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THEMA: Gravitationskraft temperaturabhängig?

Gravitationskraft temperaturabhängig? 28 Dez 2015 22:04 #1854

Im Buch ist in dem Kapitel eine Grafik, wonach die Stärke der Gravitationskraft mit zunehmender Temperatur zunimmt. Konnte die Temperaturabhängigkeit der Gravitation bereits gemessen worden oder ist dies nur eine theoretische Annahme?

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Betreff des ThemasRelevanzDatum des letzten Beitrages
Frage zur Allgemeinen Relativitätstheorie (Gravitationskraft)6.84Samstag, 10 Februar 2018

Gravitationskraft temperaturabhängig? 05 Jan 2016 19:51 #2003

Mir ist da eine Idee gekommen. Kann es sein, dass die Gravitationswechselwirkung "eigentlich temperaturunabhängig" ist, die Gravitationskraft dennoch mit steigender Temperatur zunimmt?
Mit steigender Temperatur steigt die kinetische Energie, damit gemäß m=E/c² auch die Masse und somit auch die Gravitation.

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 05 Jan 2016 23:32 #2005

ClausS schrieb: Mir ist da eine Idee gekommen. Kann es sein, dass die Gravitationswechselwirkung "eigentlich temperaturunabhängig" ist, die Gravitationskraft dennoch mit steigender Temperatur zunimmt?
Mit steigender Temperatur steigt die kinetische Energie, damit gemäß m=E/c² auch die Masse und somit auch die Gravitation.


Kann es sein, dass du da was fehlinterpretiert hast? Wieso sollte die Anziehungskraft von der Temperatur abhängen? Eine kalte Sonne hat demzufolge weniger Gravitation als eine heiße? Das hätte aber katastrophale Folgen für alle Planetenbahnen, denn auch unsere Sonne variiert etwas in ihrer Temperatur, dann müsste sich das doch auf die Bahnen auswirken? Davon habe ich jedoch noch nie gehört.

Und wieso sollte die Temperatur Einfluss auf die kinetische Energie haben? Die kinetische Energie ist doch nichts anderes als Bewegungskraft. Man hat zwar im Schießpulver relativ viel potentielle kinetische Energie gebunden, die man dann mittels Zündung schlagartig zur Freisetzung bringen kann und dabei gilt: Je höher die potentielle Energie, umso heißer wird das Ganze bei der Umsetzung ............... aber damit, dass das Geschoss umso schneller fliegt, je heißer es ist, hat das nichts zu tun, das Geschoss selber bleibt nämlich relativ kalt.


Grüße
Udo

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 06 Jan 2016 12:09 #2007

Was ich mir gedacht habe war: Im thermischen Gleichgewicht hat ein ideales Gas die mittlere kinetische Energie E = 3/2*k*T (k=Boltzmannkonstante).

Wenn ich jetzt mal grob abschätze, bei welcher Größenordnung von Temperatur z.B. ein Gas aus Sauerstoffmolekülen relativistisch wird, könnte ich abschätzen:
3/2*k*T = 1/2*m*c² (mir ist klar, dass dies nur eine sehr vereinfachte grobe Abschätzung ist).

Nach T aufgelöst ergibt sich: T = m*c²/(3*k)

Setzt man ein:
m = 1,66*10^(-27) kg * 32
c = 300000000 m/s
k = 1,38*10^(-23) J/K

ergibt sich eine Temperatur in der Größenordnung von 10^14 K.

Das heißt, bei solch hohen Temperaturen wäre die mittlere kinetische Energie von Teilchen relativistisch. Damit hätte man die bekannte relativistische Massenzunahme und somit müsste man eine steigende Gravitationskraft haben.

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 06 Jan 2016 18:11 #2015

In einem heißen System gibts mehr Energie, bzw muss immer Energie zugefügt werden, damit es heiß bleibt. Darum erfolgt der Entropieverlauf von heiß nach kalt, bzw verändert sich ein System von heiß nach kalt, wenn keine Energie zugefügt wird, auf Grund der Entropie, sorum.
Herr Gaßner hat doch die seeehr genaue Balkenwaage gemacht, die zugunsten der zusammengedrückten Feder ausschlägt, das sollte doch zur Temperatur analog sein?!
Und bezüglich der höheren kinetischen Energie sei verwiesen auf die sich schneller bewegenden Atome, bei höheren Temperaturen.
Also würde ich zustimmen Claus, hohe Temp bedeutet mehr Gravitation.

