Schwerkraft, Beschleunigung und Referenzrahmen [geschlossen]

Nehmen wir an, das Universum wäre leer und plötzlich erschienen ein Astronaut und die Sonne im Abstand von 2 Lichtjahren. Würde der Astronaut anhand des Referenzrahmens zur Sonne gezogen, sobald er sie sehen kann?

Q1 . Und würde seine Beschleunigung von diesem Moment an konstant bleiben, bis er in die Sonne prallte? Wie hoch wäre diese Beschleunigung und wie hoch wäre seine Höchstgeschwindigkeit?

Ich gehe hier davon aus, dass sich die Schwerkraft mit Lichtgeschwindigkeit bis ins Unendliche ausbreitet (was meines Wissens den Mainstream-Theorien entspricht). Eines der Dinge, die mich interessieren, ist, ob die Anziehungskraft der Sonne 2 Lichtjahre entfernt genauso stark ist, da in diesem Szenario keine anderen Gravitationskräfte im Spiel sind.

Nehmen wir der Argumentation halber an, dass wir dieses Szenario aus dem Bezugssystem eines Beobachters betrachten, der sich zwischen den beiden Objekten befindet - oder leicht zur Seite, damit er nicht vom Astronauten getroffen wird ;-).

Q2 . Würde er den Astronauten 1 Lichtjahr lang unbeeinflusst von der Schwerkraft der Sonne beobachten, bevor die Gravitationswellen den Astronauten erreichen? Und was würde dann aus dem Bezugsrahmen des Beobachters mit dem Astronauten in Bezug auf Beschleunigung, Geschwindigkeit usw. passieren?

Hier sind meine Annahmen über den Beobachter:

• Der Beobachter wird nicht von der Schwerkraft beeinflusst • Der Beobachter benutzt keine „Augen“ zum Beobachten, sondern einen cleveren Apparat, der jedes Objekt im Universum erkennen kann, einschließlich seiner Geschwindigkeit und Position (relativ zum Beobachter und auch relativ zueinander ). Dabei geht es um das Problem, den Astronauten aufgrund fehlender Lichtemission nicht gleichzeitig mit der Sonne sehen zu können. • Die Beobachtungsmethode unterliegt immer noch der Lichtgeschwindigkeit, dh das Gerät erkennt ein Objekt erst, wenn die von diesem Objekt emittierten Teilchen oder Wellen (die sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen) das Gerät erreicht haben

Mir ist klar, dass die Zeit selbst, wie wir sie kennen (Jahre, Meilen pro Sekunde usw.), in diesem Szenario völlig bedeutungslos sein kann – aber versuchen Sie, mich zu unterhalten. Es ist schließlich eine hypothetische Frage (was vielleicht bedeutet, dass es keine sinnvolle Antwort gibt und die Diskussion stattdessen in Philosophie verwandelt wird..)

Da die Schwerkraft variiert wie 1 / R 2 , ist die "Anziehungskraft" der Schwerkraft in 2 Lichtjahren Entfernung nicht dasselbe wie in 1 Lichtjahr Entfernung, geschweige denn in 1 Meile Entfernung.
Beitrag (v1) als Nicht-Mainstream-Szenario geschlossen: Ein Stern kann zB nicht plötzlich auftauchen.
Ich glaube, dass diese Art von "gedanken" Experimenten den Menschen helfen könnte, die Physik besser zu verstehen. Es als Nicht-Mainstream-Physik oder persönliche Theorie zu schließen, erscheint mir extrem. Die Widersprüchlichkeiten, die durch die Annahme des plötzlichen unphysischen Erscheinens eines Objekts eingeführt werden, sind für das Argument irrelevant.
Hier geht es nicht darum, die Richtigkeit akzeptierter Theorien in Frage zu stellen, sondern zu versuchen, die etablierten zu verstehen.
Hinweis: Seine Aufprallgeschwindigkeit wird ungefähr der Fluchtgeschwindigkeit von der Sonne entsprechen, die ungefähr 500 km/s beträgt. Ich würde den Grund gerne in einer Antwort erläutern, wenn diese Frage nicht geschlossen würde. Ich habe auch gehört, dass es (nicht akzeptierte, post-GR, aber so oder so Mainstream-) Theorien gibt, in denen ein solches Universum keine Schwerkraft hätte (aber der Schwerpunkt meiner Antwort wäre die Mainstream-Antwort).
Dies ist im Grunde ein Duplikat dieser anderen Frage und dieser Frage , die wahrscheinlich auch mit dieser zusammenhängt .

Antworten (1)

1) Ja. Die Schwerkraft breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus.

