Warum gibt es Schwerkraft?

[Pluto]

Was die Schwerkraft ist, wissen wir, zumindest in groben Zügen recht gut.

Einfach gesagt, ist die Schwerkraft das was unsere Füße auf dem Boden hält. Etwas allgemeiner gesagt, erzeugt die Schwerkraft eine Anziehung zwischen zwei belibigen Objekten im Universum, Menschen, Autos, Monde, Staub, Stene. Überall wo es Materie gibt, finden wir auch Gravitation. Man köniemals zu einem schwerkraft-losen Planeten reisen, nur zu einem, der mehr oder weniger Masse hat, und mehr oder weniger Gravitation erzeugt.

Im 17. Jahrhundert definierte Isaac Newton Gravitation als die unversale Kraft die auf alle Materie wirkte. Dank Newton wissen wir: die Gravitation ist abhängig von Masse und Entfernung. Desto weiter entfernt sich zwei Körper befinden, um so geringer ist die Anziehungskraft zwischen ihnen. Über drei Jahrhunderte blieb diese einfache Erklärung der Schwerkraft unangefochten. Doch dann Anfang des 20. Jahrhunderts, kam Albert Einstein mit einer anderen Erklärung, die die Physikwelt erschütterte: Materie krümmt (verbiegt) das Gefüge der 4-dimensionalen Raum-Zeit! Seine Theorie machte auf Anhieb mehrere Vorhersagen, die Physiker weltweit überprüften. Selbst seine damals seltsam klingenden Vorhersagen die Krümmung des Raums würde die Bahn von Licht sowie die Zeit verändern, konnte man nach und nach durch Beobachtungen der Natur sehr genau bestätigen.
(Tatsächlich bestätigt sich hier auch die Aussage von Hiob 26,7.)

Auch wenn Einstein eine moderne Erklärung für die Schwerkraft gab, wissen wir immer noch nicht alles über diese geheimnisvolle Kraft. Wie funktioniert sie im kleinsten, subatomaren Maßstab? Hier liefert uns die Quantenfeldtheorie einige Hinweise, doch "kollidieren" diese Erkenntnisse mit den Theorien Einsteins. Was auch immer die Gravitation ist, sie scheint der "Klebstoff" zu sein, der das Universum (noch?) zusammenhält.
Aber warum es diese Schwerkraft gibt, woher sie denn kommt, ist eine Frage, die noch Keiner zu beantworten vermochte.

Ha Jemand eine Ahnung?

[Salome23]

Hat Jemand eine Ahnung?

Ja, Hiob 26 hat damit gar nix am Hut-da geht es um etwas andres-es ist nur eine (geistliche)Symbol- Bildsprache
closs könnte dazu eventuell was sagen

[closs]

closs könnte dazu eventuell was sagen

Nee - das ist irgendein Bild, das man damals wohl verstanden hat. - Mit physikalischer Thematisierung hat das nichts zu tun.

Zunächst fragt Hiob den Bildach, in welcher "Einhauch" (26,4/Buber) von ihm ausgeht - in welchem Geist er also spricht (offensichtlich nicht dem göttlichen Geist). - In der Folge führt Hiob aus, welche Macht von Gott ausgehe (darunter auch das hier zitierte Beispiel), um dann zu enden, dass dies "nur die Säume seines Waltens" (26,14) seien, also nur Ausdruck des Wenigen, was "wir von ihm vernehmen" (26,14).

Hiob unterstreicht hier das dimensional Andere Gottes, was insofern bemerkenswert erscheint, dass Hiob trotzdem den persönlichen Austausch mit Gott sucht, statt wie seine Freunde aus der Größe Gottes Unnahbarkeit zu schließen (vgl. zu 21,22). - Spirituell ist dies deutbar als einer der Quantensprünge der Heilsgeschichte (vgl. zu Rich. 5,31, 1Mak. 9,24 und 19,25), weil hier die Nähe zwischen Schöpfer und Schöpfung - über die Größe des Schöpfers und der Kleinheit des Menschen hinweg - als Grundlage der "Auslösung" (vgl. zu 19,25, 21,22 und 22,5) gesehen wird.

