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LnLcFlx
Anmeldungsdatum: 23.11.2017
Beiträge: 1
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 LnLcFlx Verfasst am: 23. Jan 2018 18:22 Titel: Gravitationswellen-Vergleich |
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Meine Frage:
Ich bin auf der Suche nach einem guten Vergleich, wie Gravitationswellen entstehen. Da nur beschleunigte Massen Gravitationswellen aussenden, zog ich als Analogie das beschleunigte Schwimmen im Pool in betracht. Demnach würde ich Wasserwellen aussenden, wenn ich mich hektische bzw. allgemein beschleunigt, bewege. Würde ich jedoch mit konstanter Geschwindigkeit im Wasser gleiten(d.h. ohne Armbewegung, was ja auch beschleunigt wäre), so entstünden keine Wasserwellen. Ist diese Annahme korrekt?
Außerdem ist mir beim Nachdenken über diese Frage, eine weiter in den Sinn gekommen: Wenn nur beschleunigte Massen Gravitationswellen aussenden, so würde eine Masse mit konstanter Geschwindigkeit keine Gravitationswellen aussenden. Jedoch wirkt die Gravitation nicht instantan. Die "Gravitations-Information" wird stattdessen mit Lichtgeschwindigkeit in Form von Gravitationswellen ausgesendet. Wie soll dann aber ein anderes Objekt "wissen", wo sich das "neue" Gravitationsfeld befindet. Es würde sich folglich nicht mit dem Objekt mit bewegen (dass sich mit v=const. bewegt).
Ich hoffe meine Fragen waren halbwegs verständlich formuliert 
Danke im Voraus.
Meine Ideen:
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 305
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| Günther Verfasst am: 24. Jan 2018 10:49 Titel: |
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Am ehesten passt noch der Vergleich mit einem in einen Teich geworfenen Stein, woraufhin sich Wellen kreisförmig ausbreiten. Kreisförmige Wasserwellen sowie Gravitationswellen (die per se kreisförmig sind) entstehen nicht, wenn ein Körper sich gleichförmig geradeaus bewegt oder ein rotationssymmetrischer Körper um die Symmetrieachse rotiert.
Ab hier "Wie soll dann aber ein anderes Objekt "wissen"... verstehe ich nicht, was du meinst. |
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KaFoBe
Anmeldungsdatum: 30.03.2018
Beiträge: 6
Wohnort: Beesten (Niedersachsen)
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| KaFoBe Verfasst am: 30. März 2018 14:33 Titel: |
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Hallo LnLcFlx,
auch wenn Deine Frage schon einige Wochen alt ist, möchte ich Dir meine Ansicht mitteilen.
Gravitationswellen entstehen nach meinem Verständnis bei jeder beschleunigten Masse, aber bei geringer Beschleunigung nur sehr schwach.
Bei sehr stark und plötzlich beschleunigten Massen, wie z. B. bei der Kollision zweier schwarzer Löcher, sind die Gravitationswellen so stark, dass sie mit heutigen technischen Mitteln nachweisbar sind.
In diesem Fall tritt statt der normalen gleichmäßkigen Gravitation eine ungleichmäßige Gravitationswelle auf.
Den Vergleich mit Wasserwellen finde ich passend.
Nach meinem Verständnis ruht ein Boot A auf dem Wasser, es bewegt sich in keine Richtung.
Jedoch schaukelt es auf der Stelle hin und her, und erzeugt so gleichmäßige kleine Wasserwellen (Gravitation) die sich ausbreiten.
Nun kracht ein Boot B mit hoher Geschwindigkeit in das Boot A.
Boot A wird durch die Wucht des Aufpralls kurz und sehr stark beschleunigt, und bewegt sich ruckartig in eine Richtung.
Durch die ruckartige Bewegung entstehen statt der gleichmäßigen kleinen Wasserwellen (Gravitation) große ungleichmäßige Wasserwellen (Gravitationswelle).
Dadurch dass sich die Gravitationswellen (große ungleichmäßige Wasserwellen) bei Stärke und Gleichmäßigkeit von der „normalen“ Gravitation (gleichmäßig kleine Wasserwellen) unterscheiden, können sie erkannt werden, obwohl sich Gravitation und Gravitationswellen mit der gleichen Geschwindigkeit (der Lichtgeschwindigkeit) ausbreiten.
Der in der Physik verwendete Begriff „Gravitationswelle“ erscheint mir nach meinem Verständnis verwirrend, da die „normale“ Gravitation ja auch in Form von Wellen übertragen wird.
Ich denke der Begriff „Welle“ bezieht sich auf die ungleichmäßige starke Erscheinung der Gravitation, so wie eine große Wasserwelle eines Tsunamis nach einem Seebeben auf Land läuft.
Diese Welle ist ungleichmäßig, stark und zeitlich begrenzt.
Natürlich ist die Ursache für eine Wasserwelle eine ganz andere als bei einer Gravitationswelle.
Nach meinem Verständnis entsteht die Gravitationswelle durch die Gravitationsänderung, welche bei der Beschleunigung der Masse entsteht.
Nach der allgemeinen Relativitätstheorie vergrößert sich die Gravitation in Abhängigkeit von der Beschleunigung.
Für einen anschaulichen Vergleich finde eine Wasserwelle aber passend.
Ich hoffe ich konnte meine Gedanken nachvollziehbar in Worte fassen.
Da ich sehr gerne dazu lerne bin ich an jeder Anregung und an jeder anderen Sichtweise interessiert.
