Gravitationswellen, BH und der ganze Rest

[ghostwhisperer]

Hi there ! Ich hätte da noch ne Frage..

Es ist ja so, dass die Gravitationswellen - von denen im Allgemeinen die Rede ist - aus einer linearisierten Form der ART abgeleitet sind, sprich, nur innerhalb einer Minkowski-Metrik und nur mit geringen Amplituden gültig.

Was ergibt sich aus der "vollen" ART?
Ich meine ich hätte mal vor langer Zeit gelesen, dass es die Spekulation gibt, dass "starke" G-Wellen aufgrund der Nichtlinearität der ART - vollkommen selbständig - zu Schwarzen Löchern kollabieren könnten, sofern die Energiedichte nur ausreicht.

Stimmt das ? Ich weiss nicht mehr wann oder wo ich diese Speku gehört hab..

Wenn das nun stimmt, krümmen sie sich faktisch in sich selbst zurück.
Nun hat auch eine G-Welle per Definition nur Impuls, keine Ruhmasse - und Schwarze Löcher HABEN Ruhmasse.
Daher erinnert mich dieser Vorgang in etwa an Paarbildung. Ein Photon von 1,022 MeV Impulsenergie kann zu Elektron + Positron werden, Ruhmasse entsteht.

Auf der Basis könnte man das Problem der Masse erklären.
Was ist (Ruh-)Masse?
In diesem Kontext das Ergebnis davon, dass sich etwas in sich selbst krümmt und dadurch eine Art stationären Zustand annimmt,sozusagen eine Selbsthaltung etabliert.
Ein Zustand, der gewissermassen an den äusseren Vorgängen nur noch bedingt, wenn überhaupt, teilnimmt ( hier das Schwarzes Loch). Sich sozusagen der "Kommunikation verweigert".

Ein Muster der Raumzeit, das sich statisch/störrisch -> TRÄGE verhält, während um es herum alles in fließender Bewegung ist.

Wie Treibgut in einem reissenden Fluß. Nur das hier der Fluß die Zeit darstellt.

MFG Torsten
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geometrische Verkrümmung von Tatsachen -> "Wir brechen das Gesetz doch nicht... wir streecken es nur ein bisschen..." Harris zu Proktor , Police-Academy, Einsatz Miami Beach

[ghostwhisperer]

Wusst ichs doch. Es gibt derartige Berechnungen, über die sogenannten kritischen Brillwellen:
Die Energie dieser Wellen ist in der propagierenden Raumkrümmung gespeichert. Mathematisch beschreibt man sie mit einem axialsymmetrischen Linienelement (siehe dazu auch Raumzeit). Je nach Energiedichte bzw. Intensität dieser Welle handelt es sich - bei kleinen Intensitäten - lediglich um linear propagierende Wellen in einer flachen Raumzeit, die einen geglätteten, flachen Raum hinterlassen. Diese Wellen nennt man subkritische Brill-Wellen. Bei sehr hoher Intensität handelt es sich um einen Kollaps ohne Materie von reinen Gravitationswellen zu einem Schwarzen Loch. Diese Wellen heißen superkritische Brill-Wellen. Bei noch höheren Energiedichten können die Brill-Wellen von Anfang an Schwarze Löcher bilden.. Aus:
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_b06.html#brill

Dann macht mein Vergleich mit Paarbildung doch irgendwie Sinn und die Frage "was ist Masse" könnte neu gestellt werden.
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[SCR]

Morgen ghostwisperer!

Das kann man jetzt wohl nicht unbedingt als "Riesen-Resonanz" bezeichnen ... -> Vielleicht auch einmal als ein Anreiz für andere User, Dir zu antworten:

Ich persönlich tendiere vom Grundsatz her in diesem Punkt (DE bitte einmal außen vor gelassen: Wir sprechen über "die anziehende Gravitation" - hier konkret in Form von G-Wellen) eher zu Einschätzungen wie z.B. von Roland Franzius <hier> vertreten:

[SCR]

Morgen ghost!