2) Die Beschleunigung wäre kontinuierlich, beschleunigt sich aber, wenn der Abstand zwischen Sonne und Astronaut abnimmt. Beschleunigung und Höchstgeschwindigkeit hängen von der Masse der Sonne ab.

3) Wie der vorherige Kommentar feststellt, ist die Gravitationskraft nicht in allen Entfernungen gleich. Je näher Sie sind, desto mehr Einfluss hat es auf Sie.

Ich habe versucht, alle Ihre Fragen einfach zu beantworten. Lassen Sie mich wissen, wenn ich einen verpasst habe; sie waren etwas schwer zu erkennen.

Newtons Gravitationsgesetz wäre eine gute Lektüre für Sie, aber im Allgemeinen besagt es, dass die Anziehungskraft der Schwerkraft direkt proportional zum Produkt der betrachteten Massen ist (Sonne * Astronaut (einschließlich was auch immer der Astronaut trägt). Nennen Sie es G =SA

Aber es ist auch umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung zwischen ihnen.

Da wir es mit zwei Objekten zu tun haben, können wir die Rechnung etwas vereinfachen und erhalten so etwas wie:

F(r) = mg(r)

F ist die Kraft, die aufgrund der Sonne auf den Astronauten ausgeübt wird.

G ist die Gravitationskonstante: 6,67408(31)×10−11 m3⋅kg−1⋅s−2

R ist der Abstand zwischen den beiden Objekten

M ist die Masse des Astronauten

Da Sie an Geschwindigkeit interessiert zu sein scheinen (gemessen in m/s2): V(r) = -G*m1/r

M1 ist die Masse der Sonne und der Einfachheit halber nehmen wir an, dass ihre Masse gleichmäßig verteilt ist.

Ich denke, Sie sollten auf jeden Fall Newtons Gravitationsgesetz einbeziehen, da das OP meiner Meinung nach die Wirkung von benötigt R explizit erklärt.
Oh, er meinte Sol! Ich nahm an, dass er mit „Sonne“ irgendeinen Stern meinte.
@JakeWatrous, woher hast du diesen Wert für die Geschwindigkeit?
Die 500 km/s? Ich nicht. Peter hat es getan. Es ist jedoch relativ einfach zu berechnen. Er nahm an, dass Sie unsere eigene Sonne meinten, und setzte ihre Masse in diese Gleichung ein: g = G*M/R^2, wobei g die Erdbeschleunigung, G die universelle Gravitationskonstante, M die Masse und R die Entfernung ist .
Vielen Dank für Ihre Kommentare und Antworten, sie waren sehr nützlich. Ich verstehe nicht ganz, warum diese Frage geschlossen wurde. Ich habe nicht versucht, ausgefallene Theorien vorzuschlagen oder von der Mainstream-Physik abzuweichen, sondern versucht, etablierte Theorien zu verstehen, indem ich ein Gedankenexperiment verwende, das mein nichtwissenschaftliches Gehirn möglicherweise verstehen kann besser. Genau wie Albert Aspect darauf hingewiesen hat, könnte dies nützlich sein, um die Physik populärer zu machen! Da dies jedoch mein erster Beitrag war, werde ich beim nächsten Mal versuchen, mich an die Regeln zu halten ;) Danke @JakeWatrous JonCuster AlbertAspect peterh KyleKanos Countt010
Eine Sache noch - der Hauptgrund für meine Frage/Gedankenexperiment war, die Schwerkraft besser zu verstehen. Nicht unbedingt die Wirkung hat, aber wie es tatsächlich funktioniert. Für mich ist die Schwerkraft „gespenstischer“ als die Quantenverschränkung. Ich habe über Gravitationswellen, Gravitonen und eine ganze Menge anderer Themen gelesen, aber manchmal ist es einfacher zu verstehen, wenn es in einem albernen Szenario dargestellt wird! @JakeWatrous
Wenn das der Fall ist, dann könnten die jüngsten Nachrichten über die Schwerkraft noch interessanter sein. Bedenken Sie Folgendes: Es gibt einige Diskussionen darüber, ob die Schwerkraft überhaupt eine Kraft ist – sie kann einfach ein entstehendes Ergebnis anderer Dinge sein.
Danke @JakeWatrous, ich werde weiterlesen! Es erstaunt mich nur, dass etwas so Grundlegendes für unser tägliches Leben und tatsächlich unsere Existenz nicht vollständig verstanden wird. Vielleicht werden diese Foren mehr Menschen dazu ermutigen, Wissenschaft zu studieren und eines Tages alles zu klären ;)