ScienceSource.info / Artikel / Physik
|
|
GravitationDie 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). |