[Karl]

Aha.
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„Wo ist meine kleine gelbe Chinalackdose?“ Der ganz normale Wahnsinn

[ghostwhisperer]

Damit auch jeder weiss, worum es grade geht:

Zum Problem der Gravitation und dem Wesen der Energie.
Die ART von meinem großen Vorbild verknüpft die Geometrie der Raumzeit mit dem physikalischen Energie-Impuls-Tensor zunächst einmal rein phänomenologisch.
Dieser Zusammenhang ergibt sich zwar streng aus dem Äquivalenzprinzip, wonach Gravitation und Beschleunigung ununterscheidbar sind, ist aber letztlich unbefriedigend.
Das war auch Alberts spätere Einstellung und führte in Folge zu mannigfaltigen Versuchen die Materie selbst zu geometrisieren.
Aus dem phänomenologischen Zusammenhang sollte also ein STRUKTURELLER Zusammenhang werden. Alles andere ergibt auch meiner Ansicht nach nicht viel Sinn, nachdem die ART so glänzend bestätigt wurde.
Der Zusammenhang zwischen Energie-Impuls-Tensor und der geometrischen Größe Krümmung ist linear Rmn-1/2R = k*Tmn.
Man könnte den Zusammenhang auch anders herum betrachten und sagen, dass eine (vielleicht quantenmechanisch im Sinne einer Fluktuation des leeren Raums bedingte) Krümmung eine Energie erzeugt.
Ein derartiger Zustand des (ansonsten leeren!) Raums kann aber nicht stabil sein. Ist die Energiedichte gering, müsste die Energie sich in Form einer Gravitationswelle verabschieden.
Ist sie hingegen hoch genug ergibt sich ein Schwarzes Loch.

In jedem Fall kann eine mögliche innere Struktur eines Materieteilchens nur linear mit der ÄUSSEREN Struktur – dem Gravitationsfeld- zusammenhängen, denn die Linearität des Zusammenhangs ist ja schon mit den Einstein-Gleichungen gegeben.

Was ist denn nun Energie? Hierzu möchte ich den Zusammenhang zwischen newtonschen Gravitationspotential und der linearisierten Näherungsgleichung der ART bemühen, bzw. zwischen Potential, Zeitdilatation und SRT.
1) werden nur schwache, statische G-Felder betrachtet, bleibt für die Berechnung der Metrik nur T00 übrig, also die Ruhmasse(-Dichte)
2) die räumliche Krümmung kann vernachlässigt werden
3) effektiv betrachtet bleibt nur R00 zur Betrachtung übrig
4) es besteht ein linearer Zusammenhang zwischen g00 und dem newt. Gravitationspotential: g00 = 1-2*Phi/c^2

Zeit und die Ruhmasse bzw –Energie bleiben in unseren Betrachtungen übrig. Sowohl in SRT/ART als auch Quantenmechanik besteht ein inniger Zusammenhang zwischen gerade diesen beiden Größen der näherer Betrachtungen würdig ist.

Teilchen mit Ruhmasse können die Lichtgeschwindigkeit nie erreichen, sich ihr aber annähern. Dabei nimmt ihre Masse gegenüber einem ruhenden Beobachter zu.
Die relative Masse-Zunahme oder besser gesagt die Zunahme ihrer relativen Trägheit kann man innerhalb eines Gedankenexperiments auch anders interpretieren:
Eine Masse m werde von Beobachter A mit einer nichtgravitativen Kraft beschleunigt und erfährt in einer Zeit dt die Impulszunahme dp=F*dt.
Derselbe Körper habe nun die relativistische Geschwindigkeit v zu A und wird von derselben Kraft im gleichen Zeitraum dt beschleunigt. Erfährt sie dieselbe Impulszunahme?
Nein, denn aus Sicht des ruhenden Beobachters läuft die Zeit des bewegten Körpers verlangsamt dt’<dt. Er muss seine Kraft also um den Faktor dt/dt’ = 1/SQRT(1-v^2/c^2) länger auf den Körper WIRKEN lassen um dieselbe Impulsänderung zu erzielen.

Die Begriffe relative Zeit und relative Masse sind - zumindest in diesem Beispiel – in den Dynamikbeschreibungen austauschbar. Man kann sagen die Masse bzw. die TRÄGHEIT habe zugenommen, man kann auch sagen der Zeitfaktor verringert den Impulsübertrag.

