der scheinbar unendlich schnellen Ausbreitung der Gravitation beschäftigte, hat ihre Wirkung an Hand der Daten des binären Pulsars PSR 1913 + 16 und des Pulsar-Paars PSR 1534 + 12 untersucht. Er kam nach Analyse der Messfehler auf eine Mindestgeschwindigkeit der Schwerkraft von c*1010, also zehnmilliardenmal schneller als Licht.

Aber wie ist so etwas möglich? Wie kann sich etwas so schnell, vielleicht sogar unendlich schnell, ausbreiten? Gibt es tatsächlich Fernkräfte wie Newton annahm, obwohl er den Gedanken selber schrecklich fand? Die ehrliche Antwort darauf lautet: Wir wissen es nicht, unter anderem auch deshalb, weil kein ernsthafter Physiker auf diesem Gebiet forscht, da er nicht riskieren will - wie Tom van Flandern - von der wissenschaftlichen Gemeinschaft ausgeschlossen zu werden. Immerhin, der kluge Philosoph und Physiker Ernst Mach, dem dieses Phänomen natürlich auch bekannt war, machte sich dazu ein paar Gedanken. Warum, so sagt er sinngemäß, meinen wir, ein Körper höre dort auf, wo wir ihn nicht mehr spüren? Warum nicht dort, wo wir ihn nicht mehr hören oder sehen? Kurzum: Könnte es vielleicht sein, dass sich jeder Körper von sich aus ins Unendliche erstreckt, auch wenn wir diese Ausdehnung mit unseren beschränkten Sinnen nicht wahrnehmen? Sollte jeder Körper über die Schwerkraft und die vermutlich ebenso schnelle elektrische und magnetische Kraft mit allen anderen Körpern des Universum unendlich schnell verbunden sein? Immerhin hatte jedes Teilchen im All genug Zeit, seine Kraftfühler über das ganze Universum auszustrecken, sodass jeder Körper jeden anderen im Weltall unsichtbar berührt.

Das würde nach den Überlegungen des russischen Physikers Valentine P. Oleinik von der Technischen Universität in Kiew (Ukraine) bedeuten, dass selbst Elektronen schon eine Art rudimentäres Bewusstein besitzen, weil sie stets - und sofort! - mit allen anderen Elementarteilchen des gesamten Universums verbunden sind. Ist die Welt vielleicht viel fantastischer als wir dachten?

[BaybeeK]

Und was heißt das dann?

Sorry aber ich bin da jetzt nicht wirklich durch gestiegen. Naja Physik und Mathe liegen mir nicht....

biba

[MarcG]

Das heisst eigentlich nur, das die Lichtgeschwindigkeit nicht die höchste Geschwindigkeit ist, die es gibt. Nach Einstein ist das aber so, und auch heutzutage wird das so akzeptiert.

[DonMaro]

Falls Gravitation wirklich eine Geschwindigkeit hat...

Womöglich hat sie schon immer (seit dem Urknall) zwischen allen Teilchen bestanden... und ist somit nichts "Neues" (oder etwas mit einer Geschwindigkeit), da es ja auch (außer den sog. virtuellen Teilchen) keine Neuschöpfung von Materie gibt...

Meine Folgerung: Vielleicht haben sich schon immer alle Teilchen angezogen...

[MarcG]

Es gibt aber auch Änderungen der Gravitationskräfte, und die Ausbreitung dieser neuen "Informationen" geschehen auch nur mit einer best. messbaren Geschwindigkeit.

[corrosive]

wenn ich mich recht an "eine kurze geschichte der zeit" von stephen hawking erinnere, wird da dieses problem auch erläutert...

der witz dabei ist, dass sich nichts schneller als das licht bewegen kann, auch keine wie auch immer gearteten felder, es kommt uns aufgrund unserer dreidimensionalen wahrnehmung nur so vor...

wir meinen, dass sich licht, gravitation etc. entlang einer geraden ausbreitet und dann einfach Strecke/zeit = speed ist.

tatsächlich bewegt sich licht etc. aber in der 4-dimensionalen "raumzeit", in der die Zeit und die drei raumdimensionen untrennbar miteinander verbunden sind.

in dieser raumzeit breitet sich alles mit max mit lichtgeschwindigkeit aus, aber unsere "beschränkte" wahrnehmung läßt uns denken, es wäre schneller, weil wir nur eine gerade wahrnehmen, wo eigentlich eine gekrümmte raumzeit ist.

