Dieser Audiobeitrag wird von der Universität Erlangen-Nürnberg präsentiert.

Guten Morgen und willkommen zur elften Vorlesung. Heute schauen wir uns die

Gravitationswechselwirkung an als eine spezielle Wechselwirkung. Wie Sie schon sehen, werden wir

in dieser Vorlesung die Gravitation zunächst nicht als Krümmung der Raumzeit betrachten,

sondern ganz traditionell, so wie sich das Newton dachte, als Wechselwirkung oder Newton

dachte eben direkt über eine Kraft nach. So, jetzt muss man sich allerdings klar machen,

welche Leistung das war von Newton, die Gravitation als Kraft zu begreifen und vor allem die Gravitation

als Kraft zu begreifen, die sowohl die Himmelsmechanik beherrscht, also die Bewegung der himmlischen

Körper, Sonne, Mond und Sterne, naja, gut, also auf jeden Fall mal den Mond in Erdnähe

und aber gleichzeitig genau das gleiche Gesetz beherrscht, wie ein Apfel vom Baum fällt oder

wie man einen Apfel jemand anderem an den Kopf werfen kann. Dass das die gleichen Gesetze

sind, das war ja absolut nicht klar. Wenn Sie an die Antike denken, da gab es die aristotelische

Mechanik mit allen möglichen Elementen, was war das, Erde, Feuer und Luft und so Zeugs

und ja, also wenn Aristoteles auf den Mond geguckt hat, hat Aristoteles gesagt, der Mond

der ist aus Äther, der muss aus Äther sein, das war eine Naturbeobachtung, denn der Mond

der ist ja ganz da oben, der muss also leichter sein, sogar noch als Luft, leichter als Erde

und als Wasser und Feuer und so weiter, deswegen ist er nämlich da oben, denn wenn er schwerer

wäre, wäre er ja unten, hat Aristoteles gesagt. Und irgendwann, bei Newton spätestens, spätestens

hat man dann diese andere Idee, dass es eine universelle Gravitationskraft gibt, die das

alles beherrscht und nach der Legende ist Newton vor der Pest aus London geflohen, also es

ist wirklich die Legende und hat eben unter dem berühmten Apfelbaum gesessen und wie das

so ist dramatisch, ist ihm der Apfel noch auf den Kopf gefallen und das hat ihm dann

die Inspiration gegeben, darüber muss ich nachdenken. Okay, also wir beschreiben das

jetzt modern und der Kontext, in dem wir das beschreiben, ist eine newtonische Raumzeit

mit absolutem Raum. Also wir nehmen hier unsere gesamte Struktur her und auch noch einen absoluten

Raum, so wie wir das in der vorletzten Vorlesung definiert hatten und in der letzten Vorlesung

dann auf dieser Grundlage die Dynamik formuliert haben und ich erinnere nochmal daran, dass

wir als Teilchen ja dieses Tupel hatten aus einer Weltlinie einer Trägemasse und einer

ganzen Reihe von Ladungen und jeder dieser Ladungen entsprach dann ein Wechselwirkungsfeld,

also das waren Ladungen, ich betrachte jetzt mal nur eine, weil wir heute nur eine betrachten,

können Sie jetzt die Indizes an den Cs weglassen, das ist eine Ladung, das hier war die Trägemasse

und das hier oben war die Weltlinie. So und wir hatten auch gesagt, dass das zweite newtonische

Aktion in moderner Umformulierung wie folgt aussehen muss, das muss die Trägemasse mal

die Beschleunigung sein und das war die covariante Ableitung der Tangente an die Weltlinie in

ihre eigene Richtung abgeleitet, das war die Beschleunigung und dass das gleich sein muss

einer Kraft, die allerdings gebaut wird aus einer ganzen Reihe von Wechselwirkungsfeldern,

nämlich genau L-Wechselwirkungsfeldern, wenn wir genau L-Wechselwirkungsfelder in unserem

Universum haben, annehmen, beobachtet haben, dann brauchen wir auch L-Ladungen dazu und

das waren Wechselwirkungsfelder. So und nun bin ich Ihnen ja letztes Mal ein Beispiel

dafür schuldig geblieben, wie wir denn diese Wechselwirkungsfelder bestimmen, wo bekommen

wir die denn her? Also die linke Seite der Gleichung verstehen wir, nur ist es relativ

witzlos nach der Kurve Gamma zu suchen, die die Gleichung erfüllt, wenn wir die rechte

Seite der Gleichung nicht kennen und deswegen betrachten wir heute speziell die Gravitation

als Wechselwirkung, als Wechselwirkung. Aha und ich hatte Ihnen das letzte Mal schon

angedeutet, dass das folgendermaßen funktioniert, die Grundidee bei all diesen Wechselwirkungsfeldern,

die Grundidee ist, die Gesamtheit der Teilchen im Universum oder in der Raumzeit, Gesamtheit

der Teilchen in der Newton-Schön Raumzeit, naja mit absolutem Raum, also da steht unser

Grundobjekt, erzeugt, und das ist jetzt zunächst mal nur so ein umgangssprachliches Wort, erzeugt

ein Wechselwirkungsfeld, ja erzeugt den Dreck, den jedes Teilchen zu jedem Wechselwirkungsfeld

bei, nein, nein, falls das Teilchen, also es kommt eine Einschränkung, falls das Teilchen