Betrachten wir eine elektromagnetische Welle bzw. Photonen. Diese haben keine Ruhmasse und bewegen sich immer mit Lichtgeschwindigkeit. Man kann sie (im Vakuum) nicht abbremsen. Um sie zu verlangsamen, müsste man die ZEIT selbst verlangsamen.

Vergeht für ein Photon Zeit? Nach der SRT nicht.
Das vergleiche ich gerne mit Treibgut in der Strömung eines Flusses. Bewegt sich etwas mit der Strömungsgeschwindigkeit, so nimmt es in seiner Umgebung keine Geschwindigkeitsdifferenz wahr.
Könnte man die Zeit als eine Art Strömung bzw. antreibende Kraft auffassen? Dann ist ein Photon so etwas wie eine lokale Störung (Welle) in der Strömungsfront, die die lokale Gegenwartsschwelle bildet. Die Lichtgeschwindigkeit hinge mit dem puren Vergehen der Zeit zusammen. Nur träge Materie kann Raum und Zeit erfahren, da Änderungen der Raumzeit in diesem Bild immer schneller erfolgen als die Materie folgen kann.
Das erklärt natürlich nicht das Wesen der Zeit, nur eine Relation zu Raum und Materie.

In der ART vergeht die Zeit umso langsamer je näher man einer Masse kommt. Das ist zwar immer noch eine relative Aussage, im Gegensatz zur SRT aber nicht mehr symmetrisch. Ein hypothetischer Beobachter, verharrend auf einem Ereignishorizont, sieht alles weiter aussen liegende ins Unendliche beschleunigt.
Wie könnte ein struktureller Zusammenhang zwischen Materie und Gravitation aussehen?

Aus den obigen Betrachtungen lässt sich zusammenfassend meiner Meinung nach eins schließen:
Materie ist im Inneren etwas, was den Zeitstrom ausbremst. Das äussere Feld ist dann etwas wie ein Strömungsprofil. Es fängt an mit dem „inneren“ Zeitverlauf und geht nach und nach in den „Leerraum-Zustand“ über. Wie das „Innere“ definierbar ist, weiss ich noch nicht. Vergeht die Zeit „nur“ langsamer? Oder vergeht „in“ Materie die Zeit zum Teil rückwärts und definiert dadurch im Sinne Taussen-Tinnen eine effektive Zeit?

Aber eins leuchtet mir ein: Energie und Zeitdilatation erschienen ja austauschbar. Wird Masse bei Annihilitation also frei, bedeutet das, dass die vorher „potentielle“, „ruhende“ Energie im „Strömungsfeld“ Zeit zu maximalem reinen Impuls wird, zu AKTIVER Kraft, dessen Urgrund das Vergehen der Zeit selbst ist. Daher der unglaublich große Umwandlungsfaktor c^2.
Der Vierer-Impuls mit dem Eintrag p0=m*c ist meiner Meinung nach ein eindeutiger Hinweis. Abgesehen davon, dass dann sowieso nichts veränderbar wär, würde ein statisches Universum ohne Zeit keine Kräfte und ergo keinen Energiebegriff kennen.
Materie mit Masse schwimmt gewissermassen ein bißchen gegen den Strom. Fällt der Beharrungsfaktor (!) weg, „beschleunigt“ die Materie von Null auf c und wirkt gegen andere Masseteilchen als aktive Kraft.

NACHTRAG !!
Bitte eins nicht vergessen: Ich musste mehr als einmal Begriffe verwenden, welche sich sehr mechanistisch lesen. Natürlich sind sie nur als Platzhalter zu sehen um verständliche Analogien aufzustellen.
Letztlich geht es mir ja nur um eines:
Materie soll deswegen die Raumzeit krümmen können, weil sie selbst eine Modifikation der Raumzeit darstellt.
Alles andere erscheint mir unlogisch, wenn man die Prinzipien der ART nicht wieder entfallen lassen will.

Ich habe inzwischen ein anderes Problem, welches mit der SRT UND Photonen zusammenhängt.