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 06 Jan 2016 18:50 #2017

ClausS schrieb: Was ich mir gedacht habe war: Im thermischen Gleichgewicht hat ein ideales Gas die mittlere kinetische Energie E = 3/2*k*T (k=Boltzmannkonstante).

Wenn ich jetzt mal grob abschätze, bei welcher Größenordnung von Temperatur z.B. ein Gas aus Sauerstoffmolekülen relativistisch wird, könnte ich abschätzen:
3/2*k*T = 1/2*m*c² (mir ist klar, dass dies nur eine sehr vereinfachte grobe Abschätzung ist).

Nach T aufgelöst ergibt sich: T = m*c²/(3*k)

Setzt man ein:
m = 1,66*10^(-27) kg * 32
c = 300000000 m/s
k = 1,38*10^(-23) J/K

ergibt sich eine Temperatur in der Größenordnung von 10^14 K.


Na ja, bei diesen hohen Temperaturen befinden wir uns jedoch schon jenseits von Gut und Böse, wo, außer vielleicht in Neutronensternen und Schwarzen Löchern kommen solche Temperaturen vor? Da befinden wir uns wohl ziemlich nah am Urknall.

Oder vertue ich mich hier?

Nochmal zurück: Wenn Temperaturveränderungen in unseren "normaluniversalen Alltagsdimensionen", also beispielsweise im Bereich von einigen Tausend bis wenigen Millionen °K (Sterne) Auswirkungen auf die Schwerkraft hätten ............................... wäre unser uns bekanntes Universum dann überhaupt noch möglich?


Grüße
Udo

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 06 Jan 2016 19:02 #2018

Hallo Udo,
vermutlich braucht man gigantische Dimensionen an Masse und Temperatur, damit man überhaupt was "merkt". Der Effekt wird schwindend gering sein, aber existiert. Die Sonne verbrennt ja auch sekündlich, ich sag mal lax, "ein paar Millionen Tonnen" ( :D ->KA!!) Wasserstoff, wird also stetig leichter, weil die Energie (=Masse) ja in den Raum entweicht. Zudem erhöhen die Planeten ja auch ihre Masse, wenn sie zB von Asteroiden getroffen werden, ohne dass sich das gleich bemerkbar machen würde. Ich denke also, die Bahnen sind stabil, plus/minus etwas Masse.

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 06 Jan 2016 19:09 #2019

Im Kern unserer Sonne werden in jeder Sekunde 564 Millionen Tonnen Wasserstoff zu 560 Millionen Tonnen Helium fusioniert. Die "fehlenden" vier Millionen Tonnen werden als Energie abgestrahlt. Es ergibt sich damit eine Gesamtleistung von rund 3,7 x 1026 Watt.
;) passt sogar. Ich gebe mich mal zufrieden mit diesem Rechercheergebnis.

Quelle: www.astronews.com/frag/antworten/2/frage2244.html

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 06 Jan 2016 19:25 #2020

...Und noch einen :D

Es ist einfach schwer vorstellbar, welche Dimensionen hier eine Rolle spielen. Ich hoffe ich gebe das jetzt tatsächlich richtig wieder, bin aber zu 99% sicher:

Wenn die Sonne den Durchmesser von einem Meter hat, wäre die Erde so groß wie eine Erbse. Wenn die Erde so groß wäre wie eine Orange, dann hätte das gesamte Wasservolumen der Erde die Größe einer Erbse!
"PAH!!", wird man sagen, "son Blödsinn". Aber schauen wir mal genauer hin: Die tiefste Stelle im Meer ist der Mariannengraben mit 11km. Die Durchschnittstiefe der Meere (bis an die Strände) beträgt 3,5km. Der Erddurchmesser allerdings beträgt 12500Km!!!!! Wenn wir ab- und aufrunden und mit 3km Tiefe und einem Durchmesser von 12000Km rechnen, bedeutet das, die durchschnittliche Meeretiefe wäre auf unserer Orange eine Schicht von 4000! Also eine Orange in 4000 Scheiben zerlegt, entspräche einer durchschnittlichen Meerestiefe! Und da kann man mit nem Erbsenvolumen schon einiges machen. Oder?
;)

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 06 Jan 2016 19:40 #2022

udogigahertz schrieb: Na ja, bei diesen hohen Temperaturen befinden wir uns jedoch schon jenseits von Gut und Böse, wo, außer vielleicht in Neutronensternen und Schwarzen Löchern kommen solche Temperaturen vor? Da befinden wir uns wohl ziemlich nah am Urknall.


