Wie kann man die Raumzeit verzerren?
3 Antworten
Durch Gravitation. đ
Quirlige Neutronensterne
Die vom RXTE gelieferten Daten stammen von fĂŒnfzehn Neutronensternen, die mit ungefĂ€hr 300 Umdrehungen pro Sekunde rotieren. Sie werden von Materieansammlungen umkreist, die sie circa 1000 Mal pro Sekunde umlaufen. Daraus folgt, daĂ diese Materie sich mit der phantastischen Geschwindigkeit von 100.000 km/s bewegt, was einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit entspricht.
Zwei italienische Wissenschaftler bemerkten als erste, daĂ die Röntgenstrahlenemissionen mehrerer dieser Neutronensterne charakteristische IntensitĂ€tsschwankungen aufweisen, die genau so aussehen, als wĂŒrden die Sterne Raum und Zeit durch bei ihrer Rotation mit sich reiĂen. Luigi Stella vom Astronomischen Observatorium in Rom und Mario Vietri von der 3. UniversitĂ€t von Rom erkannten in den niedrigen Umlaufbahnen der Materie um die Neutronensterne die einzigartige Möglichkeit, die Lense-Thirring-PrĂ€zession nachzuweisen. Als PrĂ€zession wird die Bewegung der Drehachse eines Körpers um eine gedachte Achse, die fest im Raum steht, bezeichnet. Ein bekanntes Beispiel ist der torkelnde Spielzeugkreisel, der von der Erdanziehungskraft zum Schlingern gebracht wird. Die Lense-Thirring-PrĂ€zession zeigt an, wie sich die GravitationskrĂ€fte der Neutronensterne Ă€ndern, wenn sie anfangen zu rotieren. Nach der Theorie sollte sie sich alle zehn bis dreiĂig Sekunden wiederholen.
Dementsprechend suchten die Forscher im Bereich der vorhergesagten Werte nach regelmĂ€Ăigen Mustern in der IntensitĂ€t der Röntgenstrahlung. âWir waren sehr aufgeregt, als wir sahen, daĂ drei der Neutronensterne ein zusĂ€tzliches Signal zeigten, das gut innerhalb des vorhergesagten Bereichs der Lense-Thirring-PrĂ€zession lagâ, sagt Luigi Stella. âIn einem Fall Ă€ndert dieses Signal seine Frequenz so wie die umkreisende Materie ihre Umlauffrequenz Ă€ndert. Und zwar genau so, wie es vom Lense-Thirring-Effekt vorhergesagt wird.â Um keine Fehlinterpretation der Messungen zu riskieren, mĂŒssen alle PhĂ€nomene, die eine Lense-Thirring-PrĂ€zession ĂŒberlagern oder sogar vortĂ€uschen könnten, besonders aufmerksam ĂŒberprĂŒft werden. Aber âdie PrĂ€zession, die von anderen Effekten erwartet wird, ist deutlich langsamer als die Lense-Thirring-PrĂ€zession solcher schnell rotierender Neutronensterneâ, meint Mario Vietri. Dennoch sind noch nicht alle Zweifel ausgerĂ€umt: âDa die Materie Neutronensterne auf verschiedenen Umlaufbahnen umkreisen kann, sind verschiedene Rotationsgeschwindigkeiten und damit auch PrĂ€zessionsfrequenzen möglich. Wir können nicht ganz sicher sein, daĂ die von uns beobachtete Modulation auf den Lense-Thirring-Effekt zurĂŒckzufĂŒhren ist. Offensichtlich sind genauere Untersuchungen und Modelle erforderlich." Dennoch: Der Nachweis einer der grundlegendsten Voraussagen der Allgemeinen RelativitĂ€tstheorie war durch die Messungen greifbar nahe.
Schwarze Löcher wirken wie WirbelstĂŒrme
Forscher des MIT und vom NASA Goddard Space Flight Center sorgten dann fĂŒr den ersten Nachweis, daĂ rotierende schwarze Löcher Raum und Zeit verzerren, wenn sie Materie spiralförmig in sich hineinziehen â Ă€hnlich wie ein Wirbelsturm Objekte in seinem Weg mitreiĂt. âWenn unsere Interpretation richtig ist, kann man das als den Beweis der Existenz von Raumzeit-Verzerrungen in der NĂ€he von rotierenden schwarzen Löchern ansehenâ, sagt Dr. Wei Cui vom MIT Center for Space Research.
Schwarze Löcher sind auĂergewöhnlich dichte Objekte mit einem so starken Gravitationssog, daĂ kein Licht aus ihnen entkommen kann. Da schwarze Löcher nicht direkt beobachtet werden können, kann auf ihre Existenz nur aus Beobachtungen des Verhaltens von begleitenden Sternen geschlossen werden. Die gewaltige Anziehungskraft zwingt jene, um das schwarze Loch zu rotieren. Dabei entreiĂt es dem Stern Materie, die es in die Umlaufbahn einer ringförmigen Scheibe aus Gas zieht, welche sich um das schwarze Loch herum bewegt. Wenn die Materie in der Scheibe dichter und dichter an das schwarze Loch herankommt, heizt sie sich auf und beginnt, Röntgenstrahlung auszusenden.