Wenn unser betrachtetes Teilchen eine el. Ladung trägt, hat es -aus des Ruhenden Sicht- ein Magnetfeld.
Im Magnetfeld steckt zusätzliche Energie. Nur welche ? Kann man die kinetische Energie p*c als Energie des Feldes betrachten oder nur einen bestimmten Anteil oder gar nichts davon? Anders gefragt: ist das Magnetfeld eine zweite Wirkung derselben Ursache oder repräsentiert es die gesamte kinetische Energie - und damit den Unterschied relative Masse zu Ruhmasse? Ich tendiere zu ersterer Lösung, da die kinetische Energie immer zur relativen Masse führt, Ladung oder nicht.

Nach der SRT kann man das Magnetfeld ja als lorentzkontrahiertes E-Feld betrachten. Ursächlich ist also für die EM-Felder die Längenkontraktion, die Zeitdilatation scheint hierfür (in erster Ordnung) keine Rolle zu spielen.

Auch in anderer Hinsicht macht das E-Feld Probleme.
Die Integration des Feldes, von Unendlich bis runter zur Plancklänge als Minimal-Radius, führt zu einer bestimmten Gesamt-Energie:
Sie entspricht der Planckenergie dividiert durch 137,0359997.

Setze ich statt der messbaren el. Ladung die sog Planckladung ein entfällt der Faktor und die Feldenergie ist mit der Planckenergie identisch.
(Es gibt einen gleichartigen Zusammenhang zwischen grav. Feldenergie und Gravitationsradius: sie entspricht unter diesen Annahmen der Ruhe-Energie mc^2)

Nun sind aber ALLE Teilchensorten viel leichter. Die theo. Feldenergie korrespondiert NICHT mit den Partikelmassen.


Zusammengefasst scheint das, was wir ponderable, also wiegbare und G-Feld-erzeugende Energie nennen, in erster Linie - wie schon vordem- mit dem Wesen der Zeit zusammenzuhängen.
Photonen, hier als Repräsentanten der EM-Felder, haben keine Ruhmasse, aber sie haben Impuls und Energie und, damit zusammenhängend, eine Äquivalenzmasse.
Aber wie eben erläutert müsste dann zB das Elektron fast die Planckmasse haben, wenn diese Form von Energie "schwer" wäre.
Hinzu kommt der Zusammenhang in der QM zwischen A: Zeit und Energie und B:Länge und Impuls

Für mich stellt sich das so dar:
Ponderable Energie ist in erster Näherung eine direkte Struktur oder andere Veränderung der ZEIT.
"Reiner Impuls", wie z.B. der eines Photons, wäre unter diesen Gesichtspunkten eine "reine" Veränderung einer räumlichen Größe, die nicht (zumindest in erster Näherung) mit einer Zeitdilatation einhergeht.

B. Heim hat das ähnlich ausgedrückt, nur sind bei seiner Theorie die Relationen genau anders herum.

MFG Ghost
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[ghostwhisperer]

UND:
Vergiss die Kugeln, das führt zu nix. Ich habe nie davon gesprochen. Das Tuch wird nicht "eingedellt" sondern erleidet durch die Abschnürung beim Verknoten eine intrinsische Streckung Richtung Knoten. Das ist eher analog zu einem deformiertem Gitter zu betrachten.
Diese Deformierung kann man schon über Vergleich des G-Potentials mit den Aussagen der SRT relativ gut verstehen:
man kann das Potential auch als Geschwindigkeit eines Körpers auffassen, welcher bis zum Punkt frei gefallen ist. Gemäß SRT erscheint der Körper zu diesem Zeitpunkt aus der Sicht eines entfernten Beobachters in Fallrichtung gestaucht und zeitdilatiert.
Die ART beschreibt in jedem Punkt des Feldes eine Zerrellipse deren Achsen diese Kontraktionen und Dilatationen repräsentieren.
Die Gravitation ist nun insofern eine Nahwirkung, weil die lokale Zerrellipse eigentlich nur durch ihre direkten Nachbarn bestimmt wird.
Im Prinzip kann man den Krümmungstensor direkt als vierdimensionale Wellengleichung auffassen. Ausgehend von einem Punkt mit Krümmung=Divergenz=Quellenstärke verbreitet sich das Feld zu s''=Div*c^2
Im Fall einer linearen Feldfunktion oder auch schwacher Gravitation ergibt sich als allgemeine Lösung eine Wellenartige Ausbreitung.
Nun ist das ganze aber nicht ein Feld IM Raum, sondern die Raumzeit selbst.
Das macht das so unanschaulich.
Nehmen wir an, die Zerrellipsen repräsentieren nicht dimensionslose Punkte der RZ sondern haben eine endliche Größe (wie in der Finite-Elemente-Methode) und sind an ihren 8 Scheitelpunkten fest verbunden. Im Normalzustand (Feldfreiheit) sind alle symmetrisch (bzw. Kugelartig). Ziehe oder stauche ich jetzt eine dieser Kugeln zu einer Ellipse müssen die nächsten Nachbarn sich ebenfalls etwas verzerren, was wiederum dazu führt, dass die übernächsten Nachbarn sich auch etwas verzerren usw. Wir erhalten also eine Nahewirkung welche sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit c ausbreitet.
Ich hoffe, das war jetzt anschaulich genug!

