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Einfluss von Drehimpuls auf Masse/Gravitation

06/12/2008 - 05:36 von Hauke Laging | Report spam
Moin,

ist für die Gravitationswirkung einer Sonnensystems oder einer
Galaxie eigentlich relevant, welchen Drehimpuls das System hat? Man
könnte ja ganz naiv denken, dass die durch Drehimpuls erhöhte
Energie sich rechnerisch irgendwie in Masse niederschlagen muss, so
dass die Gravitationswirkung etwas höher ist, als man bei reiner
Betrachtung der Massen und deren Verteilung erwarten würde.

Oder ist dieser Effekt so làcherlich klein, dass seine Betrachtung
selbst bei den hier üblichen "Hoch-minus-viel-Orgien" nicht lohnt?


CU

Hauke
http://www.hauke-laging.de/ideen/
 

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#1 Hendrik van Hees
06/12/2008 - 09:35 | Warnen spam
Hauke Laging wrote:

Moin,

ist für die Gravitationswirkung einer Sonnensystems oder einer
Galaxie eigentlich relevant, welchen Drehimpuls das System hat? Man
könnte ja ganz naiv denken, dass die durch Drehimpuls erhöhte
Energie sich rechnerisch irgendwie in Masse niederschlagen muss, so
dass die Gravitationswirkung etwas höher ist, als man bei reiner
Betrachtung der Massen und deren Verteilung erwarten würde.



Jede Form von Energie, also auch Rotationsenergie, tràgt zum
Gravitationsfeld bei. Die Masse eines Objekts wird hingegen durch
kollektive Bewegungen per definitionem nicht geàndert. Die oft in alten
Lehrbüchern zu findende Definition einer sog. "relativistischen" Masse
ist heutzutage obsolet (genauer gesagt seit 1908 als Minkowski die
mathematische Struktur der speziellen Relativitàtstheorie geklàrt
hatte), und es wird nur noch die sog. invariante Masse verwendet.
Gewöhnlich zàhlt man die Energie so, daß die invariante Massse der
Energie des Körpers in seinem Ruhsystem geteilt durch c^2 entspricht.
Ein Spezialfall tritt bei masselosen Teilchen auf, für das es kein
(physikalisch realisierbares) Ruhsystem gibt.

Freilich führen "intrinsische Zustandsànderungen" zusammengesetzter
jeder Art zu Änderungen der Ruhemasse. So führen die Bindungsenergien
der Atomkerne zu sog. Massendefekten, d.h. die invariante Masse des
Atomkerns ist um die Bindungsenergie/c^2 (gemessen im
Schwerpunktssystem des Kerns) kleiner als die Summe der Massen der in
ihm enthaltenen Protonen und Neutronen. Ein anderes Beispiel ist ein
makroskopischer Körper, dessen Masse sich entsprechend der thermischen
Energie àndert, wenn man ihn aufheizt. In dem Zusammenhang ist es
wichtig zu erwàhnen, daß auch die Temperatur als skalare Größe
definiert ist. Sie ist mit einem Thermometer zu messen, das sich
relativ zum Medium, dessen Temperatur bestimmt werden soll, in Ruhe
befindet.


Oder ist dieser Effekt so làcherlich klein, dass seine Betrachtung
selbst bei den hier üblichen "Hoch-minus-viel-Orgien" nicht lohnt?



Bislang offenbar leider ja, denn der sog. frame-dragging-Effekt
(Lense-Thirring-Effekt) sollte ja mit der Gravity Probe B gemessen
werden. Soweit ich weiß, ist das leider bislang noch nicht mit
hinreichender Pràzision gelungen. Die ART sagt vorher, daß das
Gravitationsfeld eines rotierender Körpers andere Körper sozusagen mit
sich zieht (daher "dragging"). Die (englische!) Wikipedia liefert gute
Erklàrungen:

http://en.wikipedia.org/wiki/Frame-dragging
http://en.wikipedia.org/wiki/Kerr_metric
http://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_Probe_B

Hendrik van Hees Institut für Theoretische Physik
Phone: +49 641 99-33342 Justus-Liebig-Universitàt Gießen
Fax: +49 641 99-33309 D-35392 Gießen
http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/

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