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Gezeitenkraft


Physik


Basiswissen


Als Gezeiten bezeichnet man zunächst das Phänomen von Ebbe und Flut an Meeresküsten: zweimal täglich steigt das Wasser an und sinkt danach wieder ab. Die Ursache dafür ist ein Zusammenspiel von Gravitations- und Fliehkräften. Dieselben Kräfte können auch Monde zerreissen oder Körper in die Länge ziehen. Alle drei Phänomene werden oft mit der Gezeitenkraft in Verbindung gebracht. Die Gezeitenkraft ist dann die resultierende Kraft aus allen anderen beteiligten Kräften. Das ist hier kurz in einer Übersicht vorgestellt.

Die Gezeitenkräfte: Ebbe und Flut


Zur Erklärung von Ebbe und Flut gibt es sehr viele unterschiedliche Darstellungen und Argumentationen. Wesentlich für das Verständis ist die gemeinsame Betrachtung von Gravitations- und Fliehkräften sowie die Tatsache, dass der Mond nicht um eine ruhende Erde kreist. Tatsächlich kreisen die Erde und der Mond gemeinsam um einen Mittelpunkt, der im Inneren der Erde liegt. Diesen Punkt nennt man auch das Baryzentrum. Der weitere Gedankengang ab hier ist ähnlich dem Effekt der Mondzerreissung (siehe nächsten Abschnitt).

Die Gezeitenkräfte: Mondzerreissung


Gerät ein Mond zu nahe an seinen Planeten, kann der Mond zerrissen werden. Aus den Bruchstücken können sich dann Ringe um den Planeten bilden. Man nimmt an, dass die Ringe um die Gasriesen Saturn und Jupiter auf diese Weise entstanden sein könnten. Um den Effekt zu verstehen muss man a) einerseits beachten, dass die Gravitationskraft weg vom zentralen Planeten immer kleiner wird, b) verstehen, dass für einen Ausgleich dieser Gravitationskraft je nach Entfernung vom Zentralkörper unterschiedliche Bahn- und Winkelgeschwindigkeiten nötig sind und, c) dass ein großer starrer Körper als Mond nicht gleichzeitig verschiedene Winkelgeschwindigkeiten an allen seinen Körperbestandteilen haben kann. Weil er das nicht kann, kann er im Umkehrschluss auch nicht die Unterschiede der Gravitationskraft überall ausgleichen. So kommt es zu resultierenden Kräften im Inneren des Mondes, die ihn dann letztendlich zerreissen können. Siehe mehr dazu im Artikel zur sogenannten Roche-Grenze ↗

Die Gezeitenkräfte: Spaghettisierung


Von einer Spaghettisierung spricht man, wenn ein Objekt in die Nähe eines Schwarzen Loches gelangt und dabei in die Länge gezogen wird. Bei ausreichende Nähe zum Schwarzen Loch wird das Objekt letztendlich zerrissen. Anders als beim Zerreissen von Monden spielen hier jedoch Fliehkräfte keinerlei Rolle. Der Effekt lässt sich alleine dadurch erklären, dass näher hin zum Schwarzen Loch die Anziehungskraft stärker ist als weiter weg. Die Unterschiede können bereits auf die Länge eines menschlichen Körpers so groß werden, dass der Mensch sofort zerrissen werden würde. Siehe mehr dazu im Artikel zur Spaghettisierung ↗

Fußnoten