Schwerkraft - Gravitation
- Martin Döhring
- 29. Nov. 2019
- 1 Min. Lesezeit
Mich erreichte gerade eine Anfrage über Twitter bezüglich Gravitation.
Es war Newton, der als erster erkannter, dass es eine Schwerkraft gibt (klassische Mechanik).
Die Idee kam ihm, als er sah, wie ein Apfel vom Baum fiel.
In der Physik lernten wir so, dass Körper mit Masse sich gegenseitig anziehen. Und es gibt eine Gravitationskonstante.
Aber auch masselose Teilchen wie ein Photon, ein Lichtteilchen, können durch Schwerkraft abgelenkt werden.
Aktuell gibt es keine einheitliche Feldtheorie, die alle vier Grundkräfte der Physik beschreiben kann.
Bei Einstein war die Gravitation eine Krümmung des Raumes (allgemeine Relativitätstheorie).
Fraglich ist z.B., ob es ein Eich-Boson (Quark) gibt als Teil von Materie, welches der Materie die Eigenschaft Schwerkraft verleiht.
Ein Graviton als Quantenteilchen, als kleinster Beitrag an Schwerkraft scheint denkbar, ist aber nicht bewiesen. Im Rahmen einer Quantenfeldtheorie wird die Gravitation durch den Austausch eines als Gravitons bezeichneten masselosen Teilchens beschrieben, das den Spin 2 hat.
Bewiesen sind Gravitationswellen aus dem All.
Weiter Ansätze bieten die Superstringtheorie und die Schleifenquantengravitation.
Die Gravitation ist die schwächste der vier bekannten Wechselwirkungen in unserer vierdimensionalen Erfahrungswelt.
import math
# Universelle Gravitationskonstante
G = 6.67430e-11 # in m^3 kg^-1 s^-2
def berechne_schwerkraft(m1, m2, r):
"""
Berechnet die Schwerkraft zwischen zwei Massen.
Parameter:
m1 -- Masse des ersten Objekts in Kilogramm
m2 -- Masse des zweiten Objekts in Kilogramm
r -- Abstand zwischen den Mittelpunkten der Objekte in Metern
Rückgabe:
Schwerkraft in Newton
"""
return G * (m1 * m2) / r**2
# Beispiel: Berechnung der Schwerkraft zwischen Erde und Mond
masse_erde = 5.972e24 # in kg
masse_mond = 7.348e22 # in kg
abstand_erde_mond = 384400e3 # in m
schwerkraft = berechne_schwerkraft(masse_erde, masse_mond, abstand_erde_mond)
print(f"Die Schwerkraft zwischen Erde und Mond beträgt: {schwerkraft} N")
Der LHC des CERN könnte ein Graviton, als Trägerteilchen der Schwerkraft, unter Umständen in einem Experiment zeigen.