Ich verstehe, wie ein Objekt, das sich durch den Raum bewegt, beeinflusst würde, wenn die Schwerkraft eine Krümmung des Raums wäre, im Gegensatz zu einer Kraft. Ich verstehe jedoch nicht, warum dies einen "Zug" an einem Objekt erzeugt.
Wenn zum Beispiel ein Gegenstand auf den Rand des durch die Schwerkraft entstandenen „Brunnens“ gelegt würde, würde er dann nicht einfach dort bleiben? Was würde dazu führen, dass es "nach unten" in Richtung des Planeten beschleunigt, wenn es keine Anfangsgeschwindigkeit hätte?
Die Antwort auf Ihre Frage ist der Viervektor. Sie müssen nur akzeptieren, dass das Universum so aufgebaut ist und der Vierervektor so aufgebaut ist, dass seine Größe immer c sein muss.
Kurz gesagt, die Größe der Vierergeschwindigkeit für jedes Objekt ist immer eine feste Konstante:
https://en.wikipedia.org/wiki/Vier-Vektor
Wenn Sie nun, wie Sie sagen, ein stationäres (im Weltraum) Objekt in die Nähe der Erde bringen, warum bewegt es sich dann in Richtung des Schwerpunkts?
Die Antwort ist, dass das Objekt im Raum stationär ist, sich aber zeitlich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt.
Es befindet sich in einem Gravitationsfeld, und dies verlangsamt das Objekt (relativ) in der zeitlichen Dimension, dies ist die GR-Zeitdilatation. Aber die Größe des Vierervektors muss c bleiben, wenn also die Geschwindigkeit des Objekts in der zeitlichen Dimension abnimmt, muss seine Geschwindigkeit in der räumlichen Dimension zunehmen, sodass das Objekt beginnt, sich im Raum in Richtung des Schwerpunkts zu bewegen.
In gekrümmter Raumzeit beschleunigen Objekte nicht unter der Schwerkraft. Die 3D-Beschleunigung in der Newtonschen Schwerkraft ist lediglich ein Artefakt der Koordinatensysteme, die wir für die Newtonsche Physik verwenden. Einstein lehrte uns, dass sich Objekte, die sich unter der Schwerkraft bewegen, einfach mit konstanter (dh parallel transportierter) vierfacher Geschwindigkeit durch die gekrümmte Raumzeit bewegen .
Die Idee der Relativität ist, dass die Naturgesetze unabhängig vom Bezugssystem sind.
Und die Grundlage für die Schwerkraft in GR ist das äquivalente Prinzip. Das bedeutet: Sie können sich vorstellen, wie sich die Oberfläche des Planeten die ganze Zeit (nach oben) beschleunigt hat. Das ist (fast) alles. GR versucht nicht zu erklären, warum das passiert.
Aber es gibt ein wenig mehr als dieses Prinzip. Planeten sind kugelförmig, und die Schwerkraft ist nahe der Oberfläche stärker als auf einem Berg. Die Richtung dieser Beschleunigung ändert sich auch für verschiedene Punkte der Kugel.
Das Vektorfeld der Beschleunigungen ist also nicht konstant. Das ist die Bedeutung der Raumzeitkrümmung.
Wenn ein Raumschiff im Weltraum driftet und einen Planeten sieht, der es umkreist, weiß die Besatzung (auch während sie um das Schiff herumschwebt), dass sie sich in einem Gravitationsfeld befindet, da sonst alle externen Objekte einer geraden Linie folgen müssten. Ist dies nicht der Fall, liegt eine Raum-Zeit-Krümmung vor.
Die Raum-Zeit-Krümmung ist also keine Ursache für die Schwerkraft, sondern ein Weg, auf dem die schwebende Besatzung in der umlaufenden Raumstation mit der festen Besatzung in der Basisstation übereinstimmt, dass sich beide unter dem Gravitationsfeld der Erde befinden.
Semioi
Adrian Howard
QMechaniker
G. Smith
G. Smith
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