Gruß Karsten |
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Ich
Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching
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| Ich Verfasst am: 31. März 2018 16:15 Titel: |
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| KaFoBe hat Folgendes geschrieben: | | Der in der Physik verwendete Begriff „Gravitationswelle“ erscheint mir nach meinem Verständnis verwirrend, da die „normale“ Gravitation ja auch in Form von Wellen übertragen wird. |
Nein, Gravitation wird nicht durch Wellen übertragen. Gravitation ist überall als Tensorfeld vorhanden. Wenn sich das nicht ändert, dann ist das Feld statisch und es gibt keine Wellen. Wenn es sich ändert, dann ist es genau die Änderung, die man als Gravitationswellen bezeichnet. Diese, und damit also jede Änderung des Gravitationsfelds, breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus.
Es ist aber immer so, dass die Beschleunigung, die ein Körper verspürt, in sehr guter Näherung auf den momentanen Aufenthaltsort der anziehenden Masse gerichtet ist. So, als ob sich die Gravitationswirkung überlichtschnell ausbreiten würde. Das ist aber wie gesagt nur näherungsweise so. Wenn sich bei der anziehenden Masse überraschend etwas tut, dann kommt diese Information tasächlich erst nach der Lichtlaufzeit bei dem anderen Körper an. |
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KaFoBe
Anmeldungsdatum: 30.03.2018
Beiträge: 6
Wohnort: Beesten (Niedersachsen)
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| KaFoBe Verfasst am: 01. Apr 2018 18:52 Titel: |
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Danke für den Hinweis und Deine Ausführung!
Das Gravitation als Feld existiert und nicht als Wellen habe ich nun verstanden.
Durch Deine Ausführung hat sich auch mein Verständnis für Gravitationswellen deutlich verbessert.
In meiner mir zur Verfügung stehenden Literatur wird leider immer nur vom Gravitationsfeld im Zusammenhang mit der Raumzeitkrümmung geschrieben, der Begriff Tensorfeld taucht nicht auf.
Ich wollte mich in das Thema „Tensorfeld“ im Internet einlesen, habe aber keine für mich verständlichen Informationen gefunden, was natürlich auch an meinen zurzeit bestehenden Wissensgrenzen liegen kann.
Daran werde ich arbeiten.
| Ich hat Folgendes geschrieben: | | So, als ob sich die Gravitationswirkung überlichtschnell ausbreiten würde. Das ist aber wie gesagt nur näherungsweise so. |
Wie meinst Du das?
Oder ist zum Verständnis Dieser Aussage das Wissen über das Tensorfeld erforderlich? |
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Ich
Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching
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| Ich Verfasst am: 01. Apr 2018 21:32 Titel: |
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| KaFoBe hat Folgendes geschrieben: | In meiner mir zur Verfügung stehenden Literatur wird leider immer nur vom Gravitationsfeld im Zusammenhang mit der Raumzeitkrümmung geschrieben, der Begriff Tensorfeld taucht nicht auf.
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Das passt schon zusammen. Die Raumzeitkrümmung wird lokal als Riemannscher Krümmungstensor ausgedrückt. Ich weiß nicht, ob man das noch deulich vereinfachen kann. Es bedeutet, dass die Raumzeitkrümmung mathematisch etwas komplexer ist als einfache Zahlen oder Vektoren.
| Zitat: | Ich wollte mich in das Thema „Tensorfeld“ im Internet einlesen, habe aber keine für mich verständlichen Informationen gefunden, was natürlich auch an meinen zurzeit bestehenden Wissensgrenzen liegen kann.
Daran werde ich arbeiten. |
Dann muss man wahrscheilnlich komplett Differentialgeometrie lernen und alles, was dazu gehört.
| Zitat: |
| Ich hat Folgendes geschrieben: | | So, als ob sich die Gravitationswirkung überlichtschnell ausbreiten würde. Das ist aber wie gesagt nur näherungsweise so. |
Wie meinst Du das?
Oder ist zum Verständnis Dieser Aussage das Wissen über das Tensorfeld erforderlich? |
Ich kann dir als Ansatzpunkt diesen Artikel und dieses Paper empfehlen. Im Prinzip ist es so, dass die Anziehungskraft nicht vom momentanen Standpunkt ausgeht, sondern von einer extrapolierten Position - dort, wo die Masse wäre, wenn sich nichts dramatisches ändert. |
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KaFoBe
Anmeldungsdatum: 30.03.2018
Beiträge: 6
Wohnort: Beesten (Niedersachsen)
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| KaFoBe Verfasst am: 04. Apr 2018 08:37 Titel: |
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Vielen Dank für die Links!!!
Ich freue mich dass ich durch Deine Informationen eine erweiterte Sichtweise auf Gravitationswellen und deren Ausbreitung bekommen habe.
Mit diesem erweiterten Wissen würde ich den Vergleich von Gravitationswellen zu Wasserwellen nun so formulieren:
Ein Schiff A ruht still im Wasser ohne sich zu bewegen, daher gehen keine Wellen von dem Schiff aus.
Das glatte Wasser ohne jegliche Wellen stellt das gleichmäßige Gravitationsfeld (Tensorfeld) des Schiffs dar.
Ein Schiff B kracht nun mit hoher Geschwindigkeit in das Schiff A.
Hierdurch wird Schiff A stark beschleunigt und erzeugt eine große Wasserwelle (Gravitationswelle), welche sich im glatten Wasser ausbreitet.
Da sich diese große Wasserwelle (Gravitationswelle) aus dem glatten Wasser (Gravitationsfeld) hervorhebt, kann jedes entfernte Schiff die große Wasserwelle erkennen.
Mir ist klar dass dieser Vergleich stark vereinfacht dargestellt ist, aber um Gravitationswellen anschaulich zu erklären reicht er meiner Meinung nach aus. |
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