Gravitation

D' **Gravitation** bezaichnet s'Phänomen vu de gegesitige Aziegig vu Masse. Si isch d'Ursach vu de irdische Schwerchraft oder Erdaziegig, wo d'Erde uf Objekte usüebt. Si bewirkt dodemit bispilswiis, dass Gegeständ uf de Bode gheie. D'Gravitation bestimmt au d'Bahn vu de Erde un vu de andere Planete um d'Sunne, un si spilt ä bedütendi Rolle in de Kosmologi.

## Ifüehrig

D'Gravitation isch erstmols vum britische Physiker un Mathematiker Isaac Newton mathematisch beschribe worre. Des vu ihm formuleert **newtonsche Gravitationsgsetz** isch die erst physikalisch Theori gsi, wo sich in de Astronomi het awende lo. Es bestätigt die beraits vorher entdeckte keplersche Gsetze vu de Planetebewegig un dodemit ä grundlegends Verständnis vu de Dynamik vum Sunnesystem mit de Möglichkait vu präzise Vorhersage bezüeglich vu de Bewegig vu Planete, Monde un Komete.

In de 1916 vu Albert Einstein ufgstellte allgmaine Relativitätstheori wird d'Gravitation uf ä Chrümmig vu de Ruumzitt zruckgfüehrt, wo under anderem dur die bedailigte Masse provozeert wird. S'newtonsche Gravitationsgsetz ergit sich debi als nitrelativistischer Grenzfall fer d'Situation hiriichend schwacher Ruumzittchrümmig, wie si bispilswiis in unserem Planetesystem herrscht. Die korrekt Beschribig vu Neutronesterne un Schwarze Löcher oder d'Erklärig vu de Periheldrillig vum Merkur sin aber de allgmaine Relativitätstheori vorbehalde.

D'Gravitation isch die schwächst vu de viir bekannte Grundchräft vu de Physik. Ufgrund vu ihre ubegrenzte Riichwiiti un vum Umstand, dass si sich nit abschirme losst, isch si trotzdem die Chraft, wo die großrüümige Strukture vum Kosmos prägt. Sie spilt doher in de Kosmologi äe entschidendi Rolle.

## S'Newtonsche Gravitationsgsetz

S'Newtonsche Gravitationsgsetz besait, dass d'Gravitationschraft F, wo sich zwai Masse m_1 un m_2 mit aziege, proportional zue de Masse vu baide Körper, de Gravitationskonstante G un umchehrt proportional zum Quadrat vum Abstand r vu de Masseschwerpunkt isch:

:F = G\,\frac{m_1 m_2}{r^2}

wobi

:G = (6{,}6742\pm 0{,}0010) \cdot 10^{-11}\;\mathrm{\frac{m^3}{kg\,s^2}}.

Denooch isch d'Gravitationschraft ä Wexelwirkig, wo au wie im Fall vu de Aziegig zwische Erde un Sunne dur s'Vakuum wirkt. Mer bezaichnet si als Fernwirkigschraft, wo sich middels Chraftfelder beschribe losst. Im Ramme vu de newtonsche Physik wird debi agnu, dass sich Veränderige s'Feld dur Bewegige vu de Masse augeblicklich im Rüm usbraite. 

Us em Newtonsche Gravitationsgsetz folgt, dass d'Gravitation ame Punkt vu ere sphärisch symmetrische (chugleförmige) Masseverdailig im Abstand *r* vu ihrem Schwerpunkt stets so groß wie d'Gravitation vu ere Punktmasse in sällem Schwerpunkt isch, dere Masse grad der Dail vu de Gsamtmasse entspricht, wo sich innerhalb vu de Chugle mit em Radius *r* befindet. Innerhalb vu ere homogene Chugle bedütet des, dass d'Gravitationschraft proportional zum Abstand vum Mittelpunkt isch. D'Gravitation vu ere homogene Chugle im Vakuum isch doher an ihrer Oberflächi am größte. Des gilt au fer d'Erde.

## Allgmaini Relativitätstheori

In de allgmaine Relativitätstheori werre Ruum un Zitt als Ainhait beschribe, wo als Ruumzitt bezaichnet wird. Sälli Ruumzitt wird lokal dur d'Awesehait vu Masse chrümmt. Ä Gegestand, uf der chainerli Chraft usgüebt wird, beweggt sich zwische zwai Punkte vu de Ruumziit stets entlang vum gradlinigste Wäg, ere so gnennte Geodäte. D'Gravitation losst sich uf sälli Wiis uf ä geometrischs Phänomen in ere chrümmte Ruumzitt zruckfüehre. In sällem Sinn reduzeert die allgmain Relativitätstheori d'Gravitationschraft uf de Status vu ere Schinchraft.

In de Relativitätstheori wird d'Gravitation zwische zwai Masse demit iber die lokal Chrümmig vu de Ruumzitt vermiddlet, wobi sich Änderige numme mit Leechtgschwindigkait usbraite chänne. D'Gravitation het doher de Status vu eer Nohwirkigschraft. Die endlich Usbraitigsgschwindigkait vu de Gravitation bedingt bi Systeme vu beschlünigte Masse d'Existenz vun Gravitationswelle.

## Gravitation un Quantetheori

Falls d'Gravitation dur ä Quantefeldtheori beschribbar isch (Quantengravitation), sott s'Graviton, ä hypothetischs Dailli, wo bislang no nit noochgwise isch, existeeren. D'Rolle vum Graviton in de Quantegravitation sott analog si zue dere vum Photon in de Quantetheori vu de elektromagnetische Wexelwirkig (Quanteelektodynamik).

## Literatur
* Charles W. Misner, Kip S. Thorne, John Archibald Wheeler, *Gravitation*, Freeman, 23rd Printing 2000, ISBN 0-7167-0344-0 (englisches Standardwerk für Physiker)
* Claus Kiefer: *Gravitation*, Fischer kompakt, 2002; ISBN 3-596-15357-3
* Giuseppe Arcidiacono. *Projective Relativity, Cosmology and Gravitation*, Di Renzo Editore, Roma, 2006, ISBN 88-8323-153-8

## Weblink
* Max-Planck-Institut fer Gravitations-Physik
* GEO 600 Home Page (Hannover)
* im Newton si Gravitationskonstante
* Versueche un Ufgabe zum Gravitationsgsetz