Wie funktioniert die Schwerkraft wirklich?

Zunächst einmal: "Wie die Schwerkraft wirklich funktioniert" ist eine tiefgreifende Frage, und jeder ernsthafte Wissenschaftler würde schnell zugeben, dass wir nur ein unvollständiges Arbeitsmodell haben. Sie haben sicher schon von der Allgemeinen Relativitätstheorie gehört ; Das erste Bild auf der Seite ist Ihr Trampolin.

Unser Arbeitsmodell, die Allgemeine Relativitätstheorie, funktioniert , weil es viele Beobachtungen sehr gut erklärt. (Vorsicht, hier bleibt eine weitere tiefe Frage: „Erklärt“ bedeutet, dass wir einige Beobachtungen aus anderen Beobachtungen mit dem Gravitationsmodell, das wir im Kopf haben, vorhersagen können. Das bedeutet nicht unbedingt, dass wir die „wahre Natur“ des zugrunde liegenden Modells verstehen Probleme.) Wir sind jedoch sehr zuversichtlich, dass das Modell bei einer Vielzahl von Beobachtungen funktioniert. Eine der letzten "erstmaligen" Beobachtungen, die den Vorhersagen folgten und uns somit mehr Vertrauen in das Modell gaben, war die Kollision der beiden Schwarzen Löcher in letzter Zeit. In letzter Zeit? Nun, vor Milliarden von Jahren. Wir haben erst kürzlich davon erfahren. Hier ist ein Link zu einem Artikel der New York Times mit einem beeindruckenden Video. (Ich denke, man kann immer noch eine begrenzte Anzahl von Times-Artikeln kostenlos lesen, also probieren Sie es aus.)

Unser Gravitationsmodell ist unvollständig , weil es sich nicht gut mit dem Naturmodell verbindet, das wir für andere Dinge haben (Elementarteilchen, Quantenphysik). Für eine Weile (etwa 70 Jahre oder so) verband es sich überhaupt nicht; Einstein selbst versäumte es völlig, die Punkte zu verbinden, was wahrscheinlich nicht ermutigend war, da er den Nobelpreis für die Schaffung einer der Grundlagen der Quantenphysik erhalten hatte und die offensichtliche Autorität in Sachen Gravitation war. Wenn er es nicht konnte, wer dann?

Wenn ich mich nicht irre, machen die Physiker heute langsam Fortschritte. Diese Verbindung zwischen Quantenphysik und Gravitation ist eines der wichtigsten ungelösten Probleme der modernen Physik.

Lassen Sie mich abschließend auf Ihre Besorgnis über die Planeten eingehen, die sich spiralförmig in die Sonne drehen. Diese Idee stammt wahrscheinlich von echten Bällen auf einem echten Trampolin, die sich spiralförmig hineinschlängeln, nehme ich an. Sie wissen wahrscheinlich, dass die Bälle aufgrund von Reibung an Geschwindigkeit verlieren, ähnlich wie Sie auf Ihrem Fahrrad langsamer werden, wenn Sie aufhören zu treten. Ein Teil der Bewegungsenergie wird in Wärme umgewandelt.

Und weisst du was? Sie haben Recht. Mit genügend Zeit würden die Planeten schließlich in die Sonne fallen.Tieffliegende Satelliten fallen nach einigen Jahren auf die Erde zurück, weil sie dort draußen noch von atmosphärischen Spuren gebremst werden. Der Grund dafür ist, dass es bei allen großräumigen Prozessen im Universum „Reibung“ im weiteren Sinne gibt. Das ist tatsächlich eines der grundlegenden physikalischen Prinzipien, aus denen die uns bekannte Welt besteht. Es ist nur so, dass das Beinahe-Vakuum zwischen den Planeten nicht so viel Reibung bietet und die Planeten ziemlich massive Körper mit einer enormen Masse und kinetischen Energie sind. Es wird lange dauern, bis sie genug Energie verloren haben, um der Sonne so nahe zu sein. (Vielleicht zu lange, um überhaupt passieren zu können.) Tatsächlich sind die Planeten, Monde und so weiter im Laufe des Menschenlebens fast perfekte Beispiele für Bewegung ohne Reibung. Aber in der astronomischen Zeitskala– Milliarden von Jahren –, da gibt es sicherlich Reibung . Zum Beispiel zeigt uns der Mond immer die gleiche Seite, weil die Reibung seine Rotation verlangsamt hat, so dass die Rotation jetzt mit seiner Umlaufbahn "verriegelt" ist.

Fazit: Die Vorstellung, dass die Schwerkraft Raum und Zeit krümmt, „erklärt“ bisher alle großräumigen Beobachtungen; das „trampolin“ ist ein gutes modell für einen 2-dimensionalen „raum“, also eine oberfläche, wenn man von der reibung absieht.

Warum entkommen Objekte nicht ?

Betrachten Sie zuerst ein Objekt mit Geschwindigkeit und ohne Schwerkraft in Aktion:

Dann wird dieses blaue Objekt immer weiter entfernt, wenn es in die gleiche Richtung weitergeht.

Aber es geht nicht weiter in die gleiche Richtung, nach einer Weile hat die Schwerkraft des großen schwarzen Objekts ihren Lauf geändert:

Das passiert immer und immer wieder:

Ihre Frage ist: Warum schraubt sich das Objekt nicht ein? Sie denken vielleicht, dass die Schwerkraft stärker wird, wenn es näher kommt, und daher das Objekt gezwungen ist, noch näher zu kommen.

Aber wenn es näher kommt, nimmt seine Geschwindigkeit zu. Wie wir gesehen haben, versucht die Geschwindigkeit der Objekte, sie zu entkommen. Wenn es also näher ist, hat es mehr Geschwindigkeit, um der erhöhten Schwerkraft entgegenzuwirken.

Bearbeiten: Nur im Falle einer wörtlicheren Interpretation Ihrer Frage verursacht das Trampolin in der ursprünglichen Analogie Reibung und damit eine Spirale, aber der Raum ist ein Vakuum.

Die Trampolin-Analogie ist nützlich, wenn Sie die Schwerkraft im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie verstehen. Das konzeptionelle Problem dabei ist, dass die Raumzeit tatsächlich in 4 Dimensionen verpackt ist, nicht in 3 Dimensionen, also einschließlich der Zeit.

Wenn sich die Erde um die Sonne dreht, verliert sie tatsächlich eine sehr kleine Menge an Energie in Form von Gravitationswellen. Die Erde dreht sich also tatsächlich spiralförmig auf die Sonne zu. Die Sache ist, dass diese Gravitationswellenemission so gering ist, dass die Erde und die Sonne zu dem Zeitpunkt, an dem wir eine beträchtliche Spiralbewegung beobachten, bereits aufgehört hätten zu existieren. Lange vorher wird das Sonnensystem aufgrund von chaotischen Effekten, die bereits in der klassischen Newtonschen Mechanik enthalten sind, instabil.

Tolle Frage!

Haben Sie von Newtons erstem Gesetz gehört? Es besagt, dass ein sich bewegendes Objekt sich mit der gleichen Geschwindigkeit und in die gleiche Richtung weiterbewegt, wenn keine Kraft auf es einwirkt .

Wenn wir einen Ball über den Boden rollen, wird er irgendwann anhalten. Vor Newton glaubten viele Menschen, dass sich alles von selbst verlangsamt. Newtons Erkenntnis war, dass dies nicht stimmt, und tatsächlich wird ein rollender Ball nur deshalb langsamer, weil der Boden und die Luft gegen den Ball reiben oder drücken, um ihn zu verlangsamen.

Auf einem Trampolin reibt ein Ball am Trampolinmaterial und an der Luft, wodurch er abgebremst wird. Dies ist der einzige Grund, warum der Ball am Ende spiralförmig in Richtung der Mitte dreht.

Wenn es nichts gibt, was das Objekt verlangsamt, dreht es sich nicht in Richtung Mitte, es dreht sich einfach ewig im Kreis. Im Weltraum gibt es (fast) nichts, was ein Objekt verlangsamen könnte.

Wenn Sie das kaum glauben können, können Sie ein Computerprogramm schreiben, um alle Berechnungen durchzuführen und zu sehen, was passiert! Ich habe eine Beispielsimulation für Sie erstellt. Sie werden sehen, dass der Planet ohne Reibung jedes Mal dort endet, wo er begonnen hat, wenn er um die Sonne kreist. Wenn Sie die anfängliche Geschwindigkeit des Planeten von 20 auf 40 ändern und dann oben auf „Run“ klicken, sehen Sie eine kreisförmigere Umlaufbahn. Sie können andere Dinge ändern und sehen, was passiert. Ich hoffe, Sie finden das nützlich!

Neutrino-String-Induktions-Refraktion ist die Ursache der Schwerkraft. Einige werden sagen, dass Neutrinos unbedeutend sind, aber Dirac, Hawking und Tyson denken anders und die meisten schließen die Wirkung eines geladenen Teilchens aus, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Denken Sie daran, dass niemand beweisen kann oder bewiesen hat, dass Masse eine Eigenschaft der Materie ist, mehr eine Wirkung.

Gehen Sie zu www.themechanismofreality.com, diese Seite erklärt genau, wie die Schwerkraft funktioniert. Jeder Physiker, der dies untersucht, stimmt zu, dass dies richtig ist. Das CERN und die Physikabteilung der Universität Peking sind sich einig, dass dies eine „fantastische Verbindung zwischen Gravitonphysik und Stringtheorie“ ist! Dies wurde indirekt auch durch LIGO und die Gravitationswellen-Ankündigung bestätigt. Viel Spaß!