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periheldrehung

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periheldrehung [2025/09/23 00:40] – hcgreierperiheldrehung [2025/11/08 17:12] (aktuell) – [Relativistische Betrachtung] quern
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 ===== Einleitung ===== ===== Einleitung =====
  
-Die Periheldrehung bezeichnet die Tatsache, dass der sonnennächste Punkt einer Umaufbahn (Perihel) im Laufe der Zeit nicht feststeht, sondern langsam weiterwandert. Dadurch beschreibt der umlaufende Körper keine geschlossene Ellipse mehr, sondern eine "Rosettenbahn". Bildlich gesprochen: statt immer dieselbe Ellipse zu durchlaufen, "dreht" sich die Ellipse langsam weiter, sodass der Planet eine Rosette um die Sonne zeichnet.+Die Periheldrehung bezeichnet die Tatsache, dass der sonnennächste Punkt einer Umaufbahn (Perihel) im Laufe der Zeit nicht feststeht, sondern langsam weiterwandert. Dadurch beschreibt der umlaufende Körper keine geschlossene Ellipse mehr, sondern eine "Rosettenbahn". Bildlich gesprochen: Statt immer dieselbe Ellipse zu durchlaufen, "dreht" sich die Ellipse langsam weiter, sodass der Planet eine Rosette um die Sonne zeichnet.
  
 Im Idealfall des Zweikörperproblems, wenn also nur //ein// Planet und die Sonne sich nach dem Newtonschen Gravitationsgesetz beeinflussen, wäre die Bahn eine perfekte Ellipse gemäß der Keplerschen Gesetze. Das Perihel bliebe fest. Im Idealfall des Zweikörperproblems, wenn also nur //ein// Planet und die Sonne sich nach dem Newtonschen Gravitationsgesetz beeinflussen, wäre die Bahn eine perfekte Ellipse gemäß der Keplerschen Gesetze. Das Perihel bliebe fest.
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 Man beginnt klassisch mit der Energiegleichung: Man beginnt klassisch mit der Energiegleichung:
  
-$$E = \frac{1}{2}\cdot m\cdot \dot{r}^2 + \frac{1}{2}\cdot \frac{L^2_{\nu}}{m\cdot r^2} - G\cdot \frac{M_S\cdot m}{r} - \frac{\gamma}{r^3}\tag{1}$$+$$E = \frac{1}{2}\cdot m\cdot \dot{r}^2 + \frac{1}{2}\cdot \frac{L^2_{\nu}}{m\cdot r^2} - G\cdot \frac{M_S\cdot m}{r}\tag{1}$$
  
-Um die Periheldrehung beschreiben zu können, braucht man ein Störpotential $S(r)$ als Ursache:+Um die Periheldrehung beschreiben zu können, braucht man ein Störpotential $S(r)$ als Ursache, das zur Gleichung (1) addiert wird:
  
 $$S(r) = - \frac{\gamma}{r^3}\tag{2}$$ $$S(r) = - \frac{\gamma}{r^3}\tag{2}$$
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 $$r(\nu) = \frac{p}{1 + \epsilon\cdot\cos\big[(1 - \kappa)\cdot\nu\big]}\tag{11}$$ $$r(\nu) = \frac{p}{1 + \epsilon\cdot\cos\big[(1 - \kappa)\cdot\nu\big]}\tag{11}$$
  