Insofern ein schönes Beispiel für die Mittelstellung Hiobs zwischen AT und NT. - Aber das wäre ein anderes Thema.

[Halman]

Im 17. Jahrhundert definierte Isaac Newton Gravitation als die unversale Kraft die auf alle Materie wirkte. Dank Newton wissen wir: die Gravitation ist abhängig von Masse und Entfernung. Desto weiter entfernt sich zwei Körper befinden, um so geringer ist die Anziehungskraft zwischen ihnen. Über drei Jahrhunderte blieb diese einfache Erklärung der Schwerkraft unangefochten.

Dies ist schon mal ein sehr guter und praktikabler Ansatz, der uns auch klarmacht, dass der [expandierte] Raum drei Dimensionen hat.

Doch dann Anfang des 20. Jahrhunderts, kam Albert Einstein mit einer anderen Erklärung, die die Physikwelt erschütterte: Materie krümmt (verbiegt) das Gefüge der 4-dimensionalen Raum-Zeit! Seine Theorie machte auf Anhieb mehrere Vorhersagen, die Physiker weltweit überprüften. Selbst seine damals seltsam klingenden Vorhersagen die Krümmung des Raums würde die Bahn von Licht sowie die Zeit verändern, konnte man nach und nach durch Beobachtungen der Natur sehr genau bestätigen.
(Tatsächlich bestätigt sich hier auch die Aussage von Hiob 26,7.)

Dinge, die zu wunderbar für mich sind, räumte Hiob in Bezug auf Gott und die Schöpfung demütig ein. Dennoch finde ich es bemerkenswert, wie zutreffend die von Dir angeführte hiobsche Ausage ist. Vielleicht wurde dies von Gottes Heiligen Geist so "gehaucht".

Auch wenn Einstein eine moderne Erklärung für die Schwerkraft gab, wissen wir immer noch nicht alles über diese geheimnisvolle Kraft. Wie funktioniert sie im kleinsten, subatomaren Maßstab? Hier liefert uns die Quantenfeldtheorie einige Hinweise, doch "kollidieren" diese Erkenntnisse mit den Theorien Einsteins. Was auch immer die Gravitation ist, sie scheint der "Klebstoff" zu sein, der das Universum (noch?) zusammenhält.
Aber warum es diese Schwerkraft gibt, woher sie denn kommt, ist eine Frage, die noch Keiner zu beantworten vermochte.

Ha Jemand eine Ahnung?

Dazu müssten wir wissen, was die Raumzeit ist. Wenn mich jemand fragt, was Gravitation ist, antworte ich mit dem Rätsel: Gravitation ist die Krümmung der Raumzeit.
Gemäß den einsteinischen Feldgleichungen ist die Geometrie der Raumzeit an Energiedichte ρ und Druck (3p) gekoppelt. Anders gesagt ist die Metrik in einem raumzeitlichen Gebiet von ihren Gehalt an Momenergy abhängig.
Auf Seite 108 im Buch "Gravitation und Raumzeit"* stellt Wheeler im "Text 6.2" fest:

Die Kopplung von Masse und Geometrie ist weit davon entfernt, die schwächste Kraft in der Natur zu sein - sie ist die stärkste.

Anders formuliert: Die Kopplung von ρ+3p beherrscht das Universum. Daraus leite ich bisher ab, dass die Raumzeit physikalische Realität besitzt und nicht nur eine mathematische Abstraktion, nicht nur ein Konstrukt ist. Sie ist immateriell und ist erfüllt von ebenfals immateriellen Quantenfeldern. Vermutlich bildet dies alles eine komplexe physikalische Einheit.
Da Licht und Materie aus nichtklassischen Teilchen besteht, die sich aus Sicht der QFT als lokale Anregungen von Quantenfeldern erweisen, kann man sagen, dass die Energiedichte der Quantenfelder an der Geometrie der Raumzeit gekoppelt ist. Ist diese von 0 verschieden, ist die Krümmung nicht mehr verschwindend.
Die Raumzeit könnte man als "Medium" und "Geflecht" bezeichnen, welche die Grundlage unserer Existenz bildet. Sie beherrscht unsere Bewegung und die Energiedichte bestimmt ihre Geometrie. Die Gravitation erweist sie so als Scheinkraft, Newtons Kraft als Illusion der Physik.

