Das Schwerefeld ist ein in der Physik verwendetes Modell, um die Existenz des Ernstes zu erklären. In seinem ursprünglichen Konzept war Ernst eine Kraft zwischen Punkt-Massen. Folgendes Newton, Laplace hat versucht, Ernst als eine Art Strahlenfeld oder Flüssigkeit zu modellieren, und seitdem die Erklärungen des 19. Jahrhunderts für den Ernst gewöhnlich in Bezug auf ein Feldmodell, aber nicht eine Punkt-Anziehungskraft gesucht worden sind.

In einem Feldmodell, aber nicht zwei Partikeln, die einander anziehen, verdrehen die Partikeln Raum-Zeit über ihre Masse, und diese Verzerrung ist, was wahrgenommen und als eine "Kraft" gemessen wird. In solch einem Modell stellt man fest, dass sich Sache auf bestimmte Weisen als Antwort auf die Krümmung der Raum-Zeit bewegt, und dass es entweder keine Gravitationskraft gibt, oder dieser Ernst ist eine Romankraft.

Klassische Mechanik

In der klassischen Mechanik als in der Physik ist das Feld, aber bloß ein Modell nicht echt, das die Effekten des Ernstes beschreibt. Das Feld kann mit dem Newtonschen Gesetz der universalen Schwerkraft bestimmt werden. Bestimmt auf diese Weise ist das Schwerefeld um eine einzelne Partikel ein Vektorfeld, das an jedem Punkt eines Vektoren besteht, der direkt zur Partikel hinweist. Der Umfang des Feldes an jedem Punkt wird berechnet, das universale Gesetz anwendend, und vertritt die Kraft pro Einheitsmasse auf jedem Gegenstand an diesem Punkt im Raum. Weil das Kraft-Feld konservativ ist, gibt es eine potenzielle Skalarenergie pro Einheitsmasse an jedem Punkt im mit den Kraft-Feldern vereinigten Raum, das wird Gravitationspotenzial genannt. Die Feldgleichung ist wie folgt:

:

wo:

• g = lokale Beschleunigung wegen des Ernstes,
• F ist die Gravitationskraft,
• r = die Position einer Testmasse M, und ist ein Einheitsvektor in der Richtung auf r,
• t = Zeit,
• G = Gravitationskonstante,
• M = Gravitationsmasse, Körper, anzuziehen
•  ist der del Maschinenbediener,
• Φ = Gravitationspotenzial.

Das schließt Newtonsches Gesetz der Schwerkraft und die Beziehung zwischen der potenziellen Gravitations- und Feldbeschleunigung ein. Bemerken Sie, dass dr/dt und F/m beide der Gravitationsbeschleunigung g (gleichwertig zur Trägheitsbeschleunigung, so dieselbe mathematische Form, sondern auch definiert als Gravitationskraft pro Einheitsmasse) gleich sind. Die negativen Zeichen werden seit der Kraft-Tat-Antiparallele zur Versetzung eingefügt. Die gleichwertige Feldgleichung in Bezug auf die Massendichte ρ der Anziehen-Masse ist:

der das Gesetz von Gauss für den Ernst und die Gleichung von Poisson für den Ernst enthält. Das Gesetz des Newtons und Gauss ist mathematisch gleichwertig, und ist durch den Abschweifungslehrsatz verbunden. Die Gleichung von Poisson wird durch die Einnahme der Abschweifung von beiden Seiten der vorherigen Gleichung erhalten. Diese klassischen Gleichungen sind Differenzialgleichungen der Bewegung für eine Testpartikel in Gegenwart von einem Schwerefeld, d. h. Aufstellung und das Lösen dieser Gleichungen erlauben der Bewegung einer Testmasse, bestimmt und beschrieben zu werden.

Das Feld um vielfache Partikeln ist einfach die Vektorsumme der Felder um jede individuelle Partikel. Ein Gegenstand in solch einem Feld wird eine Kraft erfahren, die der Vektorsumme der Kräfte gleichkommt, die es in diesen individuellen Feldern fühlen würde. Das ist mathematisch:

d. h. das Schwerefeld auf der MassenM ist die Summe aller Schwerefelder wegen aller anderen Massen M, außer natürlich der MassenM sich. Der Einheitsvektor ist in der Richtung auf r - r.

Allgemeine Relativität

In der allgemeinen Relativität wird das Schwerefeld als die Lösung der Feldgleichungen von Einstein bestimmt:

• T = Betonungsenergie-Tensor,
• G = Tensor von Einstein,
• c = Geschwindigkeit des Lichtes,

Diese Gleichungen sind vom Vertrieb der Sache und Energie in einem Gebiet des Raums verschieden vom Newtonischen Ernst abhängig, der nur vom Vertrieb der Sache abhängig ist. Die Felder selbst in der allgemeinen Relativität vertreten die Krümmung der Raum-Zeit. Allgemeine Relativität stellt fest, dass in einem Gebiet des gekrümmten Raums zu sein, zur Beschleunigung des Anstiegs des Feldes gleichwertig ist. Nach dem zweiten Gesetz des Newtons wird das einen Gegenstand verursachen, eine Romankraft zu erfahren, wenn es noch in Bezug auf das Feld gehalten wird. Das ist, warum eine Person sich heruntergezogen durch die Kraft des Ernstes fühlen wird, während sie auf der Oberfläche der Erde stillstehen wird. Im Allgemeinen unterscheiden sich die durch die allgemeine Relativität vorausgesagten Schwerefelder in ihren Effekten nur ein bisschen von denjenigen, die durch die klassische Mechanik vorausgesagt sind, aber es gibt mehrere leicht nachprüfbare Unterschiede, eines des weithin bekanntsten Wesens das Verbiegen des Lichtes in solchen Feldern.

Allgemein akzeptierte grundsätzliche Hypothese

Dr Jesse L. Greenstein vom Institut von Kalifornien für die Technologie hat geschrieben:

Die meisten Wissenschaftler glauben, dass das Schwerefeld und seine Gravitationswellen die physischen Interpretationen der Gleichungen von Einstein der allgemeinen Relativität sind.

Siehe auch

• Klassische Mechanik
• Schwerkraft
• Gravitationspotenzial
• Gravitationsinduktion
• Newtonsches Gesetz der universalen Schwerkraft
• Newtonsche Gesetze der Bewegung
• Potenzielle Energie
• Geschwindigkeit des Ernstes
• Tests der allgemeinen Relativität
• Das Definieren der Gleichung (Physik)

Referenzen