UND Antwort auf SCR:

Was wäre alternativ, wenn Du die "Kugel(n)" nicht stauchst bzw. dehnst sondern an einem bestimmten Punkt aus dem Kontinuum stet entfernst (= Nahewirkung)?
(Rein theoretisch natürlich! : Was würdest Du beobachten?
a) Direkt nahe der "Entnahmestelle"
b) Je weiter Du Dich von der Entnahmestelle entfernst - Das Kontinuum einmal als ein ideales Fluid unterstellt - und alle Deine "miteinander verbundenen Zerrellipsen" selbst blieben dabei stets starr = "kugelförmig"?)

->
a) eine Diskontinuität?
b) eine Verschiebung Richtung Leerstelle?
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[SCR]

Hi ghost!

[SCR]

Hallo Barney!

Ich würde mich sehr freuen wenn Du ab und zu immer einmal einen kritischen Blick aus Deiner Sicht auf das hier werfen würdest, was wir hier so verzapfen - Vielen Dank!
_________________
Gruß
SCR

Das Festhalten an Überlieferungen ohne jeden Beweis nennt man Glaube.
-> Read the f***ing manual - finally.

[ghostwhisperer]

Hallo !
Ich hab mich mal wieder im Inet schlau gemacht und hatte hier:

http://www.solstice.de/grundl_d_tph/msm_wirkq/msm_wirkq_zus3.html

gelesen, dass die Resonanzenergien von Kernteilchen in derselben Größenordnung sind, wie ihre Ruhmassen.
Es steht hier zwar nicht, aber dies hängt auf jedenfall mit der unglaublichen Stärke der Kernkraft (also starke WW) zusammen.

Kann man dadurch etwas über die Ruhmassen ansich aussagen?
Ich kann die Aussage ja mal umdrehen und sagen, dass die Ruhmassen in der Größenordnung der Resonanzenergien liegen.
Dann muss meiner Meinung nach die Ursache der Massen (die niemand kennt, es sei denn Hicks.. äh Higgs) einer Kraft äquivalent sein, welche
ähnlich stark wie die starke WW ist.
Nur ist es keine Wechselwirkung wie die bisher bekannten, ihre STRUKTUR bleibt unklar.

Nun sind träge und schwere Masse aber gleich und führen zudem zum Krümmungsfeld der ART welches prop zu einer Energiedichte ist.
Könnte man jetzt aussagen, dass das Äquivalenzprinzip nicht nur für die Masse sondern auch für ihre Felder gilt?
Dass die Struktur der "superstarkenKraft" als Ursache der Masse direkt mit der Krümmung der ART als Wirkung der Masse korrespondiert?
_________________
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[Barney]

Hallo ghostwhisperer,

[ghostwhisperer]

[Barney]

[SCR]

Morgen ghost!

Lies bitte einmal das hier: Über die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie (Gemeinverständlich); Albert Einstein; 5. Auflage;
Sammlung Vieweg - Tagesfragen aus den Gebieten der Naturwissenschaften und der Technik; Heft 38; 1920

Auszug:

[SCR]

Ergänzend: