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Einsteins Äquivalenzprinzip
ОглавлениеNach Einstein, kann man zwischen der Kraft die einen im freien Raum bei einer Beschleunigung gegen einen Boden oder den Sitz drückt nicht von der Gravitation unterscheiden die einen auf die Erde drückt. Was bedeutet, wenn man so wie er davon ausgeht, dass beides dasselbe ist, man nicht zum Erdmittelpunkt gezogen, sondern der Raum von der Erdoberfläche weg beschleunigt wird. Die Geschwindigkeit, mit der er von der Erdoberfläche weg beschleunigt wird, beträgt im Mittel etwa 9,8 m s -². Wäre das Minus nicht vor der Quadratsekunde, würden wir mit dieser Geschwindigkeit hinaus ins All geschossen werden, weil die Richtung der wirkenden Kraft nicht zum Erdmittelpunkt hinweist, sondern von ihm weg. In einem Gravitationsfeld ist es demnach so, dass man zwar beschleunigt wird, aber nicht der Masse entkommt, es sei denn, man überwindet diese Beschleunigung. Bei gleicher Geschwindigkeit ist man demnach schwerelos. Auf diese Art erreicht man irgendwann die Fluchtgeschwindigkeit. Die Fluchtgeschwindigkeit übersteigt die gravitations- bedingte Fallgeschwindigkeit. Dabei können wir uns einen durch die Masse der Erde erzeugten Trichter vorstellen, in dem alles, was ihm zu nahe kommt und nicht schnell genug ist, diese Beschleunigungskraft erfährt. Alles fällt nach diesem Prinzip mit der gleichen Geschwindigkeit. Fällt man schneller als durch die Beschleunigung der Gravitation, dann beginnt sich diese, solange aufzuheben, bis man auf der Erdoberfläche aufschlägt. So kann man auch beim schnellen Fall in Richtung Erde für einen Moment Schwerelosigkeit erfahren. Da die Beschleunigung des Raumes nicht aufhört, wenn man auf der Erdoberfläche steht, wird man dadurch auch weiterhin gegen den Boden gedrückt. Andersherum spürt man beim Fall aus der Umlaufbahn in Richtung Erde die Schwerkraft. Man Spürt auch wie diese immer mehr zunimmt, während man sich der Erde nähert. Einstein sagt mit seiner Formel G uv = 8piG/c4 T uv , dass der Raum der Masse sagt sich zu krümmen und die Masse dem Raum sagt sich zu bewegen. Weil also der Raum selbst durch die Masse konstant von der Masse weggedrückt wird (so würde ich es formulieren), wird man während der Beschleunigung des Raumes von der Erde weg, gegen die Erde gedrückt. Die Masse bewirkt also eine Beschleunigung des Raumes von der Erde weg. Es kann dabei wohl nicht zwischen beschleunigtem Raum und beschleunigter Masse unterschieden werden. Der Raum wird jedoch nur am Rand der Masse von ihr weg beschleunigt und dieser Effekt verliert sich mit zunehmender Entfernung von der Masse. In der Theorie der geschwindigkeits- bedingten Zeitdilatation verlangsamt sich die Zeit innerhalb eines beschleunigten Systems. Was damit auch die Erklärung für die Verlangsamung der Zeit in der Nähe von Massen ist. Hier schließt sich der Kreis wieder und man kann Raum, Zeit und Materie, wie oben beschrieben in Relation zueinander setzen. Massen bilden einen Widerstand zum mit Überlichtgeschwindigkeit fallenden Universum. Wegen eben diesem Widerstand, sagt der Raum der Masse sich zu krümmen und verlangsamt die Zeit, indem er den Raum von der Masse weg beschleunigt. Beschleunigter Raum verlangsamt also die zeitlichen Abläufe darin. Darum soll die Zeit in einem schwarzen Loch auch still stehen. Beschleunigung durch Raumverdrängung Wenn man sich einmal vorstellt, der Raum hätte ein gleichförmiges Gitter, dass von der Materie aber verformt wird, dann ähnelt diese Verformung der Verdrängung einer Flüssigkeit durch einen Körper, z.B. einer Stahlkugel im Wasser. Es wird eine Strecke im Raum verkürzt (siehe unten). Es scheint als wolle der Raum eine gewisse Gleichförmigkeit behalten. Durch die Verkürzung einer Strecke im Raum entsteht deshalb ein Effekt ähnlich einer Stauchung. Wie ganz oben bereits kurz erwähnt, ist Zeit = Distanz. Wenn der Raum gedehnt oder gestaucht wird, dann verlängert oder verkürzt sich dadurch auch die Distanz. Ein Beispiel: Strecke A – B ohne Stauchung oder Streckung: Der Raum ist glatt, also nicht verformt. Man befindet sich im freien Fall. Strecke A – B mit einer Krümmung: Die Distanz zwischen A und B ist verkürzt, man erfährt eine Beschleunigung in Richtung B. Die Zeit aber vergeht langsamer. Ähnlich wie bei der Verdichtung einer Flüssigkeit zu einem Gelee, durch das man im Verhältnis zur Flüssigkeit langsamer hindurch kommt. Obwohl ich normalerweise für eine kürzere Strecke weniger Zeit benötige, verhält sich das nicht so im gekrümmten Raum. Das liegt daran, dass der Raum für jemanden in der Krümmung nicht kürzer geworden ist. Strecke A – B mit einer Streckung ist nicht