Cuis Team nutzte diese Röntgenstrahlenemissionen, um zu bestimmen, ob eine RaumzeitkrĂŒmmung stattfand. Durch die Messung von IntensitĂ€tsschwankungen der Röntgenstrahlung konnten sie Störungen in der Umlaufbahn der Materie zu sehen. Das bedeutet, daĂ die Umlaufbahn der Materie sich selbst um die Drehachse des schwarzen Loches dreht. Damit ist der Nachweis der RaumzeitkrĂŒmmung in diesem System erbracht, denn auf diese Weise kann Materie nur dann angezogen werden, wenn der Raum und die Zeit, in der sie existiert, ebenfalls angezogen werden.
âNatĂŒrlich gibt es noch eine Menge offener Fragen zu den Prozessen der Röntgenstrahlenemission aus schwarzen Löchern. Aber die Beobachtungen in diesem Fall scheinen die Existenz der Raumzeitverzerrung durch rotierende schwarze Löcher anzuzeigenâ, sagt Cui.
Ja googlen, und dann random irgendwo was rauskopieren und so tun als wĂŒsste ich was, kann ich auch. đđ
Ja und habe ich geschrieben das ich das selbst geschrieben habe
Man kann also direkt nicht sehen was physikalisch dort passiert, weis aber das es RaumkrƱmung sein muss. .....so so .....naja ...
Zeit ist der Physik eindeutig definiert als Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.
Raumzeit = Raumsachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen
Woraus besteht Raum um verzerrt werden zu können?
Welche Kraft stezt wo am Raum an , um ihn zu verzerren.
Wie ist die Formel zur Raumzeit?
Raum = LÀnge *Breite *Höhe
Raumzeit = LÀnge * Breite * Höhe .....und nun...? +÷ à oder - Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen?
Wenn Raum und Zeit verknƱpft sind was passiert mit dem Raum wenn die Zeit vergeht?
Wieviel Zeit ist mit 1m^3 Raum verbunden?
Wenn man 1m^3 Raum, in Form eines WƱrfel nimmt, wie Stark muss man ihn wohin verzerren um eine Anziehung von 9,81m/s^2 zu bekommen. Löse zeichnerisch ....
....wer will noch mehr Fragen zur ominösen Raumzeit .....
Sooft Du immer wieder dasselbe postest, wirst Du immer denselben Widerspruch ernten:
Zeit ist der Physik eindeutig definiert als Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.
Nicht Sachverhalt, sondern Struktur. Ein Sachverhalt ist so etwas wie "dieses Ereignis ist frĂŒher passiert als jenes". Sie ist freilich vom Raum nicht zu trennen, der dann ebenso als "Struktur zur Beschreibung der relativen Position von Ereignissen" zu definieren ist.
Die RaumzeitRaumzeit = Raumsachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen
Diese Aneinanderreihung dient nur dem Zweck, den Begriff der Raumzeit ins LÀcherliche zu ziehen, was seinerseits lÀcherlich ist. Richtig ist:
Raumzeit = Struktur zur Beschreibung der relativen Position und Abfolge von Ereignissen
Wie ist die Formel zur Raumzeit?
Raum = LÀnge *Breite *Höhe
Das ist Volumen, genauer das Volumen eines Quaders. Im Raum geht es aber nicht immer um das Volumen eines Körpers, sondern auch um die Position eines Punktes, z.B. des Schwerpunktes eines Körpers.
Raumzeit = LĂ€nge * Breite * Höhe .....und nun...? +Ă· Ă
Wenn schon, dann â Zeitspanne. In einem Raum der Abmessungen ÎxĂÎyĂÎz steigt eine Party mit der Dauer Ît. Dann ist
ÎxâÎyâÎzâcÎÏ
bzw.
(Îxâc)â(Îyâc)â(Îzâc)âÎt
das Vierervolumen des Vorgangs, also der Party. Es ist LORENTZ- invariant.
Wieviel Zeit ist mit 1m^3 Raum verbunden?
Die Frage ist falsch gestellt, denn es gibt keine feste Beziehung. Die Party kann ja im selben Raum lĂ€nger oder kĂŒrzer dauern.
Bei der Raumzeit geht es aber vor allem um Ereignisse, nĂ€mlich das Wo und Wann. Beide bilden gewissermaĂen die Position in der Raumzeit.
Das Wo und auch das Wann selbst sind abhÀngig davon, welches (raumzeitliche) Koordinatensystem wir verwenden.
