Warum fällt der Mond nicht auf die Erde?

[Snatch]

Hallo,

ich muss ein Referat über Gravitation in Physik halten. Da ich es mit einer Klassenkameradin mache haben wir und so aufgeteilt. Sie erklärt das anhand Newton und Kepler und ich versuche es ANSCHAULICH anhand Einstein und der ART zu erklären. Ich denke das Thema mit der Raumzeit Krümmung habe ich sehr gut hinbekommen. Jetzt frage ich mich aber wie ich es beschreiben soll warum der Mond dann nicht auf die Erde fällt. Ich würde das gerne mit dem Trichter der Raumzeit in Verbindung bringen.

Könnte mir da jemand helfen und ein bisschen was erzählen ?

Vielen lieben Dank und Gruß
Snatch

[Unfug]

Hallo,

ich muss ein Referat über Gravitation in Physik halten. Da ich es mit einer Klassenkameradin mache haben wir und so aufgeteilt. Sie erklärt das anhand Newton und Kepler und ich versuche es ANSCHAULICH anhand Einstein und der ART zu erklären. Ich denke das Thema mit der Raumzeit Krümmung habe ich sehr gut hinbekommen. Jetzt frage ich mich aber wie ich es beschreiben soll warum der Mond dann nicht auf die Erde fällt. Ich würde das gerne mit dem Trichter der Raumzeit in Verbindung bringen.

Könnte mir da jemand helfen und ein bisschen was erzählen ?

Vielen lieben Dank und Gruß
Snatch
Hat das nicht was mit der "Kreisbewegung" zu tun?


edit:
http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&f=990620.rm

[Snatch]

Dache auch das es wegen der Fliehkraft ist. Aber mir sagte mal jemand das die nicht auf die ART passst sondern eher auf das Nowtonsche Gesetzt. Das sich eben die Anziehungskräft und die Fliegkraft aufheben. Aber ist das auch so im Trichter ?
Das Video kenne ich Aber die reden wieder von was ganz anderem gibt es denn kein "Schlumodell" das leicht zu verstehen ist.

[Avalox]

Du hast die Idee hinter Einsteins allgemeine Relativitätstheorie nicht verstanden.

Die Sache ist sehr einfach zu beschreiben.

Es gibt keine Gravitationskräfte die auf Objekte wirken. Die Gravitation wird von Einstein als Eigenschaft des Raumes beschrieben.

Wenn sich ein Körper ohne Einfluss von äusserer Gravitation im Raum bewegt, so wird er sich von A nach B auf einer Graden bewegen, den es ist der kürzesten Weg, auch Geodäte genannt.

Nun sagt Einstein, dass Massen den Raum krümmen. Du hast den Trichter erwähnt. Dieser Trichter ist der gekrümte Raum. Nun bewegt sich der Mond (mit seinem eigenen Impuls) wieder auf dem kürzesten Weg, dieser ist aber keine Grade mehr wie in einem Raum ohne Gravitationseinfluss, sondern eben die bekannte Umlaufbahn um die Erde.

[KinGGoliAth]

zentrifugalkraft und zentripetalkraft. das ist alles was hinter der geschichte steckt. soviel habe sogar ich aus dem physik grundkurs mitgenommen. ;)

[Avalox]

Er hat aber nicht nach Hilfe für seine Klassenkameradin gefragt.

[Snatch]

Jo genau, zentrifugalkraft und zentripetalkraft das gehört ja mehr zu Newton und den Gravitationskrägten. Bei Einstein ist das so wenn ich es verstanden habe, das der Mond quasi schon noch deine Gerade fliegt diese aber druch die Raumkrümung um die Erde lenkt. Der Mond würde quasi den Kreis anhand von zentrifugalkraft und zentripetalkraft spüren weil für ihn ist es eine Gerade.

Stimmt das so in etwa.

[Vedek Bareil]

Du hast die Idee hinter Einsteins allgemeine Relativitätstheorie nicht verstanden.

Die Sache ist sehr einfach zu beschreiben.

Es gibt keine Gravitationskräfte die auf Objekte wirken. Die Gravitation wird von Einstein als Eigenschaft des Raumes beschrieben.

Wenn sich ein Körper ohne Einfluss von äusserer Gravitation im Raum bewegt, so wird er sich von A nach B auf einer Graden bewegen, den es ist der kürzesten Weg, auch Geodäte genannt.

Nun sagt Einstein, dass Massen den Raum krümmen. Du hast den Trichter erwähnt. Dieser Trichter ist der gekrümte Raum. Nun bewegt sich der Mond (mit seinem eigenen Impuls) wieder auf dem kürzesten Weg, dieser ist aber keine Grade mehr wie in einem Raum ohne Gravitationseinfluss, sondern eben die bekannte Umlaufbahn um die Erde.wenn das so wäre, wie du sagst, dann würde das ja bedeuten, daß die Bewegung eines Körpers im Gravitationsfeld von seiner Geschwindigkeit unabhängig sein müßte.
Der kürzeste Weg zwischen zwei Punkten im Raum ist ja davon unabhängig, wie schnell der Körper ist, der sich auf diesem Weg bewegt.
Und das stünde in offensichtlichem Widerspruch zur empirischen Tatsache, daß der Mond genau die richtige Geschwindigkeit haben muß, um auf seiner Bahn zu bleiben: wäre er schnelle, flöge er weg, wäre er langsamer, würde auf die Erde hinabstürzen.

