Inwiefern hat Gravitation mit der Zeit zu tun?
Hallo zusammen, sicherlich kennen einige von euch den Film Interstellar. In einer Szene sind sie ja auf einem Planeten auf dem die Gravitation so stark ist, dass dort 10 Minuten 7 Erdenjahren gleicht. Das verstehe ich nicht, was hat denn Gravitation mit der Zeit zu tun? Ist Gravitation nicht so etwas wie Schwerkraft bzw. Anziehungskraft?
5 Antworten
In starken Gravitationsfeldern gehen Uhren langsamer.
Beobachten wir z.B. ein Objekt, welches in ein Schwarzes Loch fällt und dabei seiner Eigenzeit nach jede Sekunde ein Signal aussendet:
Wir werden feststellen, dass — nach unserer, des Beobachters, Eigenzeit — die Abstände zwischen den Signalen immer größer werden, auch nachdem man die Laufzeiten der Signale in Rechnung gestellt hat.
Die Zeit verrinnt im Objekt immer langsamer, je näher das Objekt dem Schwarzen Loch kommt, bis sie schließlich stillsteht und damit das Objekt für uns alle Zeit am gleichen Ort erscheint.
Auch Uhren, die stark beschleunigt transportiert werden, gehen -- solange jene Beschleunigung anhält -- langsamer.
Siehe dazu http://greiterweb.de/zfo/Erkenntnisse.htm#msgnr0-66 .
Wenn also von zwei Zwillingen der eine sich ständig deutlich mehr beschleunigt bewegt als der andere, wird er weniger schnell altern als sein Bruder.
Ist Gravitation nicht so etwas wie Schwerkraft bzw. Anziehungskraft?
Richtig. Gravitation ist die Schwerkraft bzw. Anziehungskraft der Massen.
Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie (bzw. nach einer der möglichen Interpretationen) wird die Gravitation dadurch verursacht, dass die Zeit im Vergleich umso langsamer läuft, je näher man sich einer Masse befindet und je größer diese Masse ist.
bzw. nach einer der möglichen Interpretationen
Da ahnst du mehr, als ich ahne.
Und du siehst mehr, als ich sehe. Jedenfalls sehe ich die Zeitdilatation im Rahmen der ART nicht als Ursache, sondern als Bestandteil, egal von was.
Wenn du da über Ursache und Wirkung nachdenkst, bist du jenseits von Gut und Böse.
Oder wenn du über Wirrsache und Urkung dachnenkst, bist du nahe der ultimativen Wahrheit, Blobert und Scheck.
Das musst du dir aber mherst al erleleiten, ohne Freiß kein Pleis. Oh Gotttt, wo ist mein Verzeichnis.
Zudem sollte man wissen:
Kräfte, die infolge von Beschleunigung auftreten, sind von der Gravitationskraft nicht unterscheidbar -- und haben daher gleiche Wirkung.
Ich äußere jetzt mal eine sehr gewagte Hypothese und hoffe, ich krieg dafür nicht sofort Prügel von der ernsthaften Astrophysikergemeinde hier:
Ich persönliche glaube, daß die Gravitation nicht die Ursache der Verlangsamung der Zeit in der Nähe schwerer Massen ist - sondern umgekehrt: In der Nähe von Masse verläuft die Zeit, aus welchen Gründen auch immer langsamer, und das ist die Ursache der Gravitationskraft.
Nicht hauen bitte - ist nur ne Vermutung. ;-)
Die theoretische Grundlage, die ART wurde ja schon mehrfach und richtig genannt.
Aber noch mal ausdrücklich will ich auf die Dimensionen hinweisen. In einigermaßen "normalen" Schwerefeldern ist dieser Effekt äußerst gering und "praktisch" irrelevant. Er muss z.B. bei den GPS-Satelliten berücksichtigt werden, weil es da auf cm in Jahren ankommt. Und man kann ihn sogar in einem Gebäude messen, über den Mößbauer-Effekt.
Im Alltag wird du Auswirkungen nicht erleben, schon weil du sie nicht überlebst. Du würdest quasi augenblicklich zerrissen und zerquetscht, von den Gezeiten bzw. dem Aufprall.
Abgesehen davon sind meiner Abschätzung nach solche Gebilde nicht mal theoretisch möglich. Ein Neutronenstern hat schon eine Zeitdilatation im 2stelligen %bereich. Und viel mehr - erst recht der Faktor 7*365*24*6 - ist nicht möglich, weil dann der letzte Widerstand - der Fermionendruck der Neutronen - gebrochen wird, der die Bildung eines Schwarzen Lochs noch verhindert.
Hallo x9flipper9,
das ist ein Ergebnis von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie.
In der Speziellen Relativitätstheorie zeigt uns Einstein, dass Uhren, die sich relativ zu einem Beobachter bewegen, für diesen langsamer gehen.
In der Allgemeinen Relativitätstheorie zeigt uns das Einstein auch für beschleunigte Uhren.
Gleichzeitig erklärt er uns über das Äquivalenzprinzip, dass ein Schwerefeld nicht von einem beschleunigten Bezugssystem zu unterscheiden ist: Wenn Du in einem Kasten ohne Fenster steckst, dann kannst Du nicht wissen, ob dieser auf der Erde steht oder mit konstanter Beschleunigung von 1 g durch schwerelosen Raum gezogen wird.
Das Ergebnis von Einsteins Überlegungen ist also, dass auch Uhren in einem Schwerefeld für einen außenstehenden Beobachter langsamer laufen.
Und tatsächlich haben exakte Messungen genau das bestätigt, so merkwürdig uns diese Überlegung eben zuerst erscheint. "Zeit" verläuft nicht für alle Beobachter und Bezugssysteme gleich, sondern hängt vom Zustand der Bewegung ab - und damit auch, ob wir uns in einem Schwerefeld befinden..
Im Alltag sind diese Effekte nur so klein, dass wir sie nicht bemerken. Unsere Füße altern langsamer als unser Kopf, der ja knapp 2 Meter weniger tief im Schwerefeld der Erde ist. Aber das macht im Laufe Deines Lebens nicht einmal eine Mikrosekunde aus.
http://physikclub.de/nachrichten/sciencenews-relativistische-effekte-beim-hinsetzen
Grüße
Könnte sich also von zwei auf der Erde lebenden Brüdern, die Zwillinge sind einer von beiden für -- aus seiner Sicht -- einige Monate in die Nähe eines Schwarzen Lochs begeben, so könnte er gut, nach seiner Rückkehr auf die Erde, feststellen, dass sein Bruder dort schon als vor Jahrhunderten verstorben gilt.