vorstellbar. Weil Raum, Zeit und Materie miteinander verbunden sind, kann es nur eine Streckung hin zum glatten Raum geben. Mehr geht offenbar nicht. Weshalb WMAP auch einen glatten Raum gemessen haben könnte. Das bedeutet also, dass wenn die Materie der Erde den sie umgebenden Raum verdrängt, alles, was sich innerhalb dieser Verdrängung befindet, dadurch eine Beschleunigung von der Erde weg erfährt, während die Zeit dabei verlangsamt wird. Dieser Effekt wird von uns dann als Gravitation wahrgenommen. Nehmen wir zum Beispiel einen Lichtstrahl der eine gewisse Distanz im Raum durchquert, ohne das dieser durch Gravitation eine Veränderung erfährt und messen wie lang er für diese Distanz benötigt. Und dann einen Lichtstrahl der eine Raumkrümmung durchquert und die Zeit die er dafür benötigt, dann durchquert er dieselbe Distanz in der Raumkrümmung langsamer als außerhalb der Krümmung. Dadurch wird der Lichtstrahl logischerweise auf seinem Weg entlang bzw. durch die Raumkrümmung von seinem Weg abgelenkt, was im Eklipsen-Experiment schon bewiesen wurde und der Grund für unsere wunderschönen Sonnenuntergänge ist. Wegen der Verlangsamung durch die Raumkrümmung, sieht man z.B. das Licht eines Sternes, der hinter der durch eine Eklipse verdeckten Sonne liegt, an einer anderen Position als wenn man ihn ohne Eklipse beobachten würde. Einsteins Berechnungen dazu wurden bereits mehrfach als korrekt bestätigt. Einmal angenommen wir bewegen uns im ungekrümmten Raum, also in Mikrogravitation, mit sagen wir einmal einem Meter pro Sekunde (1 m/s) fort. Dann benötigen wir für eine Strecke von 60 m genau eine Minute. In einem durch Gravitation gekrümmten Raum, wird der Raum gestaucht und wir benötigen für die 60 m z.B. 61 Sekunden (Achtung keine korrekte Berechnung, nur Veranschaulichung!) Objektiv gesehen scheint die Strecke gleich geblieben zu sein, dennoch haben wir länger für dieselbe Strecke gebraucht, obwohl wir mit derselben Geschwindigkeit unterwegs waren. Den Unterschied können wir aber nur feststellen, wenn wir mit 2 Atomuhren arbeiten. Eine nehmen wir mit uns in die Gravitation und eine bleibt draußen. Beide laufen absolut synchron, solange sie sich außerhalb der Gravitation befinden. Sobald sich eine von ihnen mit uns in die Gravitation bewegt, wird diese verlangsamt. Später vergleichen wir die Uhren miteinander und stellen fest, dass die Uhr, die mit uns in der Gravitation war, etwas nach geht. Sie erfuhr also eine Verlangsamung im Verhältnis zur anderen Uhr. Wir erinnern uns daran, dass wenn man sich in einer Raumkrümmung befindet, in der der Raum gestaucht wurde, die Zeit im Verhältnis zum ungekrümmten Raum verlangsamt abläuft. Nennen wir den ungekrümmten Raum einmal ausnahmsweise den Normalraum. Wenn ich mich in einer Raumkrümmung befinde und will den Effekt der Beschleunigung und Zeitverlangsamung durch die verdrängte Masse aufheben, dann könnte man versuchen ein Feld zu erzeugen, welches den Normalraum an einer Stelle wieder herstellt. Die Erde fliegt dann mit 11,2 km/s (Fluchtgeschwindigkeit) von mir, der sich in dem Feld befindet davon, was erst einmal praktisch ist wenn ich von der Erde weg kommen will, aber dann bin ich im All und muss sehen wie es weiter geht. Bleibt natürlich die Frage, wie man ein solches Feld erzeugen könnte. Vor allem während man sich selbst in einer Raumkrümmung befindet. Vielleicht geht das nicht und schon gar nicht unter diesen Umständen. Vielleicht aber könnte alles, was Licht von seiner Bahn ablenkt, dafür in Betracht kommen. Mir fällt an dieser Stelle nur eine Sache ein, die in der Lage ist Licht innerhalb einer Raumkrümmung abzulenken und das ist Elektromagnetismus.
Zitat Wikipedia: Mit Leistungselektronik, vergleichbar der in einem Frequenzumrichter, ist es möglich, elektromagnetische Felder mit beliebiger Bewegungsrichtung zu erzeugen. Wie bei einer Wirbelstrombremse tendiert eine nicht-ferromagnetische Oberfläche dazu, relativ zu dem Feld zu ruhen. Bewegt sich das Feld nun, kann ein Fahrzeug angehoben und in eine beliebige Richtung beschleunigt werden. Das ist vergleichbar mit einer Magnetschwebebahn, allerdings nicht schienengebunden. Zusammen mit einer speziellen Anordnung der Magnete, die bekannt ist als „Hallbach Array“ haben Versuche hervorragende Ergebnisse erzielt und zur Entwicklung von effektiveren Magnetschwebebahnen geführt. Zitat Wikipedia ENDEWarten wir also ab, wann wir Elektromagnetisch levitiert ins All entschweben. Ja na ja, ich zitiere Wikipedia. Ich habe keinen Brockhaus. Der Gedanke dahinter ist: Wenn es für Wikipedia gut ist, sollte es auch für ein Buch gut sein können. Wenn nicht, dann sollten wir Wikipedia überdenken.