Entscheidend für die Wirkung der Gravitation in der allgemeinen Relativitätstheorie ist nicht die Krümmung des Raumes, sondern die Krümmung der Raumzeit.
Ein Körper folgt nicht der geradestmöglichen Bahn im Raum, sondern der geradestmöglichen Weltlinie in der Raumzeit! Und daraus ergibt sich dann die Geschwindigkeitsabhängigkeit der Bahn im Raum: shiftet man dieselbe Bahn für zwei unterschiedlich schnelle Körper auf die Raumzeit, erhält man zwei ganz verschiedene Weltlinien.

Die Sache mit dem Trichter hingegen beschreibt die Krümmung des Raumes, die ein Nebeneffekt derjenigen der Raumzeit ist. Einen "Trichter der Raumzeit" gibt es nicht, nur einen des Raumes. Da die Krümmung des Raumes aber nicht die für die Bewegung von Körpern ausschlaggebende ist, hat die Bewegung des Mondes mit dem Trichter nicht allzu viel zu tun.
Das häufig in populärwissenschaftlichen Quellen auftauchende Gummituch-Modell, welches suggeriert, die Krümmung des Raumes sei entscheidend, ist eigentlich völlig falsch.

Ich würde es so ausdrücken: die Raumzeit ist durch die Gravitation der Erde so gekrümmt, daß ein Körper, der die Entfernung und Geschwindigkeit des Mondes hat, um die Erde herum kreist.

[Vedek Bareil]

Jo genau, zentrifugalkraft und zentripetalkraft das gehört ja mehr zu Newton und den Gravitationskrägten. Bei Einstein ist das so wenn ich es verstanden habe, das der Mond quasi schon noch deine Gerade fliegt diese aber druch die Raumkrümung um die Erde lenkt. Der Mond würde quasi den Kreis anhand von zentrifugalkraft und zentripetalkraft spüren in der ART gibt es keine Zentrifugal- und Zentripetalkraft. Die Bewegung des Mondes ist kräftefrei (er ist ja frei fallend).
Und was soll "quasi den Kreis anhand von Kräften spüren" bedeuten?

weil für ihn ist es eine Gerade.der Kreis ist für ihn keine Gerade, auch keine Geodäte. Eine Geodäte ist seine Weltlinie in der Raumzeit (so eine Art Schraubenlinie), nicht seine Bahn im Raum.

[Avalox]

wenn das so wäre, wie du sagst, dann würde das ja bedeuten, daß die Bewegung eines Körpers im Gravitationsfeld von seiner Geschwindigkeit unabhängig sein müßte.


Warum?

Die Geschwindigkeit ist von der Masse unabhängig.

In der ART sind Raum und Zeit dasselbe Phänomen. Das die Umlaufbahn des Mondes zwei Punkte auf dieser im 3D Raum nicht mit der kürzesten Strecke verbindet ist ja offensichtlich.

Es war von mir unpräzise ausgedrückt.

Eine 4D Raumzeit entzieht sich halt der Vorstellungskraft, weshalb dieses Gummituch Modell mit seinen reduzierten Dimensionen doch sehr interessant ist. Auch bei dieser Vereinfachung haben unterschiedlich schnelle Körper unterschiedliche Umlaufbahnen. Es gibt ja auch andere interessante Visualisierungen (Flugzeuge zum Nordpol etc.).

Die eigentliche Aussage ist doch aber die, dass es sich bei der Gravitation um eine geometrische Eigenschafts der Raumzeit handelt. Die Anziehungskraft als Scheinkraft.

[Vedek Bareil]

Warum?hab ich doch erklärt:
Der kürzeste Weg zwischen zwei Punkten im Raum ist ja davon unabhängig, wie schnell der Körper ist, der sich auf diesem Weg bewegt.
Und das stünde in offensichtlichem Widerspruch zur empirischen Tatsache, daß der Mond genau die richtige Geschwindigkeit haben muß, um auf seiner Bahn zu bleiben: wäre er schnelle, flöge er weg, wäre er langsamer, würde auf die Erde hinabstürzen

Umgekehrt, die Geschwindigkeit ist von der Masse unabhängig.ich sehe nicht was du mir damit sagen willst.

In der ART sind Raum und Zeit dasselbe Phänomen.falsch. In der ART sind Raum und Zeit Unterräume der Raumzeit. Der Raum ist durch Konstanz der Zeitkoordinate definiert, die Zeit durch Konstanz der Raumkoordinaten.

