Wie funktioniert die Schwerkraft wirklich?

Ich bin erst 12 Jahre alt und frage mich ständig, wie die Schwerkraft wirklich funktioniert. Auf YouTube spricht jeder immer über Objekte, die die Raumzeit um sich herum verändern, und verwendet die Analogie eines Trampolins. Ich verstehe die Schwerkraft immer noch nicht, denn wenn der Weltraum wie ein Trampolin wäre, würde sich die Erde zusammen mit allen anderen Planeten in Richtung Sonne drehen, oder? Könnte mir also jemand erklären, wie die Schwerkraft ohne die Trampolin-Analogie wirklich funktioniert?

Zuallererst: "Wie die Schwerkraft wirklich funktioniert" ist eine tiefe Frage, und jeder ernsthafte Wissenschaftler würde schnell zugeben, dass alles, was wir haben, ein unvollständiges Arbeitsmodell ist. Sie haben sicherlich von der Allgemeinen Relativitätstheorie gehört . Das erste Bild auf der Seite ist Ihr Trampolin.

Unser Arbeitsmodell, die Allgemeine Relativitätstheorie, funktioniert, weil es viele Beobachtungen sehr gut erklärt. (Vorsicht, hier ist eine weitere wichtige Frage: "Erklärt" bedeutet, dass wir einige Beobachtungen aus anderen Beobachtungen mit dem Gravitationsmodell, das wir im Kopf haben, vorhersagen können. Dies bedeutet nicht unbedingt, dass wir die "wahre Natur" des zugrunde liegenden Objekts verstehen Wir sind jedoch sehr zuversichtlich, dass das Modell eine Vielzahl von Beobachtungen abdeckt. Eine der letzten "ersten" Beobachtungen, die den Vorhersagen folgten und uns mehr Vertrauen in das Modell gaben, waren die beiden in letzter Zeit kollidierenden Schwarzen Löcher. In letzter Zeit? Nun, vor Milliarden von Jahren. Wir haben erst kürzlich davon erfahren. Hier ist ein Link zu einem Artikel der New York Times mit einem beeindruckenden Video. (Ich denke, man kann immer noch eine begrenzte Anzahl von Times-Artikeln kostenlos lesen, probieren Sie es also aus.)

Unser Gravitationsmodell ist unvollständig, weil es nicht gut mit dem Naturmodell verbunden ist , das wir für andere Dinge (Elementarteilchen, Quantenphysik) haben. Für eine Weile (wie 70 Jahre oder so) hat es überhaupt nicht verbunden; Einstein selbst schaffte es nicht, die Punkte zu verbinden, was wahrscheinlich nicht ermutigend war, da er den Nobelpreis für die Grundlegung einer der Grundlagen der Quantenphysik erhalten hatte und die offensichtliche Autorität in Bezug auf die Schwerkraft war. Wenn er es nicht könnte, wer könnte es dann?

Wenn ich mich nicht irre, machen die heutigen Physiker langsam Fortschritte. Diese Verbindung zwischen Quantenphysik und Gravitation ist eines der wichtigsten ungelösten Probleme der modernen Physik.

Zuletzt möchte ich Ihre Besorgnis über die Planeten ansprechen, die sich in die Sonne drehen. Diese Idee kommt wahrscheinlich von tatsächlichen Bällen auf einem tatsächlichen Trampolin, das sich einschneidet, denke ich. Sie wissen wahrscheinlich, dass die Bälle aufgrund von Reibung an Geschwindigkeit verlieren, ähnlich wie Sie auf Ihrem Fahrrad langsamer werden, wenn Sie aufhören zu treten. Ein Teil der kinetischen Energie wird in Wärme umgewandelt.

Und weisst du was? Du hast recht. Bei genügend Zeit würden die Planeten irgendwann in die Sonne fallen.Tieffliegende Satelliten fallen nach einigen Jahren auf die Erde zurück, weil sie dort draußen immer noch von Spuren der Atmosphäre gebremst werden. Der Grund dafür ist, dass bei allen großangelegten Prozessen im Universum im weiteren Sinne "Reibung" auftritt. Das ist tatsächlich eines der grundlegenden physikalischen Prinzipien, die die Welt ausmachen, die wir kennen. Es ist nur so, dass das Vakuum zwischen den Planeten nicht so viel Reibung verursacht und die Planeten ziemlich massive Körper mit einer enormen Masse und kinetischen Energie sind. Es wird lange dauern, bis sie genug Energie verloren haben, dass sie so nah sind, dass sie die Sonne berühren. (Vielleicht zu lange, um überhaupt vorzukommen.) Tatsächlich sind die Planeten, Monde und andere Dinge im Laufe des menschlichen Lebens fast perfekte Beispiele für Bewegung ohne Reibung. Aber in der astronomischen Zeitskala- Milliarden von Jahren - gibt es sicherlich ist die Reibung. Zum Beispiel zeigt uns der Mond immer die gleiche Seite, weil die Reibung seine Rotation verlangsamt, so dass die Rotation jetzt mit ihrer Umlaufbahn "blockiert" ist.

