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ScienceSource.info / Artikel / Physik

Gravitation

Die Gravitation ist laut der allgemeinen Relativitätstheorie eine Krümmung der Raumzeit. Diese hält unser Sonnensystem, ja sogar das ganze Universum zusammen (bzw. im Falle des Universums, wie man heute denkt eben nicht (es wird sich höchst wahrscheinlich immer weiter ausbreiten), doch sie bestimmt zumindest das großräumige Aussehen). Es gibt auch eine Antischwerkraft. Mit dieser wird in manchen Modellen der Urknall erklärt, doch auch sonst kann sie auftreten. Diese abstoßende Schwerkraft erkannte schon Albert Einstein. Er zeigte, dass alle Energieformen äquivalent und alle mit der Schwerkraft gekoppelt sind. Nicht nur Massen schaffen Schwerkraft, sondern auch Kräfte. Selbst die Kräfte, die sich der Schwerkraft widersetzen wie der Druck der Materie, der die Erde vom Kollabieren abhält, tragen zur Gravitativen Anziehung bei. Weil die Schwerkraft zwischen Teilchen um so stärker wird, je näher die Teilchen beieinander sind, und weil sie dort am stärksten ist, wo die Materie am dichtesten ist, gibt es Bedingungen, unter denen selbst die Druckkräfte, die sich dem Kollaps widersetzten, so viel Energie beitragen, dass sie unmöglich gewinnen können. Also je größer der Druck, der sich der Schwerkraft widersetzen kann, um so mehr Schwerkraft muss er widerstehen. Bei der kosmischen Ausdehnung ergibt sich eine ähnliche Situation, aber in die entgegengesetzte Richtung. Das Universum dehnt sich immer schneller aus. Wir sind umgeben mit kleineren Mengen abstoßender Schwerkraft, doch die anziehenden Teile überwiegen bei weitem. In Einsteins Gravitationstheorie ist die Formel für die Beschleunigung eines Teilchens am Rand einer ruhenden Massenkugel mit Radius r beschrieben:

Gravitationsbeschleunigung = (4π*G*r/3*(Dichte+3*Druck/c²)
wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist und G die newtonsche Gravitationskonstante.

Ein gedehntes Gummiband würde negative Schwerkraft ausüben, wenn es keine Massenenergie hätte, sondern nur Spannung. Außerdem gibt es ansetzte zu eine Quantentheorie der Gravitation. In ihr ist unser Universum 11 Dimensional (bzw. das Hyperversum) (es ist hier von nichts anderem außer der M-Theorie die Rede). Die Gravitonen sind dann die einzigen Teilchen die unsere 4-Dimensionale Raumzeit verlassen könnten (in einem auf die M-Theorie bauenden Modell). Das erklärt z.B. die schwäche der Gravitation (allgemein das Hierachieproblem). Sie breitet sich vielleicht bis zu 1mm in 10 Dimensionen aus. Dann erst nach dem Quadratischem Abstandsgesetz, also in den von uns gewohnten 3 räumlichen Dimensionen. Das heißt, dass es in unserem Universum, 10 dimensionale Gebilde von bis zu 1mm Ausdehnung geben kann, ohne dass wir sie bis jetzt bemerkt haben, da wie gesagt, nur die Gravitonen sich in diesen 10 Dimensionen frei bewegen können. Warum das? Wir stellen uns in solchen Theorien vor, dass unser Universum eine "D-Brane" im Hyperraum ist. Eine 3-Dimensionale Membran im 11 dimensionalen Universum. Die Superstrings der Gravitonen sind frei und schließen nicht an die „D-Brane“ an, sie sind in sich abgeschlossen im Gegensatz zu den Anderen Superstrings, die eine fixe Verbindung zur 3 dimensionalen „Fläche“ haben. Die zusätzlichen Dimensionen der Gravitation sind bei 1mm angesetzt, da man die Gravitationskräfte unterhalb dieser Größe noch nicht gemessen hat, da sie wie gesagt sehr gering im Vergleich zu den 3 anderen Kräften ist (bei größeren Strecken).
Version 3.2      © 2001-2008 Harald Wolfsgruber