-mit+mit $\epsilon$ als der numerischen Exzentrizität
  
 $$\epsilon = \sqrt{1 + (1 - \gamma)\cdot\frac{2\cdot p\cdot E}{G\cdot M_S\cdot m^3}}\tag{12}$$ $$\epsilon = \sqrt{1 + (1 - \gamma)\cdot\frac{2\cdot p\cdot E}{G\cdot M_S\cdot m^3}}\tag{12}$$
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 {{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="100px,150px,150px,100px,100px,150px,150px,100px,"&float=center}} {{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="100px,150px,150px,100px,100px,150px,150px,100px,"&float=center}}
 ^  Tabelle 1                                                                                                |||||||| ^  Tabelle 1                                                                                                ||||||||
-^  #          ^  IMCCE        ^  JPL                      |^  #        ^  IMCCE        ^  JPL                     ||+^  #          ^  IMCCE        ^  JPL                      |^  #        ^  IMCCE        ^  JPL          ||
 ^  Planet     ^  Beobachtung  ^  Beobachtung  ^  Theorie  ^  Planet    ^  Beobachtung  ^  Beobachtung  ^  Theorie  ^ ^  Planet     ^  Beobachtung  ^  Beobachtung  ^  Theorie  ^  Planet    ^  Beobachtung  ^  Beobachtung  ^  Theorie  ^
 |  Merkur:    |  5.719        |  5.738        |  5.540    |  Jupiter:  |  7.758        |  6.552        |  7.510    | |  Merkur:    |  5.719        |  5.738        |  5.540    |  Jupiter:  |  7.758        |  6.552        |  7.510    |
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 Die allgemeine Relativitätstheorie Einsteins erklärt eine zusätzliche Apsidendrehung der Planeten. Der relativistische Effekt wird mit dem Potentialfaktor $\gamma$ und dem Bahnparameter $p$ beschrieben: Die allgemeine Relativitätstheorie Einsteins erklärt eine zusätzliche Apsidendrehung der Planeten. Der relativistische Effekt wird mit dem Potentialfaktor $\gamma$ und dem Bahnparameter $p$ beschrieben:
  
-$$\gamma = \frac{G\cdot M_S}{c^2} L_{\nu}^2\tag{15}$$+$$\gamma = \frac{G\cdot M_S}{c^2}\cdot L_{\nu}^2\tag{15}$$
  
 und und
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 $$\dot{\varpi}_c = \frac{6\cdot\pi\cdot G\cdot M_S}{a\cdot c^2\cdot (1 - \epsilon^2)} = $$\dot{\varpi}_c = \frac{6\cdot\pi\cdot G\cdot M_S}{a\cdot c^2\cdot (1 - \epsilon^2)} =
-\frac{0\overset{\text{''}}{,}317555132442}{a\cdot (1 - \epsilon^2)}\tag{17}$$+\frac{0\overset{''}{.}317555132442}{a\cdot (1 - \epsilon^2)}\tag{17}$$
  
 Mit $G$ als der Gravitationskonstanten, $M_S$ der Sonnenmasse und $c$ als der Lichtgeschwindigkeit als wichtige [[:wichtige_konstanten|Konstanten]]. Die Umlaufszeit $U$ ist in (tropischen) Jahren gehalten. Mit $G$ als der Gravitationskonstanten, $M_S$ der Sonnenmasse und $c$ als der Lichtgeschwindigkeit als wichtige [[:wichtige_konstanten|Konstanten]]. Die Umlaufszeit $U$ ist in (tropischen) Jahren gehalten.
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 ^  Tabelle 2  ||| ^  Tabelle 2  |||
 ^  Die relativistische Apsidendrehung $\dot{\varpi}_c$  ||| ^  Die relativistische Apsidendrehung $\dot{\varpi}_c$  |||
-|  Planet  |  Theorie  |  Beobachtung  | +^  Planet  ^  Theorie  ^  Beobachtung  ^ 
-|  Merkur:  |  42,98  |  43,11  | +|  Merkur:  |  42.98  |  43.11  | 
-|  Venus:  |  8,6  |  8,4  | +|  Venus:  |  8.6  |  8.4  | 
-|  Erde:  |  3,8  |  5,0  | +|  Erde:  |  3.8  |  5.0  | 
-|  Mars:  |  1,4  |  1,5  |+|  Mars:  |  1.4  |  1.5  |
  
 Der relativistische Effekt wird nicht mit einem Gravitationspotential wie bisher beschrieben, sondern durch die Berechnung mit der Schwarzschild-Metrik. Diese beschreibt die Apsidendrehung durch Gravitationsfelder (keine Gravitationspotentiale). Der relativistische Effekt wird nicht mit einem Gravitationspotential wie bisher beschrieben, sondern durch die Berechnung mit der Schwarzschild-Metrik. Diese beschreibt die Apsidendrehung durch Gravitationsfelder (keine Gravitationspotentiale).
periheldrehung.1758580800.txt.gz · Zuletzt geändert: 2025/09/23 00:40 von hcgreier
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