Das die Umlaufbahn des Mondes zwei Punkte auf dieser im 3D Raum nicht mit der kürzesten Strecke verbindet ist ja offensichtlich. demnach ist deine TheseWenn sich ein Körper ohne Einfluss von äusserer Gravitation im Raum bewegt, so wird er sich von A nach B auf einer Graden bewegen, den es ist der kürzesten Weg, auch Geodäte genannt.

Nun sagt Einstein, dass Massen den Raum krümmen. Du hast den Trichter erwähnt. Dieser Trichter ist der gekrümte Raum. Nun bewegt sich der Mond (mit seinem eigenen Impuls) wieder auf dem kürzesten Weg, dieser ist aber keine Grade mehr wie in einem Raum ohne Gravitationseinfluss, sondern eben die bekannte Umlaufbahn um die Erde.derzufolge die Bahn im Raum (beim Mond also die Kreisbahn) eine Geodäte ist, falsch.

Ok, man könnte jetzt natürlich versucht sein anzunehmen, daß du mit Raum eigentlich die Raumzeit meintest. Dann aber ist die Behauptung falsch, der Trichter sei der gekrümmte Raum.
Durch einen Trichter zu illustrieren ist nämlich nur die Krümmung des 3-dim. Raumes, nicht die der Raumzeit.

Eine 4D Raumzeit entzieht sich halt der Vorstellungskraft, weshalb dieses Gummituch Model mit seinen reduzierten Dimensionen doch sehr interessant ist. der Fehler beim Gummituch-Modell ist, daß es ausgerechnet die Zeitdimension wegläßt. Das Gummituch steht ja nur für die Raumdimensionen.
Zur Illustration der Wirkweise der Gravitation ist die Einbeziehung der Zeitdimension aber von essentieller Wichtigkeit.
Nicht die Kreisbahn des Mondes, die man erhält, wenn man die Zeitdimension wegläßt, ist eine Geodäte, sondern die Schraubenlinie, die sich bei Weglassen einer der Raumdimensionen ergibt.

Die eigentliche Aussage ist doch die, dass es sich bei der Gravitation um eine geometrische Eigenschafts der Raumzeit handelt. richtig, der Raumzeit. Nicht des Raumes, wie es z.B. das Gummituch-Modell suggeriert.

[Avalox]

hab ich doch erklärt:


Aber hab ich dieses nicht geschrieben? Ich sprach von der Bahn im Bezug auf die Geschwindigkeit.


In der ART sind Raum und Zeit Unterräume ....

Du bist ja ein Pingel. :rolleyes:


demnach ist deine Thesederzufolge die Bahn im Raum (beim Mond also die Kreisbahn) eine Geodäte ist, falsch.


Falsch? Nein. Die Umlaufbahn ist die dreidimensionale Manifestation der Geodäte durch die Raumzeit.


Durch einen Trichter zu illustrieren ist nämlich nur die Krümmung des 3-dim. Raumes, nicht die der Raumzeit. Der Fehler beim Gummituch-Modell ist, daß es ausgerechnet die Zeitdimension wegläßt. Das Gummituch steht ja nur für die Raumdimensionen.


Jetzt aber der eigentliche Punkt für meine Antwort. Diesen Absatz verstehe ich wirklich nicht, würde ich aber gerne.
Ist denn dieses Gummituch nicht eigentlich ein 2 dimensionales Universum, mit einer zusätzlich dargestellten höheren Dimension, eben der Zeit. Dass man dort nun Kugeln hinein gibt, hängt doch nur mit praktischen Gründen zusammen.

[Vedek Bareil]

Falsch? Nein. Die Umlaufbahn ist die dreidimensionale Manifestation der Geodäte durch die Raumzeit. Projektion, wolltest du wohl sagen. Die Bahn im Raum ist eine Projektion der Weltlinie in den Raum.
Und diese Bahn im Raum ist i.a. keine Geodäte in diesem. Was u.a. daran zu erkennen ist, daß die Bahn geschwindigkeitsabhängig ist.

Jetzt aber der eigentliche Punkt für meine Antwort. Diesen Absatz verstehe ich wirklich nicht, würde ich aber gerne.
Ist denn dieses Gummituch nicht eigentlich ein 2 dimensionales Universum, mit einer zusätzlich dargestellten höheren Dimension, eben der Zeit.es ist ein zweidimensionales Universum (eine der drei Raumdimensionen ist weggelassen), ohne zusätzlich dargestellte Zeitdimension.
Der 3-dim. Raum, in den das 2D-Gummituch eingebettet ist, ist nicht mit der 4D-Raumzeit zu identifizieren, sondern mit einem 4D-Hilfsraum, der zur Illustration der Raumkrümmung verwendet wird. Die 4. Dimension dieses Hilfsraumes (bzw. die 3. Dimension beim Gummituch) hat nichts mit der Zeitdimension zu tun.