Sexl Physik 8, Schulbuch

35 | Die Periheldrehung Die Krümmung des Raumes hat auch einen Einfluss auf die Planetenbah- nen. Die Bahnellipsen der Planeten ruhen nicht im Raum, wie es nach der Newton’schen Gravitationstheorie sein müsste, sondern drehen sich langsam um die Sonne. Dabei dreht sich der sonnennächste Punkt der Bahn, das Pe- rihel, im Fall des Planeten Merkur um 9,55 Winkelminuten im Jahrhundert. Dieser Effekt war bereits vor der Aufstellung der Relativitätstheorie bekannt. Von diesen 9,55 Winkelminuten konnten 8,85 Winkelminuten als Bahnstö- rungen durch die Gravitationskräfte der anderen Planeten erklärt werden. Die Erklärung der restlichen 43 Winkelsekunden pro Jahrhundert durch die Einstein’sche Theorie bildet einen der größten Triumphe der neuen Ideen zur Gravitation. Untersuche, überlege, forsche: Periheldrehung 35.1 Weisen die Bahnen aller Planeten unseres Sonnensystems eine Periheldre- hung auf? 35.2 Vor der Allgemeinen Relativitätstheorie gab es andere Theorien für den nicht erklärbaren Teil der Periheldrehung des Merkur. Versuche etwas darüber heraus- zufinden. Das Perihel der Merkurbahn dreht sich um die Sonne. Aphel Sonne Merkur 35.1 Die Ellipsenbahn eines Planeten um die Sonne dreht sich im Laufe der Zeit. Beim Planeten Merkur macht sich diese Drehung wegen seiner Sonnennähe besonders deut- lich bemerkbar. Durch die Berechnung der Bahnstörungen durch die Anziehungskräfte der anderen Planeten konnte man nur einen Teil dieser Drehung erklären. Erst mit Hilfe der Allgemeinen Relativitätstheorie konnte man die Bahndrehung vollständig verstehen. Rotverschiebung im Gravitationsfeld 35.1 Wie groß ist die Energie eines Photons? 35.2 Wie kann ein Photon Energie verlieren? 35.3 Wie verändert sich ein Lichtstrahl, der in einem Gravita- tionsfeld in die Höhe steigt? Uhren im Gravitationsfeld 35.4 Geht eine Uhr auf einem Berg schneller, gleich schnell oder langsamer als eine Uhr im Tal? 35.5 Geht eine Uhr in einem (fliegenden) Flugzeug schneller, gleich schnell oder langsamer als eine Uhr auf dem Bo- den? 35.6 Warum vergeht die Zeit in der Umgebung eines Schwar- zen Loches langsamer? 35.7 Welche experimentellen Nachweise gibt es für den un- terschiedlichen Gang von Uhren in Gravitationsfeldern? Maßstäbe im Gravitationsfeld 35.8 Was geschieht mit Maßstäben in einem Gravitations- feld? 35.9 Was versteht man unter der „Raumkrümmung“? Shapiro-Experiment 35.10 Welcher physikalische Effekt wurde durch das Shapiro- Experiment nachgewiesen? 35.11 Wie lief das Shapiro-Experiment ab? 35.12 Wie mussten Erde, Sonne und Venus für das Shapiro- Experiment relativ zu einander stehen? 35.13 Was war das Ergebnis des Shapiro-Experiments? Gravitationswellen 35.14 Wie entstehen Gravitationswellen? 35.15 Wie schnell breiten sich Gravitationswellen aus? 35.16 Wie versucht man Gravitationswellen zu finden? 35.17 Was ist der bis jetzt überzeugendste experimentelle Nachweis von Gravitationswellen? Lichtablenkung 35.18 Was geschieht mit einem Lichtstrahl, der nahe an der Sonne vorbei läuft? 35.19 Wann und wie wurde die Lichtablenkung erstmals expe- rimentell nachgewiesen? 35.20 Wie macht sich die Lichtablenkung bemerkbar? Gravitationslinsen 35.21 Was sind Gravitationslinsen? 35.22 Welche Wirkung haben Gravitationslinsen? Periheldrehung 35.23 Was ist das Perihel einer Planetenbahn? 35.24 Wie verändern sich die Bahnellipsen von Planeten im Laufe der Zeit? 35.25 Wie groß ist eine Winkelminute? 35.26 Wie groß ist eine Winkelsekunde? 35.27 Welche Veränderung der Merkurbahn konnte durch die Allgemeine Relativitätstheorie erklärt werden? Teste dein Wissen Nur z Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv