Ich habe mich immer über folgendes gewundert:
Ein Astronaut, der in einem Raumschiff schwebt, das weit von der Erde oder einem anderen Planeten entfernt ist, wird echte Schwerelosigkeit erfahren, da von jedem Planeten in der Nähe eine vernachlässigbare Anziehungskraft ausgeht. Ist das richtig?
Aber ein Astronaut, der in der ISS schwebt, erfährt künstliche Schwerelosigkeit (ich verwende den Begriff „künstlich“, weil es nicht die Folge des Fehlens einer Gravitationskraft ist – die Erde ist immer noch da), weil die ISS ständig frei fällt die Erde, während sie gleichzeitig um sie herum rast. Ist das richtig?
Was ich meine ist, ist die Schwerelosigkeit, die ein Astronaut innerhalb der ISS erfährt, nicht ähnlich wie eine Person, die sich fühlen würde, wenn sie lange Zeit in einem frei fallenden Aufzug stünde? Oder genauer gesagt, ähnelt es nicht der künstlichen Schwerelosigkeit, die von diesen großen Zero-G-Flugzeugen erzeugt wird? Und wir scheinen das irgendwie zu vergessen, wenn wir uns diese ISS-Videos ansehen.
Oder liege ich komplett falsch?
Die Schwerkraft ist überall. Es gibt im Universum niemals eine echte „Schwerkraftlosigkeit“.
Aber wenn Sie sich im freien Fall befinden – was bedeutet, dass Sie der Anziehungskraft der Schwerkraft folgen, anstatt sich ihr zu widersetzen, oder daran gehindert werden, ihr zu folgen (durch den Boden, Ihren nahe gelegenen Planeten, die Wände von Raumschiffen, wenn sie stoßen, oder was auch immer) –, spüren Sie es nicht und das nennen wir "Schwerelosigkeit" oder (fälschlicherweise) "Schwerelosigkeit".
Die Schwerelosigkeit, die Sie in einem Raumschiff weit weg von jedem Objekt spüren, ist genau das Richtigedie gleiche Schwerelosigkeit, die Sie an Bord der ISS spüren, die die Erde umkreist. Es gibt nicht 2 Arten ("künstlich" vs. "echt"). Sie können das sehen, denn wenn Sie Ihren Fokus ein wenig verkleinern, fällt das Raumschiff "weit entfernt von jedem Objekt" tatsächlich immer noch auf ein Objekt, vielleicht mit sehr hoher Geschwindigkeit. Sein nächster galaktischer Haufen oder Superhaufen, vielleicht ein paar Dutzend Megaparsec entfernt, aber er fällt immer noch schnell darauf zu. Wenn es nichts trifft, folgt es einem Weg, der über Hunderte von Millionen Jahren eine (wahrscheinlich stark) elliptische Umlaufbahn bildet, da es keine Energie verliert und kollidiert. Und die ISS folgt immer noch der Anziehungskraft der Erde, sie wird auch in einer elliptischen Umlaufbahn bleiben, wenn man den Energieverlust aus der Spurenatmosphäre in dieser Höhe ignoriert. Identisches Verhalten,
Es gibt also keine "künstliche Schwerelosigkeit" oder eine Unterscheidung zwischen einer Art Null-G, die "echt" und "künstlich" ist, abgesehen von Simulationen wie dem Schwimmen in einem Wassertank oder anderen Simulatoren.
Wenn Sie sich frei bewegen, wie es die Schwerkraft vorschreibt, werden Sie das Gefühl erleben, das wir „Schwerelosigkeit“ oder „Schwerkraftlosigkeit“ nennen. Wenn dich etwas daran hindert, wirst du es nicht (oder du wirst es viel weniger spüren). So einfach ist das. *
* Der Vollständigkeit halber, wenn etwas Sie nur leicht davon abhält, der Schwerkraft frei zu folgen, oder das lokale Gravitationsfeld sowieso schwach ist, aber ein Objekt, gegen das Sie drücken, Sie daran hindert, ihm zu folgen (z. B. auf dem Mond), werden Sie dies als niedrig empfinden Schwerkraft oder Mikrogravitation.
Die Schwerkraft hat eine unendliche Reichweite, daher gibt es keinen Ort im Universum, an dem Sie sich von ihrem Einfluss befreien können. Sicher, es gibt Orte wie Supervoids , wo der Einfluss der Schwerkraft sehr gering ist, aber es gibt keinen Ort, an dem er völlig fehlt.
Die alltägliche Erfahrung der „Schwerkraft“ – das Gefühl, auf der Oberfläche eines Planeten zu stehen – ist nicht wirklich das Werk der Schwerkraft selbst. Wenn Sie sich nicht in unmittelbarer Nähe eines Schwarzen Lochs befinden, ist die Anziehungskraft der Schwerkraft auf alle Teile Ihres Körpers gleich, und daher gibt es keine unterschiedliche Kraft, die es Ihnen ermöglicht, etwas zu fühlen.
Was Sie auf der Oberfläche eines Planeten spüren, ist der Boden, der gegen Ihre Füße drückt, der gegen Ihre Beine drückt, der gegen Ihren Oberkörper drückt, der gegen Ihren Kopf und Ihr Vestibularsystem drückt und es Ihnen ermöglicht zu sagen, wo oben ist . Dies ist die gleiche Differenzkraft, die Sie beim Beschleunigen oder Wenden in einem Auto spüren, und weil diese Kraft nicht sofort gleichmäßig auf den Körper wirkt, können wir sie fühlen.
Also ja. In Zero-G zu sein, fühlt sich an wie ein Sturz. Da die "nicht-künstliche" Art der Schwerelosigkeit, wie Sie in Ihrer Frage angeben, nirgendwo existiert, ist das Konzept der "künstlichen" Schwerelosigkeit nicht besonders nützlich.
