Basiswissen

Zwei Körper mit Masse ziehen sich immer gegenseitig an, egal wie weit sie voneinander entfernt sind. Dieses Phänomen nennt man Gravitation: „Gravitation ist die durch das Gravitationsgesetz beherrschte Erscheinung der gegenseitigen Massenanziehung“.^[1]

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Diese zwei Eisenkugeln ziehen sich gegenseitig mit der Gravitationskraft an. Die Kraft ist so stark, dass sie mit einem Gerät, eine Gravimeter, gemessen werden kann.☛

Die Gravitation anschaulich

Man stelle sich als Gedankenexperiment einen ganz leeren Weltraum vor. Jetzt platziert man zwei Steine in ihm. Egal wie weit die Steine voneinander entfernt sind, sie werden sich erst langsam und dann immer schneller aufeinander zubewegen. Zwischen ihnen wirkt die Gravitationskraft. Die Gravitationskraft ist umso stärker, je mehr Masse die Körper haben und je näher sie zueinander sind.

Wie kann man die Gravitationskraft berechnen?

F = G·m₁·m₂/r² ist die übliche Formel zur Berechnung der Gravitationskraft zwischen zwei Körper. Das große G ist die sogenannte Gravitationskonstante, m₁ ist die Masse des ersten Körpers (die Kilogrammzahl) und m₂ die Masse des zweiten Körpers. Das kleine r steht für den Abstand der Massenschwerpunkte dieser zwei Körper. Mehr zu diese Gravitations-Kraft-Formel steht im Artikel zum Gravitationsgesetz ↗

Gravitation, Gewicht und Schwerkraft

Als Gravitation bezeichnet man alleine den Effekt der anziehende Kräfte zwischen Massen. Das Gewicht hingegen berücksichtig auch noch die Fliehkräfte (Schleuderkräfte) die durch die Rotation von Himmelskörpern um sich selbst oder sonstige Bewegungen entstehen. Das Wort Schwerkraft wird nicht endeutig verwendet. Siehe mehr dazu unter Gravitations-, Gewichts- und Schwerkraft ↗

Gravitation - doch keine Kraft?

Die Worte Gravitation und Kraft sind im allgemeinen Sprachgebrauch oft fest zusammengeschweißt zum Begriff der Gravitationskraft. Diese Vorstellung wird mit der allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein schwierig aufrecht zu erhalten. In der allgemeinen Relativitätstheorie ist die Gravitation keine Kraft mehr sondern ein Effekt der sich aus Krümmungen der sogenannten Raumzeit ergibt. Dieser Gedanke wurde unter anderen ausführlich dargelegt von Arthur Stanley Eddington.^[3] Siehe mehr dazu unter allgemeine Relativitätstheorie ↗

Fußnoten

[1] Gravitation. In: Spektrum Lexikon der Physik. Abgerufen am 12. Mai 2023. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/physik/gravitation/6088

[2] Sehr ausführlich wird das Thema der Gravitation, insbesondere die mit ihm verbunden Fragen, behandelt in: Arthur Stanley Eddington: The Nature of the Physical World. MacMillan, 1928 (Gifford Lectures). Dort als eigenes Kapitel. Das Buch ist auch auf Deutsch erhältlich The Nature of the Physical World ↗

[3] Dass Gravitation keine Kraft ist, sondern eine Eigenschaft der Raumzeit, unterstreicht der Astrophysiker Eddington: "On the Newtonian theory no explanation of gravitation would be considered complete unless it described the mechanism by which a piece of matter gets a grip on the surrounding medium and makes it the carrier of the gravitational influence radiating from the matter. Nothing corresponding to this is required in the present theory. We do not ask how mass gets a grip on space-time and causes the curvature which our theory postulates. That would be as superfluous as to ask how light gets a grip on the electromagnetic medium so as to cause it to oscillate. The light is the oscillation; the mass is the curvature. There is no causal effect to be attributed to mass; still less is there any to be attributed to matter. The conception of matter, which we associate with these regions of unusual contortion, is a monument erected by the mind to mark the scene of conflict." In: Arthur Stanley Eddington: The Nature of the Physical World. MacMillan, 1928 (Gifford Lectures). Dort im Kapitel "Gravitation - The Explanation", Seite 156. Siehe auch allgemeine Relativitätstheorie ↗