Wat is zwaartekracht?
Essa stelde deze vraag op 13 februari 2016 om 18:14. Ik was bezig mijn examen voor te bereiden (6vwo) en dacht even zomaar aan het begrip zwaartekracht. Natuurlijk kennen we de Fz=m x g formule en de iets wat mooiere G x M1 x m2.... Formule. Ik begrijp dat elke planeet (massa) zijn eigen valversnelling (g) heeft. van mijn docent natuurkunde heb ik altijd geleerd dat er twee soorten aantrekkingskrachten zijn in het universum: één gebaseerd op massa en de ander op magnetisme.
Nu is hier mijn vraag: als je het universum (stardust en alle andere deeltjes) die in het universum hebt als een soort strakgestreken doek ziet en alle massa's liggen op dat doek. Is dan de zwaartekracht dan als het ware de deuk die de massa in het doek maakt? Ik kan me voorstellen dat mijn voorbeeld van het doek dat de massa's draagt in het echt niet opgaat omdat het doek geen einde en geen begin heeft .wat is zwaartekracht in zijn essentie? Dus los van de formule. Waarvan is zwaartekracht het gevolg van? Op dit moment zie ik het fenomeen zwaartekracht als gevolg van massaverschil. De kleinere massa's raken vast in de velden van de grotere massa's rn de grotere in de nog grotere. Is deze gedachte juist? En zou dat betekenen dat er eigenlijk geen enkele mm2 in het hele universum in alle dimensies zich niet in een zwaartekrachtveld bevind? Ik hoop dat iemand op deze website met me mee kan denken! Mijn docent is ziek dus die kon ik niet benaderen
En excuses voor de lange boodschap vond het moeilijk deze vraag kort en bondig te beschrijven 😜
Reacties
Dat verdient wel enige nuancering. Er zijn diverse aantrekkingskrachten in het heelal, maar uiteindelijk in te delen in 4 groepen:
- gravitatie
- elektromagnetische
- zwakke kernkrachten
- sterke kernkrachten
In theoretische beschouwingen is men in staat gebleken op enig moment de krachten samen te voegen als verschillende uitingen van een universele kracht. Alleen gravitatie laat zich nog niet onder deze "unificering" vangen. We hebben wat dat betreft dus 2 "oer"krachten waarvan eentje in 3 anderen opsplitst naar mate het heelal wat ouder is (enkele seconden).
Wat zwaartekracht "is" (net als elektrische/magnetische/kern/zwakke kern) is een filosofische discussie. We kunnen er alleen mee werken en mogelijke gronden aangeven. De Algemene Relativiteitstheorie stelt bijv. dat het geen kracht is maar een vervorming van de ruimtetijd waardoor massa's erin als knikkers door een kuiltje een afgebogen baan volgen die door ons in 3 dimensies ervaren wordt als dat de massa in het kuiltje de massa die het kuiltje inrolt aantrekt. Dat komt overeen met jouw idee van het doek waarin we de ruimte 2 dimensies geven en een vervormingsdimensie (samen 3 dimensies, meer is voor ons moeilijk te visualiseren).
Zwaartekracht is niet het gevolg van massaverschil maar domweg van massa zelf die (het "waarom" weet niemand, het "hoe" hebben we in theorieen gevat) tijd-ruimte vervormt waardoor bewegende massa's die te dicht bij een "putje" komen rond de putwand gaan cirkelen of afbuigen. Waarbij we zeggen dat de beide massa's elkaar aantrekken.
Omdat zwaartekracht blijkbaar met 1/r2 merkbaar is en deze breuk nooit wiskundig nul kan worden bij grote r, kun je zeggen dat gravitatievelden zich door het hele heelal uitspreiden en zelfs, hoe zwak ook, een sterrenstelsel aan de rand van ons bekende heelal een aantrekkingskracht op de aarde heeft.
Het is maar hoe je het wil zien: het is allemaal relatief. De essentie van zwaartekracht is net als de essentie van lading, van veld, van massa...voer voor filosofen. Fysici en technici nemen het waar, beschrijven de gevolgen en invloeden en kunnen ermee werken. Maar wat "kracht" is (of "energie") ... daarover moet het eerste boek nog geschreven worden.
bedankt voor uw reactie! Van de zwakke en sterke kernlrachtem wist ik niks af. Bedankt dat u die indeling gemaakt heb, heb weer wat studeerwerk te doen!
Het is me nu dus duidelijk dat het effect zwaartekracht in zijn essentie niet te beschrijven is als definitie.
Wat me echter niet duidelijk is. U heeft het over spacetime en dat een massa als het ware ruimtetijd indeukt. Wacht 😯 Tijd is dus een fysiek iets?
Hier heb ik veel aan, nogmaals bedankt.
Tijd is "fysiek". Maar net als temperatuur alleen indirect te meten. Door bijvoorbeeld het tikken van een klok. Er is geen "tijdmeter", alleen allerlei periodieke tellers waaraan we de aanwijzing "tijd" toekennen. In de relativiteitstheorie lopen die tellers ineens langzamer of harder zodat ons idee/aflezen van tijd ook langzamer of sneller gaat.
Tijd is in zoverre een "buitenbeentje" in de 4 dimensionale x,y,z,t wereld dat een voorwerp op elke x,y,z positie kan worden geplaatst (vooruit, achteruit, omhoog e.d.) maar dat dat met tijd niet lukt. We kunnen (in onze wereld) niet achteruit in de tijd - alleen maar vooruit. Daar ligt ook ons oorzaak-gevolg principe aan ten grondslag. Als je terug kan in de tijd kun je je moeder vermoorden (of met een ander laten trouwen) en daarmee kun jij er ineens niet meer zijn. Da's vreemd. Daar komt ook het "multiverse universum" idee vandaan. Alsof "de wereld" continu zich afsplitst waarbij in de ene wereld je moeder met X trouwt (en jij er nooit komt, maar in die wereld ook niet bestaat) en in onze wereld wel met je vader trouwt en jij hun kind bent. Opnieuw...voer voor filosofen want we kunnen in meetbare zin deze theorie niet bewijzen.
Massa lijkt de ruimte en tijd om zich heen te wijzigen. Zoals warmte iets kan vervormen. Einstein beredeneerde de wijziging als zodanig dat de uitkomst (een vervormde ruimte-tijd rondom een massa) overeenkomt met wat we als aantrekkingskracht ervaren. De theorie lijkt te kloppen (tot aan de deze week waargenomen zwaartekrachtgolven aan toe), maar zegt nog steeds niets over het "wezen", de "essentie" van zwaartekracht. Of massa.
Het is net als met atomen: we hebben geen idee wat dat zijn in "essentie". We kunnen ermee werken. Een model als kern en eromheendraaiende elektronen geeft veel goede antwoorden die met metingen overeenstemmen. De quantum mechanica geeft nog wat betere antwoorden, maar WAT een atoom nu echt is... geen idee. Vrij zeker is het geen mini-planetenstelsel maar iets bizars waar we ons geen voorstelling van kunnen maken. Maar we kunnen wel de gedragingen waarnemen, beschrijven en er mee werken. Zoals we ook gasdeeltjes nooit "gezien" hebben maar wel kunnen rekenen met druk, volume, temperatuur, aantal (van wat?) en zo kwam de thermodynamica en stoomtijdperk tot leven.