Zur Verzerrung der RaumzeitWenn Du kein Gewicht und keine TrĂ€gheitskrĂ€fte spĂŒrst, weiĂt Du, dass Deine Weltlinie (WL) eine GeodĂ€tische ist, die geradeste Linie, die es geben kann.
Angenommen, Du parkst Dein Raumfahrzeug unweit eines Asteroiden, in zunĂ€chst fester Position. Deine WL und die des Asteroiden sind natĂŒrlich geodĂ€tisch. In einer geometrisch flachen Raumzeit wĂ€re zu erwarten, dass ihr eure relativen Positionen beibehaltet, eure WL parallel verlaufen.
Tun sie aber nicht. Ăhnlich wie die Meridiane aufeinander zu laufen und sich in jedem Pol treffen, laufen auch eure WL aufeinander zu, ohne dass Du etwa ein Ziehen spĂŒrst. Wenn Dein Raumfahrzeug auf der OberflĂ€che landet, spĂŒrst Du hingegen ein Gewicht. Deine WL ist n nicht lĂ€nger geodĂ€tisch, Ă€hnlich wie die eines Breitenkreises, der nicht der Ăquator ist.
Hallo Serafim777,
vermutlich willst Du auf den Warp- Antrieb hinaus. Nach dem, was wir bislang wissen, ist das mehr als aufwÀndig und erfordert gigantische Energiekonzentrationen.
Was ein Stichwort ist: Hohe Energiekonzentrationen (wohlbemerkt: Materie ist besonders stark konzentrierte Energie, 1kg entspricht ca. 25TWh), Impulsdichten, mechanische Spannungen und DrĂŒcke fĂŒhren automatisch zu einer Verzerrung der Raumzeit.
Dies wird durch EINSTEINs Feldgleichungen zum Ausdruck gebracht, die den Energie-Impuls- Tensor (er enthĂ€lt o.g. GröĂen) mit dem RICCI- Tensor und dem metrischen Tensor in Beziehung setzt. Diese beschreiben die innere Geometrie der Raumzeit, bzw. deren Anweichung von der MINKOWSKI- Geometrie, die durch
(1.1) dÏÂČ = dtÂČ â (dxÂČ + dyÂČ + dzÂČ)âcÂČ
bzw.
(1.2) dÏÂČ = dxÂČ + dyÂČ + dzÂČ â cÂČdtÂČ
gegeben ist. Dabei ist dÏ eine kurze Zeitspanne auf einer Uhr Î, die sich relativ zu einer Bezugsuhr U mit einer Geschwindigkeit
(2) vâș = (dxâdt; dyâdt; dzâdt)
bewegt, bzw. dÏ ist der Abstand zwischen zwei solchen Uhren Îâ und Îâ, die relativ zueinander stationĂ€r sind und â von U aus beurteilt â im Abstand dt eine bestimmte Zeit Ïâ anzeigen.
durch Masse. Einfach mehr essen - die Wirkung wird kaum messbar sein, aber man kann sie ausrechnen.
FĂŒr glĂ€ubige Startrek-Fans gab es noch nie den Hauch eines Zweifels: Die Raumzeit wird in der NĂ€he bestimmter galaktischer Objekte verzerrt. Die Wissenschaftlergemeinde war dagegen bisher zurĂŒckhaltender. Doch jetzt ist zwei Arbeitsgruppen der experimentelle Nachweis des Lense-Thirring-Effekts gelungen.
Das PhĂ€nomen wurde bereits im Jahre 1918 vorhergesagt â es stellt eine Konsequenz aus Einsteins Allgemeiner RelativitĂ€tstheorie dar. Diese postuliert, daĂ durch jeden rotierenden Körper eine Raumzeit-VerkrĂŒmmung hervorgerufen wird, sogar von der Erde. Aber da die Erde nicht sehr schwer ist und auch nicht sehr schnell rotiert, ist der erwartete Effekt sehr klein. AuĂerdem wird er von einer Vielzahl anderer PhĂ€nomene ĂŒberlagert, so daĂ diesbezĂŒgliche Messungen extrem schwierig sind. Möglicherweise könnte der Satellit LAGEOS III Ergebnisse liefern.
Doch so lange wollten italienische Forscher nicht warten und schlugen vor kurzem vor, daĂ der Effekt in der NĂ€he rotierender Neutronensterne auftreten könnte. Ein Team vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) verfolgte eine Ă€hnliche Idee und untersuchte mehrere schwarze Löcher, deren Rotation sie kĂŒrzlich nachgewiesen hatten. Beide Forscherteams bedienten sich dazu des Rossi X-ray Timing Explorers (RXTE), eines Satelliten, der zu Ehren des MIT-Professors Bruno B. Rossi, einem Pionier auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen-Astronomie, benannt wurde. Auf der Tagung der High Energy Division der American Astronomical Society am 6.11.97 stellten sie ihre Ergebnisse der Ăffentlichkeit vor.