Dr. Werner Kessel

 

 

 

 

Gravitation -  verständlich erklärt

 

 

Mit diesem Beitrag möchte der Autor Schüler, Studenten und Lehrer zur Diskussion über die theoretischen Grundlagen der Gravitation anregen.

Deshalb werden die physikalischen Zusammenhänge im folgenden etwas anders erklärt als es in Schul- und Lehrbüchern im allgemeinen geschieht.

 

Wir wissen immer noch recht wenig über die Gravitation und es ist fraglich, ob wir sie überhaupt irgendwann einmal richtig verstehen werden.

Wir sagen, dass es die Masse der Erde ist, die den Mond auf seiner Bahn hält. Wir wissen aber nicht, wie die Erde das anstellt. Wir wissen auch nicht, woher der Mond "weiß", wie viel Masse die Erde besitzt. Er bewegt sich aber genau so, als wüsste er es. Andererseits sind Ebbe und Flut auf der Erde so, wie die Masse des Mondes und die Masse der Sonne es wesentlich bestimmen.

Wenn man betrachtet, wie sich ein Astronaut in der Raumstation bewegt, dann könnte  man den Eindruck gewinnen, wir würden alle schweben, wenn es keine Gravitation gäbe. Es ist aber wohl eher so, dass wir ohne Gravitation gar nicht existieren würden, unsere Erde nicht, unser Sonnensystem nicht und das gesamte Universum nicht. In der Raumstation wird die Gravitation nicht abgeschaltet. Das geht nicht. Es wird dort nur die eine Wirkung der Gravitation durch eine andere Wirkung kompensiert.  

Sicher hat die Gravitation schon bei der Entstehung des Universums eine maßgebliche Rolle gespielt und nun ist sie es wohl, die "die Welt im Innersten zusammen hält".

Zweifellos handelt es sich bei der Gravitation um ein interessantes Teilgebiet des Physik. Insofern ist es verwunderlich, dass in Schul- und Lehrbüchern kaum darüber diskutiert wird. Oft wird nur noch gerechnet und die physikalischen Zusammenhänge, die sich hinter den Gleichungen verbergen, selten erklärt.

So wird beispielsweise mit der Newtonschen Gravitationskonstanten G in den Gleichungen gerechnet, ohne zu erklären, welches konstante Größenverhältnis sich hinter G verbirgt. Und häufig wird behauptet, dass die Gravitationsfeldstärke eine Beschleunigung sei. Formal betrachtet ist das zwar nicht falsch, da beide Größen dieselbe Einheit m/s² haben, aber aus physikalischer Sicht handelt es sich, wie später noch gezeigt wird, um zwei völlig verschiedene Größen. Um das zu verstehen, sind physikalische Erklärungen wichtig.

 

 

 

1. Tatsachen und Anspruch

 

Die von einem Körper mit einer Masse M ausgehende Anziehung bewirkt, dass Objekte in Richtung des Mittelpunktes dieser Masse fallen, wenn sie nicht am Fallen gehindert werden. Sie fallen beschleunigt, kräftefrei (Freier Fall) und unabhängig von ihrer eigenen Beschaffenheit alle gleich schnell, wenn allein die von M ausgehende Anziehung auf sie wirkt. So fällt zum Beispiel ein mit einem leichten Gas gefüllter Ballon im Vakuum genauso schnell wie eine Kugel aus Blei.

Das sind die wesentlichen Erfahrungstatsachen.

 

Diesen Erfahrungstatsachen muss eine Erklärung der Gravitation Rechnung tragen und sollte dabei möglichst verständlich und widerspruchsfrei sein.

Das ist der Anspruch.

 

                       

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