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Interstellar: Eigenzeit, Planeten und Gravitation
 
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CooperS
Gast





Beitrag CooperS Verfasst am: 22. Nov 2021 15:39    Titel: Interstellar: Eigenzeit, Planeten und Gravitation Antworten mit Zitat

Tach,

ihr kennt sicher den Film Interstellar. Und obwohl er sicher einige Ungereimtheiten hat, ist er für mich einer der wissenschaftlich realistischsten und faszinierendsten Filme überhaupt.

Meine Frage zielt auf die Szene ab auf dem Planeten, das sich nahe am Schwarzen Loch befindet:

1. Das habe ich nie wirklich verstanden: Wieso vergeht die Zeit auf dem Planeten so langsam? Während auf der Erde (rund 20) Jahre vergehen und auf dem Planeten nur einige Stunden...
Es wurde suggeriert, das dies an der Anziehungskraft (= Gravitationskraft?) des Schwarzen Loches liegt. Doch warum? Liegt es an der Allgemeinen Relativitätstheorie? Oder andere speziellen?
Ist das eine Raumzeit-Krümmung?
Wie würdet ihr das wissenschaftlich erklären?
Und gäbe es sowas wirklich? Könnte die Zeit unter gegebenen Vorrausetzungen (große Massen in der Nähe?) auf einem Planeten irgendwo im Universum deutlich langsamer vergehen als auf der Erde oder im Sonnensystem?

Hat jeder Planet als eigenständiges System seine eigene Zeit?

2. Geht in die selbe Richtung: Warum sind die Wellen so unfassbar hoch?
Und wieso würde das auf der Erde nicht funktionieren?

Ich würde mich über eure Expertise freuen smile
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17905

Beitrag TomS Verfasst am: 22. Nov 2021 16:06    Titel: Re: Interstellar: Eigenzeit, Planeten und Gravitation Antworten mit Zitat

CooperS hat Folgendes geschrieben:
1. Das habe ich nie wirklich verstanden: Wieso vergeht die Zeit auf dem Planeten so langsam? Während auf der Erde (rund 20) Jahre vergehen und auf dem Planeten nur einige Stunden...
Es wurde suggeriert, das dies an der Anziehungskraft (= Gravitationskraft?) des Schwarzen Loches liegt. Doch warum? Liegt es an der Allgemeinen Relativitätstheorie?

Ja. Siehe hier:

https://www.physikerboard.de/lhtopic,37752,0,0,asc,.html

CooperS hat Folgendes geschrieben:
Und gäbe es sowas wirklich? Könnte die Zeit unter gegebenen Vorrausetzungen (große Massen in der Nähe?) auf einem Planeten irgendwo im Universum deutlich langsamer vergehen als auf der Erde oder im Sonnensystem?

Das ist sogar auf de Erde messbar:

https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_time_dilation
https://en.wikipedia.org/wiki/Tests_of_general_relativity

CooperS hat Folgendes geschrieben:
Hat jeder Planet als eigenständiges System seine eigene Zeit?

So würde ich das nicht formulieren.

Jeder Körper hat seine Eigenzeit, die auf einer mitbewegten Uhr gemessen wird. Das ist aber kein "globales Zeitsystem"; es ist verwirrend, sich das so vorzustellen.

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
CooperS
Gast





Beitrag CooperS Verfasst am: 22. Nov 2021 21:04    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für eure Mühen, aber die Antworten auf meine Frage habe ich nicht verstanden, bzw. immer noch nicht.

Wie würdet ihr es einem Laien erklären?

Gruß,

Cooper
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17905

Beitrag TomS Verfasst am: 22. Nov 2021 22:17    Titel: Antworten mit Zitat

Neustart.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17905

Beitrag TomS Verfasst am: 22. Nov 2021 22:36    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist nicht einfach.

Zunächst mal ein Punkt, wie dieser Effekt nicht entsteht. Es geht nicht darum, dass der Zeitverlauf durch die Gravitation verlangsamt würde, weil die Prozesse zur Zeitmessung (Uhren, Pendel, allgemein Schwingungen …) gebremst oder verzögert würden.

Rest morgen.

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Sir_Isaac_Newton
Gast





Beitrag Sir_Isaac_Newton Verfasst am: 23. Nov 2021 01:36    Titel: Antworten mit Zitat

Dieser Film ist bekloppt, ich hasse ihn. Nichts davon was dort passiert ist in irgendeiner Weise realistisch.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 23. Nov 2021 01:41    Titel: Antworten mit Zitat

Sir_Isaac_Newton hat Folgendes geschrieben:
Dieser Film ist bekloppt, ich hasse ihn.