(genauer weiß ich es auch ich mehr, aber so in etwa ist es)

und wirklich bitte nicht böse sein, aber wenn dich solche sachen interessieren, such dir vielleicht eine richtige wissenschaftszeitungen und nicht die PM (=BILDzeitung für Forschungs-"interessierte"), es gibt wirklich besseres...

[Freaka]

Das es das besseres gibt, ist mir schon klar z.B. Bild der Wissenschaft, oder Spektrum der Wissenschaft, die recht gute Artikel vefassen, aber ich habe es gefunden und fand es recht interessant, zumal ich mich persönlich für solche Themen interessiere. Das die P.M. eine Bild Zeitung für Wissenschaftsinteresierte ist brachst du mir nicht zu sagen, ist mir schon klar.

[corrosive]

wie gesagt war ja auch nicht böse gemeint

[Crush]

Schon in der Quantenphysik ist Überlichtgeschwindigkeit nix besonderes. Raum und Zeit spielen oftmals keine Rolle in solchen Dimensionen. Die Dualität von Quarks bedeutet, daß zwei gleichartige Quarks, die durch das komplette Universum getrennt sind, den gleichen Spin (oder auch Farbe - hat aber nichts mit Optik zu tun) haben. Wechselt das eine Teilchen seinen Spin wird absolut ZEITGLEICH sich das Zweite Teilchen anpassen und in die gleiche Richtung drehen. Diese Tatsache führt dazu, daß die Physiker wie die Wilden diese Eigenschaft zu nutzen versuchen um eine "Zeitmaschine" zu bauen.

Das mit der Gravitation ist ein offenes Geheimnis unter den Teilchenphysikern und man wagt sich komischerweise erst jetzt langsam an "Beweise" zur Ursache der Schwerkraft, den Higgs-Teilchen zu suchen. Man erhofft sich vom neuen Beschleuniger endlich genügend Energien erzeugen zu können um das Higgs zu finden.

Viele träumen sogar schon, daß das Higgs der Schlüssel zur Weltformel sein könnte und neue Türen in der Teilchenphysik öffnen könnte.

Überlichtgeschwindigkeit ist nach wie vor ein heikles Thema, aber immer mehr namhafte Leute sind ihrer möglichen Existenz immer aufgeschlossenen. Photonische Kristalle ermöglichen offensichtlich auch Überlichgeschwindigkeit - und hier macht man sich die größte Hoffnung für die Computertechnik.

Ich fand dfarüber hinaus die Diskussion über die Antigravitation sehr interessant. Darans forscht sogar die Lufthanse!!! Irgendjemand der Geld hat muß also daran glauben. Ziel ist es letztendlich neue Flugantriebe zu entwickeln.

Grundsätzlich ist für mich nichts Unmöglich, solange man die Unmöglichkeit nicht beweisen kann.

[RogerRabbit]

richtig,

es ist erst unmöglich wenn es bewiesen wurde das dem so ist. genau dieser umstand treibt 1000 wissenschaftler im speziellen physiker jeden tag aufs neue an ihre arbeits- und forschungsstätten.

gravitation, zum einen wird vermutet das es sogenannte virtuelle teilchen gibt, die informationen zwischen zwei körpern austauschen und so bestimmen ob sie einander anziehen und wer wen anzieht. zugegeben eine sehr abstruse idee aber zumindest ein lösungsansatz.

dies gilt ebenfall für das phänomen der beiden twin teilchen die auf eigenartige weise, ihren zustand genau so ändern wie das unendlich weit entfernte partnerteilchen. möglicherweise besteht auch hier eine verbindung aus virtuellen teilchen die die information von einem zum anderen tragen.

überlichtgeschwindigkeit, sicher ein heikles thema, da das unmögliche übertreten der lichtgeschwindigkeit als dogma betrachtet wird, was meiner meinung nach vielen forschern im weg steht. ich glaube das es durchaus möglichkeiten gibt überlichtgeschwindigkeit zu erreichen und wenn dies nur für teilchen gilt. zum anderen besteht die möglichkeit des gekrümmten raums. man krümmt einen raum einfach so lange bis die beiden orten zwischen denen man reisen will, sehr nah bei einander liegen. da prinzip des gefallteten blattes und dem bleistift mit dem man ein loch durchsticht.

[MarcG]

Original geschrieben von RogerRabbit

zum anderen besteht die möglichkeit des gekrümmten raums. man krümmt einen raum einfach so lange bis die beiden orten zwischen denen man reisen will, sehr nah bei einander liegen. da prinzip des gefallteten blattes und dem bleistift mit dem man ein loch durchsticht.

