Dynamische Gravitationskraft

Bekannte Geschichte vom Gravitationsgesetz

Das Gravitationsgesetz wurde von Isaac Newton aufgestellt. Er fand, daß die Gravitationskraft umgekehrt zum Quadrat der Entfernung abnehmen muß, um die Kepler'sche Gesetze der Planetenbewegungen im Sonnensystem zu erklären.

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Allerdings trat hier beim Präzisieren ein Fehler auf. Die Sache handelt sich um die Perieheldrehung des Merkur von 43'' pro Jahrhundert nach vorne, die bei der Newton'schen Theorie nicht vorausgesagt wurde. An dieser Stelle gab Albert Einstein eine Lösung. Seine Energiesatz für die Radialbewegung im Gravitationsfeld einer Zentralmasse erhielt zusätzlichen ~1/R3 − Term, der gerade richtigen Betrag und Richtung von der Periheldrehung des Merkur sicherte. Ferner voraussagte Einstein noch doppelten Betrag der Ablenkung der Lichtstrahlen neben Sonne, was im Jahre 1919 bestätigt wurde.

Meine Geschichte

Mein Freund, Igor Jurev , schrieb mir einmal: "Gelegentlich habe ich Berkley'schen Kurs Physik angeschaut. Dort gibt es die Aufgabe die Laufbahn eines Planet zu berechnen... Im gegebenen Punkt beginnt der mit bestimmter Geschwindigkeit zu laufen... Ich habe dies programmiert und entdeckt, dass seine Ellipsenbahn sich dreht..." Für die Programmierung benutzte er folgenden Algorithmus:

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Im Programm−Ziklus kommt das Ergebnis von letzter Zeile als Parameter in erste Zeile. Daraus ergibt sich Abhängigkeit anziehender Stärke des Gravitationsfelds ruhender Zentralmasse M von der Geschwindigkeit bewegender Masse m :

Je grosser sind V und dt desto schwächer ist Gravitationsstärke F . Dies bringt zur Verschiebung der Ellipse nach hinten. Leide ist es "falsche" Richtung, weil Merkur'sche Ellipse sich nach vorne dreht. "Wenn eine Verstärkung anstatt der Schwächung durch die Geschwindigkeit wäre..." − dachte ich zu mir und schrieb sofort erste Zeile vom Algorithmus um:

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Auf diese einfache Weise bekam ich "richtige" Richtung von der Verschiebung! (q − ein Faktor.) Was machte dann eigentlich Einstein?!. Vielleicht gibt es bei ihm gleiches Trick?.. Der Energiesatz für die Radialbewegung im Gravitationsfeld ist in allgemeiner Relativitätstheorie:

Daraus können wir die Formel für das Gravitationspotential erhalten:

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Der Drehimpuls L hat dabei den Wert:

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Nach der Identifizierung vom Drehimpuls taucht die Beziehung zwischen Gravitationspotential der Zentralmasse und Kreisgeschwindigkeit bewegender Masse auf:

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Es gibt also keiner sogenannten ~1/R3 − Term im Gravitationspotential, wie man behauptet, sondern kreisgeschwindigkeitsabhängiger Faktor:

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Für die Kreisbahn ist die Beziehung noch mehr einfacher:

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Und noch beim Grenzwert v = c :

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Das bedeutet nicht anderes als doppelte anziehende Gravitationsstärke für ein Photon gegen ruhendes Teilchen gleicher Masse. Daraus ergibt sich bekannte doppelte Ablenkung des Lichtstrahles (um 1.7'' anstatt 0.83'') neben der Sonne:

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Zusammenfassung

Das Gravitationsgesetz von Isaac Newton ist ursprünglich statisch. Irgend−welche Geschwindigkeit wird bei dem nicht berücksichtigt. Dieser Vorstellung folgte Albert Einstein auch. Zusätzliche Korrektur allgemeiner Relativitätstheorie interpretierte er als ~1/r3 − Term. Anderseits bei der Identifizierung vom Drehimpuls kommt ins Spiel die Kreisgeschwindigkeit bewegter (kleiner) Masse.

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Solche Ungewissheit ergibt sich daraus, dass der Drehimpuls Entfernung und Geschwindigkeit so streng zusammenkoppelt, dass es nicht bestimmen lässt, welche aus denen eigentlich "relativistische" Gravitationserscheinigung verursacht. Auf diese Weise können wir laut allgemeiner Relativitätstheorie Gravitation noch als dynamische Kraft verstehen. Selbst die Mathematik bleibt dabei unveränderlich.