Fazit: Die Vorstellung, dass die Schwerkraft Raum und Zeit verbiegt, "erklärt" alle bisherigen groß angelegten Beobachtungen; Das "Trampolin" ist ein gutes Modell für einen zweidimensionalen "Raum", dh eine Oberfläche, wenn Sie Reibung ignorieren.

Warum entkommen Objekte nicht ?

Betrachten Sie zunächst ein Objekt mit Geschwindigkeit und ohne Schwerkraft:

Dann wird das blaue Objekt immer weiter entfernt, wenn es in die gleiche Richtung weitergeht.

Aber es geht nicht in die gleiche Richtung weiter, nach einer Weile hat die Schwerkraft des großen schwarzen Objekts seinen Kurs geändert:

Das passiert immer wieder und immer wieder:

Ihre Frage ist: Warum spiralisiert das Objekt nicht ein? Sie denken vielleicht, wenn es näher kommt, wird die Schwerkraft stärker, und daher ist das Objekt gezwungen, noch näher zu kommen.

Wenn es jedoch näher kommt, nimmt seine Geschwindigkeit zu. Wie wir gesehen haben, versucht die Geschwindigkeit der Objekte zu entkommen. Wenn es näher ist, hat es mehr Geschwindigkeit, um der erhöhten Schwerkraft entgegenzuwirken.

Bearbeiten: Nur für den Fall einer wörtlicheren Interpretation Ihrer Frage, das Trampolin in der ursprünglichen Analogie verursacht Reibung und damit Spirale, aber der Raum ist ein Vakuum.

Die Trampolin-Analogie ist nützlich, wenn Sie die Schwerkraft innerhalb eines allgemeinen Relativitätsrahmens verstehen. Das konzeptionelle Problem besteht darin, dass die Raumzeit tatsächlich in vier, nicht in drei Dimensionen, dh einschließlich der Zeit, eingeschlossen ist.

Tatsächlich verliert die Erde, wenn sie sich um die Sonne dreht, sehr wenig Energie in Form von Gravitationswellen. Die Erde dreht sich also tatsächlich in Richtung Sonne. Die Sache ist, dass diese Gravitationswellenemission so gering ist, dass die Erde und die Sonne zu dem Zeitpunkt, an dem wir eine beträchtliche Spiralbewegung beobachten, bereits aufgehört hätten zu existieren. Viel früher wird das Sonnensystem aufgrund chaotischer Effekte, die bereits in der klassischen Newtonschen Mechanik enthalten sind, instabil.

Gute Frage!

Hast du von Newtons erstem Gesetz gehört? Es heißt, dass sich ein in Bewegung befindliches Objekt weiter mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung bewegt, es sei denn, es wird von einer Kraft beaufschlagt .

Wenn wir einen Ball über den Boden rollen, hört er schließlich auf. Vor Newton glaubten viele, dass sich alles von selbst verlangsamt. Newtons Einsicht war, dass dies nicht wahr ist, und der einzige Grund, warum ein rollender Ball langsamer wird, ist, dass der Boden und die Luft gegen den Ball reiben oder drücken, um ihn zu verlangsamen.

Auf einem Trampolin reibt ein Ball gegen das Trampolinmaterial und gegen die Luft, wodurch es verlangsamt wird. Dies ist der einzige Grund, warum der Ball spiralförmig in die Mitte gerät.

Wenn es nichts gibt, das das Objekt verlangsamen könnte, würde es sich nicht in die Mitte drehen, sondern für immer weiter drehen. Im Weltall gibt es (fast) nichts, was ein Objekt bremsen könnte.

Wenn Sie es kaum glauben können, können Sie ein Computerprogramm schreiben, um alle Berechnungen durchzuführen und zu sehen, was passiert! Ich habe eine Beispielsimulation für Sie gemacht. Sie werden sehen, dass der Planet ohne Reibung jedes Mal dort endet, wo er begonnen hat, wenn er sich um die Sonne dreht. Wenn Sie die Anfangsgeschwindigkeit des Planeten von 20 auf 40 ändern und dann oben auf "Run" klicken, sehen Sie eine kreisförmigere Umlaufbahn. Sie können andere Dinge ändern und sehen, was passiert. Ich hoffe, Sie finden das nützlich!

Neutrino String Induction-Refraction ist die Ursache der Schwerkraft. Einige werden sagen, dass Neutrinos unbedeutend sind, aber Dirac, Hawking und Tyson denken anders und schließen den Effekt eines geladenen Teilchens aus, das sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt. Denken Sie daran, dass niemand nachweisen kann oder kann, dass Masse eine Eigenschaft der Materie ist, eher eine Wirkung.

Unter www.themechanismofreality.com wird auf dieser Website genau erklärt, wie die Schwerkraft funktioniert. Jeder Physiker, der dies untersucht, stimmt zu, dass dies korrekt ist. Vom CERN bis zur Fakultät für Physik der Universität Peking stimmen zu, dass dies eine "fantastische Verbindung zwischen Gravitonenphysik und Stringtheorie" ist! Dies wurde auch indirekt durch LIGO und die Ankündigung der Gravitationswelle bestätigt. Viel Spaß!