Ich schliesse mich euren Gedanken an, aber zum thema gekrümmter Raum... das ist ja dann keine Uberlichtgeschwindigkeit, da die Strecke des Bleistiffts ja auch mit herkömmlichen Geschwindigkeiten zurückgelegt werden kann. Im Endeffekt, also die Strecke des gekrümmten Raums so man sie konventionell zurücklegt und die Zeit, die man dafür benötigte, ist es natürlich eine enorme Geschwindigkeit. Dennoch hat das mit der eigentlichen Lichtgeschwindigkeit nichts zu tun. Es ist halt nur ne relative Überlichtgeschwindigkeit

[Manne]

@RogerRabbit

Original von RogerRabbit

...man krümmt einen raum einfach so lange bis die beiden orten zwischen denen man reisen will...

Einfach so? Aha! Wer lässt denn da seine Muskel spielen? :confused:

...bleistift mit dem man ein loch durchsticht...

Redest Du von Wurmlöchern?

Manne

[RogerRabbit]

nein, es ist ein vergleich. nimm ein blatt papier, dieses flach gebilde entspricht einsteins vorstellung des raumes. und mach an beide enden einen punkt. momentan sind die punkte noch weit entfernt voneinandern, allerdings wenn du das blatt falltest brinst du sie zusammen. zu krümmst es.

wären die punke auf zwei verschienen seiten des blattes müßtest du um den kürtzesten weg zu wählen nur mit einem bleistift ein loch durch das blatt stecken.

[MarcG]

Sind Wurmlöcher nicht genau sowas? Eine Verbindung zwischen 2 Punkten im gekrümmten Raum?

[timmi-bonn]

Original geschrieben von Crush

Schon in der Quantenphysik ist Überlichtgeschwindigkeit nix besonderes. [...]

Mathematisch gibt es die Überlichtgeschwindigkeit in der Physik schon viel länger:

Die Summe des magnetischen und des elektrischen Vektors bewegt sich immer mit doppelter Lichtgeschwindigkeit (2c). Wenn einer der beiden Vektoren beim Wechsel in ein Medium anderer Dichte jedoch seine Geschwindigkeit velangsamt, so muß der andere Vektor "automatisch" schneller werden, um die Summe 2c wieder zu erreichen.

Bitte, laßt mich das hier nicht physikalisch / mathematisch korrekt beschreiben!

gruß, timmi

[RogerRabbit]

ich bitte darum

[Crush]

Raumkrümmungen werden durch extrem hohe Massen erzeugt. Die Massen von Schwarzen Löchern sind groß genug dafür (glaubt man jedenfalls) aber auch nur, weil sie mit neuer Masse gefüttert werden und so die Energie zum Erhalt der Raumkrümmung beibehalten kann (weiß ja jeder, daß sie aus den "weißen Zwergen" entstehen).

Auch aus einer recht alten PM-Ausgabe (Bubbles):

Wurmlöcher darf man sich nicht so vorstellen wie ein Schwarzes Loch. Sie können auch mikroskopisch klein sein, bis unterhalb atomarer Ebenen. Sie basieren auf der Bubble-Theorie, welche sich wohl irgendwie auf die Quantentheorie stützt wenn ich mich noch recht erinnere. Hier wird besagt, daß es mehrere Universen gibt, deren Zeiten unterschiedlich ablaufen. Desweiteren ist man sich sicher, daß solche "Zeitblasen" immer und überall innerhalb von existierenden Zeitblasen entstehen, sich kurzfristig aufblasen und wieder ins Nichts verschwinden (soll irgendwie der Stabilität der großen Zeitblase dienen). Es wäre jedoch möglich solche Zeittore offen zu halten, bzw. auf jede beliebige Größe aufzupumpen, indem man Antimaterie in die Blase schießt (auch ein großer Unterschied zu schwarzen Löchern - vielleicht sogar das Pendant der Gegenseite zum Schwarzen Loch?).

Es gäbe nur ein paar kleine Probleme diese Zeittunnel zu verwenden: Man weiß nicht wann, in welchem Universum und wo man rauskommt und wie man jemals wieder zurückkommen könnte. Aber da man ohnehin keine solche Antimateriegeneratoren vorerst herstellen kann ist das auch kein weiteres Thema - aber ein interessanter Gedanke um "Abkürzungen" zu nehmen und somit Überlichtgeschwindigkeit zu simulieren.