Was ich noch über Gravitaton sagen kann ist folgendes: Masse/Energie "greift" Raumzeit lokal, d.h. dass die umgebende Raumzeit (bspw. im Erdorbit) NICHT von der Erde gekrümmt wird. Aber warum sind Gravitationsfelder so weit ausgedehnt? Das Sonnensystem beweist dies doch eindrucksvoll.
Nun, die Gravitationstheorie ist eine Feldtheorie. In dieser wird die Feldwirkung aufgrund der Dreidimensionalität des Raumes umgekehrt proportional zum Quadrat über den "Griff der Raumzeit" an die "benachbarte° Raumzeit" vermittelt usw. Die Krümmung der Raumzeit außerhalb von Masse/Energie ist daher verschieden von der Krümmung der Raumzeit innerhalb von Masse/Energie. (Vor gut drei Jahren diskutierte ich mit einem Fachmann über die raumzeitliche Krümmung innerhalb und außerhalb von Massen.)

Der Einstein-Tensor ist nur innerhalb von Masse/Energie positiv, außerhalb ist er 0. Durch den "Griff der Raumzeit" ist der riemann'sche Krümmungstensor allerdings mitnichten null. Dieser bestimmt im "klassischen Fall" des nichtrotierenden, kugelsymmetrischen Massezentrums die Schwarzschild-Metrik.
Innerhalb von Massen würden wechselwirkungsfreie, frei fallende Koordinaten, die beispielsweise von Form einer Hohlkugel angeordnet sind, ihr Volumen verringen, außerhalb von Massen verformt sich so eine Kugel aus frei fallenden Testmassen hingegen (Gezeiteneffekt) zum Ellipsoid, doch das Volumen bleibt gleich.
Das Schwinden des Volumes deutet auf eine Energiedichte hin, die größer als 0 ist; das Gleichbleiben des Volumens deutet auf eine Enerdichte von 0 hin. Darauzs, dass sich die Kugel zum Ellipsoid verformt, können wir herleiten, dass die Geometrie der Raumzeit gekrümmt ist, ihr Gehalt an Impenergie (Impuls und Energie als Einheit, s. o. Momenergy) aber 0 beträgt.

Nimm einen gedachten Würfel im Erdorbit, welcher ein kleines Vakuum-Gebiet umfasst und der so ausgerichtet ist, das zwei Flächen wagerecht zur Erdoberfläche stehen, die anderen vier Flächen hingegen senkrecht. Die beiden wagerecht ausgerichteten Grenzflächen sind 2fach positiv gekrümmt (daher würde in diesem Würfel eine Kugel durch die gezeitenerzeugende raumzeitliche Krümmung zusammengestaucht werden), die senkrecht ausgesichten Grenzflächen sind 1fach negativ gekrümmt (daher die Dehnung der Kugel): In der Summe ergibt dies 0. Der Energiegehalt ist 0, die Volumenänderung ist 0.


*Dies ist das beste mir bekannte populärwissenschaftliche Buch zur Vermittlung der Relativitätstheorie, welches mir von einem Physiker empfohlen wurde und ich Dir ebenfalls wärmstens empfehle.

°Diese Mathematik verstehst Du viel besser als ich (was nicht weiter verwunderlich ist, da ich sie gar nicht verstehe ), daher weist Du auch viel besser als ich, was "benachtbart" bedeutet.

[Abischai]

Was die Schwerkraft ist, wissen wir, zumindest in groben Zügen recht gut.

