Gravitation

Gravitation: Massenanziehung, allgemeine Eigenschaft der Masse; wird durch ein Kraftfeld, das Gravitationsfeld, vermittelt, das von jeder Masse erzeugt wird. Nach dem Newtonschen Gravitationsgesetz ziehen sich 2 Massenpunkte mit den Massen m und M mit einer Kraft vom Betrag F = ymM/r2 an, wobei r ihr gegenseitiger Abstand und y die Newtortsche Gravitationskonstante ist (physikalische Konstanten). Dieses Gesetz gilt auch für ausgedehnte Körper mit kugelsymmetrischer Massenverteilung; r ist dann der Abstand der Massenmittelpunkte, und F weist in Richtung von deren Verbindungslinie. Die Gravitationsenergie, das heißt die potentielle Energie von m im Gravitationsfeld vom M, beträgt W = m/Mr. Die Erdanziehung ist eine spezielle Form der Gravitation, die Anziehung von Massen durch die Erdmasse; die Gravitationsbeschleunigung beträgt a = F/m = yM/r (M Erdmasse, r Abstand des Körpers vom Erdmittelpunkt), sie ist der Hauptbestandteil der Fallbeschleunigung. Die Gravitation ist Ursache zum Beispiel für die Planetenbewegung sowie für Ebbe und Flut. Auf Grund der Gleichheit von schwerer und träger Masse konnte A. Einstein in der Allg. Relativitätstheorie den Zusammenhang von Gravitation und Raum-Zeit-Geometrie herstellen. Das Newtonsche Gravitationsgesetz ergibt sich aus den Einstein’schen Feldgleichungen im Grenzfall schwacher Gravitationsfelder und im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit kleiner Geschwindigkeiten. Die Gravitation ist die schwächste aller bekannten elementaren Wechselwirkungen der Materie.

Gravitationskollaps: Zusammensturz eines Sterns, dessen thermonukleare Energiequellen erschöpft sind, infolge der eigenen Gravitation. Bei nicht zu großen Massen kann der Gravitationskollaps durch den Druck der komprimierten Materie aufgehalten werden, und es entsteht ein 1 weißer Zwerg oder ein Neutronenstern; im anderen Fall entsteht ein schwarzes Loch.

Gravitationswellen: nach der Allg. Relativitätstheorie Änderungen des Gravitationsfeldes, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten und Energie transportieren; konnten experimentell noch nicht nachgewiesen werden.