Die Erklärung mit 2c liegt wohl in der Relationalitätstheorie, oder?

[Thodin]

hui.. also über Relationalität weiss ich nichts. aber vor einiger zeit ist mir folgendes eingefallen:

typisch für ein gedankenexperiment, braucht man bestimmte gegebenheiten: einen völlig leeren raum, in dem 2 eisenkugeln - sagen wir mal - in der grösse von 2 fussbällen aufeinander zufliegen. beide fliegen mit der geschwindigkeit c, also Lichtgeschwindigkeit (okok, sagen wir 99,9% davon). Da der Raum leer ist, kann man auch vermuten das eine der kugeln stillsteht, es fehlen ja die Bezüge im Raum. heisst das dann das die andere mit doppelter Lichtgeschwindigkeit fliegt ? Ok, wir wissen das es nicht so ist, aber rein theoretisch kann man das doch so umstellen. hat das dann nicht auch konsequenzen hinsichtlich anderer grössen, wie der zeit ? oder ist das schlichtweg falsch ?

noch was anderes: wenn diese kugeln - beide mit Lichtgeschwindigkeit - aufeinandertreffen, müsste es doch ziemlich knallen, oder ?

Gruss,

Thodin

[MarcG]

Original geschrieben von Thodin

noch was anderes: wenn diese kugeln - beide mit Lichtgeschwindigkeit - aufeinandertreffen, müsste es doch ziemlich knallen, oder ?

die Chance einer Kernfusion wäre wohl ziemlich hoch AFAIK werden dabei Teilchen nahe an c heran beschleunigt bevor sie aufeinandertreffen...

[Manne]

@All

Hier trifft ja ein geballtes Halbwissen aufeinander, das ist ja nicht zum aushalten.

@Crush

...Raumkrümmungen werden durch extrem hohe Massen erzeugt.

Nicht nur durch extrem hohe Massen, sondern von jeder Masse. Der Effekt ist nur mehr oder weniger gross bzw. messbar.

Wurmlöcher darf man sich nicht so vorstellen wie ein Schwarzes Loch. Sie können auch mikroskopisch klein sein, bis unterhalb atomarer Ebenen.

Wenn welche existieren, dann liegt ihre Grösse im atomaren Bereich, aber es hat noch keiner welche gesehen bzw. nachweisen können, bis jetzt ist es nur eine Theorie.

Die Erklärung mit 2c liegt wohl in der Relationalitätstheorie, oder?

Der Link war doch nicht ernst gemeint, oder?

@Thodin

Dein Gedankenexperiment hat einige Fehler, ich erinnere an das Zwillingsparadoxon, Zeitdilatation, Massenzuwachs u.a.

Mal abgesehen davon, das die Kugeln keine Lichtgeschwindigkeit erreichen können, dürfte es auch schon bei 90% c sehr heftig knallen.

Manne

[Marlboro Man]

Original geschrieben von Manne

@All

Hier trifft ja ein geballtes Halbwissen aufeinander, das ist ja nicht zum aushalten.

wer sagt dir denn das alles richtig ist was du sagst;)

ausserdem ist dies hier kein physikerforum;)

[Manne]

@Marlboro Man

wer sagt dir denn das alles richtig ist was du sagst

Mein siebensemestriges Physikstudium an der TU-Berlin.

ausserdem ist dies hier kein physikerforum

Ist mir klar, in einem Physikerforum würden solche Theorie gar nicht aufgestellt werden.

@Thodin

Hier findst Du die Erklärung warum dein Gedankenexperiment so nicht funktioniert.

@timmi-bonn

Mathematisch gibt es die Überlichtgeschwindigkeit in der Physik schon viel länger:

Die Summe des magnetischen und des elektrischen Vektors bewegt sich immer mit doppelter Lichtgeschwindigkeit (2c).

Wo hast Du das denn her? Eswürde mich brennend interessieren.

Manne

[Marlboro Man]

Original geschrieben von Manne

@Marlboro Man

Mein siebensemestriges Physikstudium an der TU-Berlin.

ok ich hab nix gesagt.

[timmi-bonn]

Original geschrieben von Manne

@timmi-bonn

Wo hast Du das denn her? Esw?rde mich brennend interessieren.

Physikalische Chemie, Bonn, Prof. Schwarz, ca. 1972.

gruß, timmi

[Manne]

@timmi-bonn

Physikalische Chemie, Bonn, Prof. Schwarz, ca. 1972

Was ist das? Ein Buch oder eine Vorlesung.

Manne