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Gravitationswellen: Was nie ein Mensch zuvor gemessen hat
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Beginn einer neuen Ära in der Astrophysik: Erstmals haben Forscher die von Einstein hergeleiteten Gravitationswellen gemessen. Sie öffnen damit Fenster in Gegenden des Universums, die bislang verschlossen waren.

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worlorn 25.04.2016, 17:25
110.

Zitat von roland51
Wieso kreist dann der Mond um die Erde und die Erde um die Sonne? Wissen die das etwa nicht? Sagen sie denen doch mal bitte Bescheid!
Nun, das kann man auch mit Newton, d.h. einer Grav.kraft erklären. Die ART braucht man dazu nicht. Man braucht sie ja erst für Feineffekte (z.B. Periheldrehung des Merkur) und bei sehr starken Grav.wirkungen (zu denen auch die Grav.wellen gehören). Die Frage warum Materie die Raumzeit krümmt, ist berechtigt. Einstein hatte dafür keinen Grund angegeben, nur sich Argumente dafür erarbeitet, dass es man es so auffassen kann und in seiner Feldgleichung dann den quantitativen Zusammenhang hergestellt. Aber die Feldgleichung ist auch nur phänomenologisch und erklärt ebenfalls nicht das Warum.

Zunächst wäre mal zu sagen, dass das kein grundlegender Mangel ist. In der Physik ist es oft so, dass man keinen tieferen Grund angeben kann. Entscheidend ist, dass man damit Ergebnisse erhält, die mit der Empirie übereinstimmen. Das macht die Stärke der Physik aus. Ein Beispiel ist die Schrödingergleichung. Warum sie gilt, weiß man nicht. Schrödinger ist zu ihr mit Analogieüberlegungen zur hamiltonschen Formulierung des Energieerhaltungssatzes gelangt.

Was die ART anbetrifft, gelang es aber tatsächlich die Raumzeitkrümmung auf ein tieferes Prinzip zurückzuführen, nämlich die Erhaltung der sog. Impenergie in einem geschlossenen Raumzeitgebiet. Das bedingt bei Anwesenheit von Materie die Verbiegung der "Oberfläche" (genauer: begrenzender Raum, da ja 4-D) des Gebietes. Damit gelangt man auf verblüffend direkte und elegante Weise zur Feldgleichung. Der Mann, dem dieses Sensationelle gelang, ist Elie Cartan, ein französischer Mathematiker, auch so ein Genie, und es war um 1929. Seitdem wissen wir warum Materie die Raumzeit krümmt!

Gut, jetzt kann man fragen, warum denn die Erhaltung der Impenergie gilt und da sind wir wohl wieder bei Symmetrieprinzipien unseres Universums angelangt ...

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roland51 26.04.2016, 08:17
111.

Zitat von worlorn
Schrödinger ist zu ihr mit Analogieüberlegungen zur hamiltonschen Formulierung des Energieerhaltungssatzes gelangt.
Die Schrödinger-Gleichung ist das 2. Differential der allgemeinen Maxwell´schen Strahlungs-Gleichung. Leider liefert dieses Differential für einige Zustände negative Wahrscheinlichkeiten, sodaß man dieses Problem durch Quadrierung derselben umgehen musste.

Gruß Roland

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worlorn 26.04.2016, 13:40
112.

Zitat von roland51
Die Schrödinger-Gleichung ist das 2. Differential der allgemeinen Maxwell´schen Strahlungs-Gleichung. Leider liefert dieses Differential für einige Zustände negative Wahrscheinlichkeiten, sodaß man dieses Problem durch Quadrierung derselben umgehen musste.
Schrödinger ist auf sie meines Wissens, wie schon gesagt, mit Analogiebetrachtungen gekommen. Maxwell ist klassische Physik, während die Schrödinger-Gleichung Quantenmechanik ist. Da werden klassische Größen wie Ort und Impuls durch Operatoren ersetzt und der Zustand eines Systems ausgedrückt durch die Wellenfunktion Psi. Um beides aufeinander abzubilden, ist eines an Interpretation erforderlich.

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worlorn 26.04.2016, 15:39
113.

Zitat von Kurpfalz
Die Gravitationswellen Laien zu erklären, ist recht schwierig.
So schwierig ist es gar nicht, zumindest um sich plausibel zu machen, warum es Grav.wellen geben kann. Der Raum (genauer: die Raumzeit) ist in der ART eben nicht die absolute Leere, er ist ein Medium, das verformt, gestaucht, gedehnt werden kann. Die ART-Feldgleichung weißt Ähnlichkeiten zu Festkörpergleichungen auf, worauf der große Festkörperphysiker Laughlin hingewiesen hat. Man könnte den Raum quasi als eine Art Stoff bezeichnen. Massen verbiegen/verzerren den Raum um sich (und in sich) und wenn die Massenverteilung sich ändert, verändert das den Raum. Diese Änderung tritt aber nicht instantan überall in Kraft, sondern breitet sich mit LG vom Ort der Masse aus. Ändert sich die Massenverteilung in einer periodischen Art (z.B. bei zwei um sich kreisenden SLs), dann ist der Effekt auf die Raumstruktur ebenfalls periodisch. Eine periodisch sich ausbreitende Verschiebung eines Mediums ist aber nichts als eine Welle. Ein anschauliches Beispiel sind Wasserwellen.

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