Völlige Zustimmung! Das ist der zweilangweiligste Film, den ich je gesehen habe. (Platz 1 ist Der Hobbit)

- Nils

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Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt!
Qubit



Anmeldungsdatum: 17.10.2019
Beiträge: 824

Beitrag Qubit Verfasst am: 23. Nov 2021 02:51    Titel: Antworten mit Zitat

Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben:
Sir_Isaac_Newton hat Folgendes geschrieben:
Dieser Film ist bekloppt, ich hasse ihn.


Völlige Zustimmung! Das ist der zweilangweiligste Film, den ich je gesehen habe. (Platz 1 ist Der Hobbit)

- Nils


Hallo, wie seid ihr denn drauf? smile

Ich habe den Film, denke war 2014, im IMAX in Berlin gesehen und es war ein phänomenales audio-visuelles Erlebnis. Ich wusste vorher gar nichts von dem Film, auch nicht dass Kip Thorne Berater war, und dachte mir beim Anschauen, dass der Film doch sehr nahe an wissenschaftlichen Fakten aber auch Spekulationen ist, eine Mischung aus beidem.
Mal die Reise durch Wurmlöcher und Planeten bei Schwarzen Löchern geschenkt, so hatte ich nach dem Film für mich nur eine Frage: ist es möglich eine Nachricht in die vergangene Raumzeit zu schicken, insbsondere so, dass die eigene "Weltline" kausal interagiert? Ich dachte und denke noch, dass dies nicht möglich ist. Ich bin da ganz bei Hawking, dass diesbezüglich mögliche Paradoxien von der Natur zensiert sind.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17905

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Nov 2021 06:31    Titel: Antworten mit Zitat

Sir_Isaac_Newton hat Folgendes geschrieben:
Nichts davon was dort passiert ist in irgendeiner Weise realistisch.

Die Zeitdilatation zwischen Raumschiff und Planet ist schon realistisch.

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TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17905

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Nov 2021 08:00    Titel: Antworten mit Zitat

CooperS hat Folgendes geschrieben:
Wie würdet ihr es einem Laien erklären?

Ich versuchs mal mit einem Vergleich.

Stell dir vor, zwei Autofahrer fahren auf unterschiedlichen Strecken von Nürnberg nach Hamburg. Der eine nimmt den direkten Weg über die Autobahn, der andere über die Landstraße; er fährt Umwege, zum Beispiel auch durch Mittelgebirge.

Wenn beide in Nürnberg ihren Kilometerstand synchronisiert haben und anschließend in Hamburg vergleichen, so stellen Sie fest, dass sich die zurückgelegten Strecken unterscheiden. Die Ursache ist die Krümmung des Weges und der Landschaft.

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Ich



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Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching

Beitrag Ich Verfasst am: 23. Nov 2021 08:56    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Sir_Isaac_Newton hat Folgendes geschrieben:
Nichts davon was dort passiert ist in irgendeiner Weise realistisch.

Die Zeitdilatation zwischen Raumschiff und Planet ist schon realistisch.
Nein, ist sie nicht. Der Einzige Kontakt zur Realität ist, dass es Zeitdilatation gibt. Aber nicht in dem Umfang, und nicht mit einer Rakete erreichbar. Kip Thorne hat sich hier dafür hergegeben, einer bescheuerten Idee eines Regisseurs ein wissenschaftliches Mäntelchen umzuhängen.
Weder Handlung noch Physik taugen etwas in dem Film.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17905

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Nov 2021 09:09    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sir_Isaac_Newton hat Folgendes geschrieben:
Nichts davon was dort passiert ist in irgendeiner Weise realistisch.

Die Zeitdilatation zwischen Raumschiff und Planet ist schon realistisch.
Nein, ist sie nicht. Der Einzige Kontakt zur Realität ist, dass es Zeitdilatation gibt. Aber nicht in dem Umfang, und nicht mit einer Rakete erreichbar.

Es geht um die gravitative Zeitdilatation in verschiedenen Orbits um das Schwarze Loch.

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DrStupid



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Beiträge: 5029

Beitrag DrStupid Verfasst am: 23. Nov 2021 10:01    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Es geht um die gravitative Zeitdilatation in verschiedenen Orbits um das Schwarze Loch.


Und es ist vollkommen uneralistisch mit einer Rakete zwischen diesen Orbits hin- und her zu wechseln. Vermutlich wird deshalb bei der Landung über ein Swing-by an einem Neutronenstern fabuliert. Spätestens an dieser Stelle sinkt der Film auf das Niveau von Low-Budget Science Fiction aus den 50er Jahren. Der Unterschied besteht nur in CGI anstelle von an Fäden hängenden Raumschiffmodellen die um Papp-Planeten kreisen.
TomS
Moderator


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Beiträge: 17905

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Nov 2021 10:43    Titel: Antworten mit Zitat

Ah, ihr meint die Idee des Transportes mit der Rakete. Ich dachte nur an die Gravitationspotentiale und die Zeitdilatation.
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Ich



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Beitrag Ich Verfasst am: 23. Nov 2021 11:01    Titel: Antworten mit Zitat

Auch eine Zeitdilatation von 1:60000 ist einfach nicht realistisch. Geschweige denn auf einem bewohnbaren Planeten.
DrStupid



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Beiträge: 5029

Beitrag DrStupid Verfasst am: 23. Nov 2021 11:22    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hat Folgendes geschrieben:
Auch eine Zeitdilatation von 1:60000 ist einfach nicht realistisch. Geschweige denn auf einem bewohnbaren Planeten.


Doch, mit einem schnell rotierenden supermassiven Schwarzen Loch ist das rein theoretisch denkbar. Es ist nur beliebig unwahrscheinlich und erst recht könnte man da nicht mal eben so hinfliegen als wenn man mit dem Auto zur nächsten Kneipe fährt.
TomS
Moderator


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Beiträge: 17905

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Nov 2021 13:12    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Ich hat Folgendes geschrieben:
Auch eine Zeitdilatation von 1:60000 ist einfach nicht realistisch. Geschweige denn auf einem bewohnbaren Planeten.

Doch, mit einem schnell rotierenden supermassiven Schwarzen Loch ist das rein theoretisch denkbar. Es ist nur beliebig unwahrscheinlich und erst recht könnte man da nicht mal eben so hinfliegen als wenn man mit dem Auto zur nächsten Kneipe fährt.

Doch.

Es ist exakt so wie bei der Kneipe; der Hinweg ist einfach, nur der Rückweg ist kritisch

Prost

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Ich



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Beitrag Ich Verfasst am: 23. Nov 2021 14:25    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Ich hat Folgendes geschrieben:
Auch eine Zeitdilatation von 1:60000 ist einfach nicht realistisch. Geschweige denn auf einem bewohnbaren Planeten.


Doch, mit einem schnell rotierenden supermassiven Schwarzen Loch ist das rein theoretisch denkbar. Es ist nur beliebig unwahrscheinlich und erst recht könnte man da nicht mal eben so hinfliegen als wenn man mit dem Auto zur nächsten Kneipe fährt.
. "Beliebig unwahrscheinlich" ist "nicht realistisch". Zumal solche SL nach allem, was man weiß, nicht entstehen können.
DrStupid



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Beiträge: 5029

Beitrag DrStupid Verfasst am: 23. Nov 2021 14:52    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hat Folgendes geschrieben:
"Beliebig unwahrscheinlich" ist "nicht realistisch".


Nicht in einem unendlichen Universum. Da könnte es unendlich viele solcher Planeten geben (das Thema hatten wir hier schon mal). Man braucht dann nur beliebig viel Glück um einen davon zu finden.

Ich hat Folgendes geschrieben:
Zumal solche SL nach allem, was man weiß, nicht entstehen können.


Weiß man das? Die Masse ist zumindest nicht ungewöhnlich. Es gibt Galaxien mit viel schwereren zentralen Schwarzen Löchern. Das einzige Problem wäre also die Rotation. Die ist sehr nahe der theoretischen Obergrenze - aber eben nur sehr nahe. Mir erscheint das nicht abwegig. Materie, die aus der Akkretionsscheibe ins Loch strömt, hat ja auch annähernd maximalen Drehimpuls. Könnte das Loch die Drehimpulsbarriere erreichen, wenn es genug davon verschluckt?
Ich



Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching

Beitrag Ich Verfasst am: 23. Nov 2021 17:20    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Ich hat Folgendes geschrieben:
"Beliebig unwahrscheinlich" ist "nicht realistisch".


Nicht in einem unendlichen Universum.
Da gibt es auch eine Version von mir, die zuverlässig die Lottozahlen vorhersagen kann. Und dem Drachen Smaug sein Gold stiehlt.

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Ich hat Folgendes geschrieben:
Zumal solche SL nach allem, was man weiß, nicht entstehen können.


Weiß man das?
Was weiß man schon, aber ja:
https://arxiv.org/abs/1005.0627
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