Nach wie vor ist es so, daß wir die Felder: elektrisches, magnetisches, gravitatives, wohl beschreiben, punktgenau berechnen und anwenden können, aber niemand kann erklären was genau das ist, und wie es sein kann, daß Dinge, die sich nicht berühren, keine Verbindung haben, einander dennoch kräftig beeinflussen können.

[ThomasM]

...aber niemand kann erklären was genau das ist, und wie es sein kann, daß Dinge, die sich nicht berühren, keine Verbindung haben, einander dennoch kräftig beeinflussen können.

Niemand kann es DIR erklären.
Erklären kann man es aber an sich ganz einfach. Schau mal in ein Physikbuch. Klassisch würde ich mit den Maxwellgleichungen anfangen, die schwierigen Sachen kann man dann später drannehmen

[Abischai]

Wie ich bereits sagte, man kann das genau beschreiben und berechnen, aber was es eigentlich ist, kann niemand erklären, nicht mir und nicht Dir. Die hochtrabendsten Formeln und Beschreibungen des Phänomens täuschen eine Erklärung vor. Aber auch hier wie bei des Kaisers neuen Kleidern, da ist etwas ganz einfaches, einfach nicht da.

"Schau mal in ein Physikbuch", na Du erst! Das ist wohl Deine Bibel?

[closs]

Wie ich bereits sagte, man kann das genau beschreiben und berechnen, aber was es eigentlich ist

Da stimme ich Dir zu: Physikalische Erklärung ist etwas anderes als die Frage nach dem Wesen.

Ich kann mich noch erinneren, wie ich im Physik-Leistungskurs unseren Physiklehrer gelöchert habe, WARUM es eigentlich positive und negative Ladung gibt - er hat es ständig erklärt (was ich schon wusste), konnte aber meine Frage nicht beantworten. (Inszwischen weiss ich es.)

[ThomasM]

"Schau mal in ein Physikbuch", na Du erst! Das ist wohl Deine Bibel?

Nein, ich habe tatsächlich mehrere Bücher zu Hause, darunter mehrere Physikbücher und mehrere Bibelübersetzungen.

Das meinte ich damit, dass man es DIR nicht erklären kann. Wenn du nicht einsehen willst (aus welchen Gründen auch immer. Dass du zu dumm bist, glaube ich eher nicht), dann ist es auch unmöglich, es dir zu erklären.
Es ist doch ganz einfach. Sich ändernde elektrische Felder rufen magnetische Felder hervor, sich ändernde magnetische Felder rufen elektrische Felder hervor. Voila, schon hat man alle physikalischen Phänomene der Elektrizität und des Lichts erklärt.

Eine hinreichende Erklärung für alle praktischen Belange. Und auch eine Erklärung, was das ist, mit Hilfe einer speziellen Sprache. Deine Aussage ist damit als falsch herausgestellt.

Pluto hat eine vollkommen andere Frage gestellt. Er fragte "Warum gibt es Schwerkraft". Er fragte nicht nach einer Erklärung, er fragte nach der Philosophie, nach der Teleologie, nach der Theologie.
Darauf kann man nicht antworten, weil die Frage falsch gestellt ist. Vielleicht lassen sich noch Antworten geben wie "damit wir nicht wie eine Rakete in den Weltraum abhauen" oder so. Man kann auch sagen "Gott hat es so gewollt". Oder "Gäbe es sie nicht, wären wir nicht da, eine solche dumme Frage zu stellen".
Aber keine dieser Antworten ist zwingend oder befriedigend. Insbesondere ist keine der Antworten eine Erklärung.

[sven23]

Ich kann mich noch erinneren, wie ich im Physik-Leistungskurs unseren Physiklehrer gelöchert habe, WARUM es eigentlich positive und negative Ladung gibt - er hat es ständig erklärt (was ich schon wusste), konnte aber meine Frage nicht beantworten. (Inszwischen weiss ich es.)

Wie sieht denn die nicht ontologische Erklärung aus?