Zusammenfassung
Die historische Entwicklung der Gravitationstheorien, ausgehend von der Newton’schen bis zu Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, zeigt einige interessante Analogien, aber auch wesentliche Unterschiede zur Entwicklung der Theorie des Elektromagnetismus. Um später die Bedeutung besser würdigen zu können, die die Entdeckung der Gravitationswellen für die Gravitationsphysik im allgemeinen und die Allgemeine Relativitätstheorie im besonderen besitzt, wollen wir uns in diesem Kapitel einige dieser Gemeinsamkeiten und auch Unterschiede bewusst machen.
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Notes
- 1.
Zu deutsch: ,,Die mathematischen Prinzipien der Naturphilosophie“, wobei man heute ,,Naturphilosophie“ sinngemäß eher mit ,,Physik“ übersetzen würde; vgl. Schüller (1999).
- 2.
Eine zweite Auflage erschien 1713, eine dritte 1726. In beiden wurden jeweils zum Teil umfangreiche Streichungen und Ergänzungen angebracht, die in der Ausgabe von Schüller (1999) sichtbar gemacht sind.
- 3.
Der Wert der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum beträgt \(299\,792\,458\,\mathrm{m/s}\). Dieser Wert ist exakt, da man heute die Längeneinheit m (Meter) über die Zeiteinheit s (Sekunde) definiert, und zwar so, dass Licht im Vakuum in einer Sekunde gerade die angegebene Anzahl von Metern zurücklegt. Die Sekunde ist seit 1967 definiert als die Zeitspanne für 9.192.631.770 Perioden des Lichts, das ein Cäsium-133-Atom beim Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustands aussendet.
- 4.
Diese Übersetzung aus dem Englischen ist unsere.
- 5.
Diese Übersetzung aus dem Französischen ist unsere.
- 6.
Wir beziehen uns hier ausschließlich auf die sogenannte ,,klassische“ Elektrodynamik, in der das Superpositionsprinzip tatsächlich streng gilt. In der für die Elementarteilchenphysik relevanten Quantenelektrodynamik gibt es typisch quantenfeldtheoretische Korrekturen, die dann auch zu Nichtlinearitäten in den elektromagnetischen Wechselwirkungen führen. Relevant sind diese allerdings nur in Bereichen weit unterhalb atomarer Dimensionen, wo Teilchenpaare aus dem Vakuum spontan entstehen und sich wieder gegenseitig vernichten können. Die gravitativen Nichtlinearitäten sind hingegen bereits rein ,,klassisch“ existent, also ohne Berücksichtigung möglicher quantenfeldtheoretischer Korrekturen. Das ist ein wesentlicher Unterschied.
- 7.
Es handelt sich um den Rosen aus der berühmten EPR-Arbeit (Kiefer 2015).
- 8.
Man kann hier an das berühmte Doppelspaltexperiment in der Quantenmechanik denken und sich fragen, wie das Gravitationsfeld des im Superpositionszustand befindlichen Teilchens aussieht. Diese scheinbar einfache Frage hat bis heute tatsächlich keine abschließende Antwort gefunden. Für eine Diskussion dieser und einiger damit verbundener Fragen aus der modernen Forschung sei auf Giulini (2013) verwiesen.
- 9.
Diese Übersetzung aus dem Englischen ist unsere.
- 10.
Wir verweisen auf Kenneficks (2007) Buch für eine sehr lesenswerte wissenschaftshistorische Aufbereitung.
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Giulini, D., Kiefer, C. (2017). Historischer Hintergrund. In: Gravitationswellen. essentials. Springer Spektrum, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-16013-5_2
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DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-16013-5_2
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Publisher Name: Springer Spektrum, Wiesbaden
Print ISBN: 978-3-658-16012-8
Online ISBN: 978-3-658-16013-5
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