+1
aber eine winzige Kleinigkeit über "... es gibt keinen Ort im Universum, an dem Sie sich von seinem Einfluss befreien können."Die richtige Denkweise ist, dass Schwerelosigkeit immer und überall die „künstliche“ Art ist. Es ist sicherlich richtig, dass das Gravitationsfeld fernab von Massen sehr schwach ist, aber auf dem Weg zum Mond fuhren die Astronauten im freien Fall, sodass es für ihre Erfahrung keinen Unterschied machte, wie stark das Gravitationsfeld war. Sogar irgendein Komet auf halbem Weg zwischen der Sonne und Alpha Centauri bewegt sich ziemlich schnell um das Zentrum der Galaxie herum.
Es ist genau die gleiche Schwerelosigkeit, die Sie in einem Flugzeug erleben, das zur Erde parabelt. Es unterscheidet sich jedoch ein wenig von der Schwerkraft, die Sie in der massefernen Schwerkraft im Weltraum erleben. In der ISS ist die Schwerkraft an jedem Punkt nahezu Null. Aber nicht genau (obwohl es kein einfaches Spielzeugmaß ist, wenn nicht unmöglich). Es gibt immer ein Gefälle, das zu Gezeitenkräften führt. Dies ist eine globale Kraft. Es existiert nur für zwei getrennte Lokale (Ponts). Zwei Punktmassen in der ISS werden sich schließlich trennen. Es gibt jedoch immer einen bestimmten Punkt auf der ISS, an dem die Schwerkraft genau null ist. Irgendwo in der Mitte der ISS. Dies geschieht auch in einem fallenden Aufzug. Irgendwo im Fallaufzug ist die Schwerkraft genau null. Wenn Sie eine Pont-Masse in der Mitte des Aufzugs platzieren, bleibt sie dort. Wenn Sie es näher am Boden oder an der Decke des Aufzugs platzieren, ist die Kraft immer noch Null, aber es wird aufgrund der nichtlokalen Gezeitenkraft zum Boden oder zur Decke beschleunigt. Man kann auch sagen, dass die Decke, der Boden und der gesamte Aufzug eine Gezeitenkraft erfahren und nicht die Masse, die überhaupt keine Kraft erfährt.
So können Sie zwischen einem frei fallenden Aufzug und einem im freien Weltraum (oder zwischen einem auf der Erde stationären und einem im Weltraum beschleunigten Aufzug) unterscheiden. Im fallenden Rahmen (oder Ihrem fallenden Körper) ist das immer eine Erfahrung von Gezeitenkräften (die in der Natur elektromagnetisch, stark oder schwach sind).
Oder genauer gesagt, ähnelt es nicht der Schwerelosigkeit, die von diesen großen Zero-G-Flugzeugen erzeugt wird
Ja, ist identisch
Beachten Sie, dass Sie den Ausdruck verwenden:
künstliche Schwerelosigkeit
Es gibt keine „künstliche Schwerelosigkeit“. Es ist ein bedeutungsloser Satz.
Beachten Sie, dass Sie den Ausdruck verwenden:
Schwerelosigkeit
Es gibt keine Schwerelosigkeit.
Piloten usw. verwenden den Ausdruck „Zero-Gravity“ oder „zero-g“ ganz grob, um „das Gefühl zu bedeuten, wenn man sich in einem dieser Flugzeuge oder der ISS befindet“.
Im Wesentlichen ist alles in Ihrer Frage richtig, und mehr noch!
Es gibt keinen qualitativen Unterschied zwischen den beiden Situationen, die Sie dargestellt haben, nur einen quantitativen.
(Und keine kann sinnvoll als "künstlich" bezeichnet werden - beide Situationen sind echte Mikrogravitation, wie in anderen Antworten erläutert. Sie können "künstlich" auf Astronauten anwenden, die Tanks mit neutralem Auftrieb trainieren (obwohl der übliche Begriff " Mikrogravitationssimulator " zu sein scheint). ) oder ein hypothetisches Science-Fiction-Schwerkraft-Manipulationsgerät.)
Die tatsächlichen quantitativen Unterschiede zwischen lokal (theoretisch) beobachtbaren Gravitationsbedingungen sind:
Es gibt also nichts grundlegend anderes, als ständig um einen Planeten zu fallen oder durch den intergalaktischen Raum zu fallen (im Orbit oder nicht um eine nahe gelegene Galaxie oder einen Supercluster). Es ist nur eine Frage des Grades.
Und ja, Sie könnten diese Faktoren (zumindest die Gezeiten) theoretisch in einem versiegelten Aufzug ohne Fenster messen. Vor allem, wenn Sie Ihr Experiment von unbequemen Menschen, die sich bewegen, isolieren und Monate oder Jahre warten könnten, um zu sehen, wie schnell einige Objekte, die anfänglich relativ zum Schiff ruhen, beschleunigen (sehr kleine Beschleunigung, die über lange Zeiträume integriert wird).
Hoffentlich kann Ihnen die Identifizierung dieser quantitativen Unterschiede dabei helfen, herauszufinden, worüber Sie sich gewundert / gedacht haben, als Sie auf die natürliche / künstliche Unterscheidung kamen, die Sie treffen wollten.
Ergänzende Antwort:
tl;dr: Es gibt Milliarden von Milliarden Punkten im Universum mit null Gravitationsbeschleunigung!
Während jede Antwort eine Form von "Schwerkraft ist überall, weil sie niemals endet" enthält (dh geht nie auf Null, also zieht alles an allem) Ich muss zwei Vorbehalte einbringen:
Das sind natürlich mathematische Punkte, aber einige argumentieren, dass Mathematik realer ist als alles andere :-)
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Ich bin bei Monika
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die große Mu