Genau das. Es gibt die Theorie, dass kurz nach dem Urknall die 4 Grundkräfte in der gleichen Größenordnung lagen. Bei der elektromagnetischen und der schwachen Kraft ist die Vereinigung zumindest schon gelungen. Daher kam die Frage, ob und wie die Gravitationskraft temperaturabhängig sein kann.

udogigahertz schrieb: Nochmal zurück: Wenn Temperaturveränderungen in unseren "normaluniversalen Alltagsdimensionen", also beispielsweise im Bereich von einigen Tausend bis wenigen Millionen °K (Sterne) Auswirkungen auf die Schwerkraft hätten ............................... wäre unser uns bekanntes Universum dann überhaupt noch möglich?


Wenn man sich ansieht, wie genau die Naturkonstanten feinabgestimmt sind, dann würde in dem Fall unser Universum anders aussehen. Beispielsweise dürften dann Supernovas keine schweren Teilchen mehr ins Universum herausschleudern.

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 06 Jan 2016 20:00 #2024

Hallo Claus,
wenn du mit "schweren Teilchen" Elemente schwerer als Eisen meinst, sei auf den Neutronendruck hingewiesen, der das Zünglein an der Waage ist, wenn es darum geht, dass die Gravitation der Explosion eines Sterns entgegenwirkt. Genau weiss ich es nicht mehr, aber irgendwie werden bei der Fusion Neutronen frei in einer solchen Menge, dass ihr Druck die Gravitation überwindet und die Supernova auslöst.

EDIT: Es sind Neutrinos, nicht Neutronen!

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 08 Jan 2016 23:22 #2045

Ist die Gravitation überhaupt eine Kraft ?
In dem Sinn, das Teilchen wie Photonen, Gluonen, etc. ausgetauscht werden ?

Oder ist die Gravitation "nur" Geometrie ?
Und durch die Raumkrümmung hervorgerufen, die wieder durch die Massen entstanden ist.
Wenn ich mich richtig erinnere, hat man sich diese Frage auch schon zu Einsteins Zeiten gestellt.

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 08 Jan 2016 23:27 #2047

Major Kottan schrieb: Ist die Gravitation überhaupt eine Kraft ?
In dem Sinn, das Teilchen wie Photonen, Gluonen, etc. ausgetauscht werden ?

Oder ist die Gravitation "nur" Geometrie ?
Und durch die Raumkrümmung hervorgerufen, die wieder durch die Massen entstanden ist.
Wenn ich mich richtig erinnere, hat man sich diese Frage auch schon zu Einsteins Zeiten gestellt.


Wer diese Frage wirklich beantworten kann, der wird sehr bald zu einer Reise nach Stockholm eingeladen.

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 08 Jan 2016 23:38 #2050

Einstein war so viel ich weiß der Meinung, daß Gravitation mehr als nur Geometrie ist.
Andere Kollegen zu seiner Zeit vertraten dagegen die Meinung, daß Gravitation nur nicht-euklidische Geometrie ist.

Warum hat man auch bis jetzt keine Gravitonen gefunden ?

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 09 Jan 2016 11:12 #2059

Major Kottan schrieb: Warum hat man auch bis jetzt keine Gravitonen gefunden ?


Wahrscheinlich, weil es keine gibt?

Gravitation kann doch weder Welle noch Teilchen sein.

Begründung:

Wellen und Teilchen können sich nicht schneller als das Licht fortbewegen. Aus einem Schwarzen Loch können folglich aufgrund der Raumkrümmung weder Licht noch Teilchen entweichen, Gravitation jedoch schon.

Wenn Einsteins Relativitätstheorien wirklich zutreffen sollten, dann KANN Gravitation keine "Übertragungsteilchen/-Wellen" haben, keine "Vermittler der Gravitation", weil diese dann ja nicht mehr den Statuten der Relativitätstheorie entsprechen würden.

Bleibt nur die Frage zu klären, warum auch die Gravitation nicht schneller sein kann, als die LG.

Eines ist sicher: Wer hier Antworten hat, wird nach Stockholm reisen dürfen, vielleicht sogar mehrmals.


Grüße
Udo

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Gravitationskraft temperaturabhängig? 09 Jan 2016 11:14 #2060

Eben.
Also Gravitation keine Kraft gemäß dem Standardmodell.
Sondern "nur" Geometrie :-)

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