Ok, die Bahn des Lichts wird gekrümmt richtig?
Richtig, die Raumzeit ist gekrümmt, das Licht folgt nur der Raumzeitkrümmung
Wenn ich das richtig verstanden habe, kann man sich das vorstellen wie ein gespanntes Gummtuch, auf das man eine große Melone (Sonne) legt. Diese Melone drückt das Tuch natürlich ein, wodurch vorbeirollende Gegenstände angezogen werden und eine bestimmt Energie brauchen, um nicht an der Melone "kleben" zu bleiben.
So ungefähr, dieser Vergleich mit dem Gummituch wird gerne genommen, da er das zweidimensional zeigt, was vierdimensional passiert.
Die Sonne in diesem Fall krümmt die Raumzeit so stark, dass das Licht länger braucht um diese Krümmung zu durchlaufen als wenn die Sonne nicht da ist.
Da die Lichtgeschwindigkeit aber keine Konstante ist, das Photon aber in jedem Fall Lichtgeschwindigkeit erreicht (erreichen muss), muss also die Zeit langsamer ablaufen, wenn der Weg länger wird.
Dieser Weg wird länger, je mehr Masse den Raum krümmt, bis du irgendwann so eine starke Raumzeitkrümmung hast, aus der auch das Licht nicht mehr entkommen kann, weil ihm schlicht die Zeit dafür fehlt.
Innerhalb des Ereignishorizontes bleibt die Zeit stehen, es vergeht kein Zeit mehr, da die Lichtgeschwindigkeit aber Weg/Zeit abhängig ist (nämlich m/s) kann das Licht nicht "beschleunigen" weil einfach die Zeit nicht mehr vorhanden ist, das Licht bleibt hinter dem Ereignishorizont gefangen.
Ok, aber wieso ist das so? Lässt sich das mit der Krümmung des Raums/ der Zeit erklären?
Das ist eben die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie. Die Gravitation ist keine Kraft im dem Sinne, sondern eine Eigenschaft der Raumzeit. Massen krümmen die Raumzeit und durch die Krümmung werden andere Massen an sie gebunden. Die Sonne krümmt die Raumzeit so stark, dass die Erde innerhalb dieser Krümmung auf einer gerade Bahn entlangläuft. Dreidimensional betracht umkreist die Erde die Sonne, vierdimensional betrachtet ist die Bahn der Erde aber absolut gerade.
Der Apfel, der vom Baum fällt, wird also nicht "angezogen, sondern befindet sich innerhalb der Raumzeitkrümmung der Erde. Auch der Apfel "erzeugt" eine Raumzeitkrümmung mit seiner Masse. Da sie aber viel, viel geringer ist als die der Erde, bewegt er sich auf die Erde zu und nicht anders rum. (obwohl auch die Erde sich auf den Apfel zubewegt, aber das ist so gering, dass man das nicht messen kann). Wo man das aber messen kann ist beim Mond. Den der Mond umkreist nicht die Erde, wie viele annehmen (stimmt einfach nicht, wenn man sich die Grundlagen der Raumzeit anschaut), sondern sie umkreisen einen gemeinsamen Schwerpunkt (der aber innerhalb der Erde liegt). Deshalb hast du bei Flut auch immer zwei Flutberge, jeweils entgegen liegend auf der Erde.
Messungen haben auch bestätigt, dass der Mond mit seiner Raumzeitkrümmung nicht nur das Wasser der Ozeane anhebt, sondern auch die Erde selbst. Er ist also teilweise für Erdbeben verantwortlich.
Spektakulärer kannst du das beim Jupiter Mond Io sehen, der ist dem Jupiter so nah, dass er regelrecht "durchgeknetet" wird (Io ist etwas größer als der Mond der Erde). Nirgends im Sonnensystem gibt es mehr und stärkere Vulkanaktivitäten und Erdbeben als auf Io.
Ich meinte auch, das dich das Lichtgeschwindigkeit fliegende Teilchen überholt
Wenn du mit Lichtgeschwindigkeit fliegst (mal angenommen, du kannst das), dann kann dich nichts überholen, du kannst aber auch nichts aussenden, denn das Licht, was du aussendest (oder ein Funksignal) kann ja nicht schneller fliegen, es kann dein Raumschiff also gar nicht verlassen. Außerdem muss man auch hier wieder sagen, wie auch beim Ereignishorizont, dass die Zeit bei Lichtgeschwindigkeit stehen bleibt. Ein Photon kann also innerhalb von Null Sekunden das gesamte Universum durchqueren.
Da für das Photon keine Zeit vergeht, bleibt es auch immer so, wie es ist, wenn es ausgesandt wird. Das ist übrigens der große Unterschied zum Neutrino. Beim Neutrino nahm man auch an, dass es masselos ist, aber man hat entdeckt, dass sich das Neutrino während des Fluges verändert (es "verwandelt" sich in ein anderes Neutrino). Das wäre aber unmöglich, wenn es masselos ist, also muss es eine Masse besitzen, allerdings muss die sehr gering sein, da sich Neutrinos annähernd mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.
Aber Photonen haben doch keine Masse, wie können sie trotzdem von der Schwerkraft beeinflusst werden?
Wie oben erwähnt, die Schwerkraft ist keine Kraft, wie du sie annehmen würdest, sie ist eine Eigenschaft der Raumzeit. Albert Einstein hat das dargelegt und damit eine große Veränderung im Denken hervorgerufen, denn früher nahm man an, dass Raum und Zeit absolut sind, also unveränderlich. Einstein hat das Gegenteil bewiesen. Zeit ist abhängig vom Ort der Beobachtung und von der Geschwindigkeit des Beobachters. Mit dem Nachweis, dass eine Masse den Raum krümmt (wie eben beim Sonnenfinsternis Experiment 1919), musste man neu denken und auch das Photon, wie jedes andere Elementarteilchen muss sich dem unterordnen.
Aus was bestehen diese Teilchen dann? Und wo kommt die Energie dafür her?
Ein Photon ist das quantisierte Teilchen einer elektromagnetischen Welle. Die Energie dieser elektromagnetischen Welle ist abhängig von ihrer Frequenz (berechnend auf dem Planckschen Wirkungsquantum). Daher hat eine elektromagnetische Welle mit sehr kurzer Frequenz, wie ultraviolettem Licht, mehr Energie als z.B Mikrowellen. Mikrowellen sind wiederum energiereicher als Radiowellen. Die Energie selbst kommt von "Erzeuger", also z.B. vom Elektron. Wenn das Elektron einen Quantensprung macht (nennt man echt so), dann sendet es ein Photon aus. Auch in atomaren Bereichen kann ein Photon erzeugt werden, z.B. wenn sich Materie und Anti Materie begegnen.
Das Elektron kann den Quantensprung machen, wenn es angeregt wird (in dem Fall der Taschenlampe kommt die Energie, um die Elektronen anzuregen, von den Batterien). Du kannst also ein Photon sehr leicht und mit wenig Energieeinsatz erzeugen. Schon wenn du deine Hände aneinander reibst, erzeugst du Photonen, eben im Infrarotbereich, also in diesem Falle Wärmestrahlung. Wenn du zwei Steine zusammenschlägst, kannst du Funken erzeugen, du erzeugst also Photonen im sichtbaren Licht.
Teilchen zu erzeugen, die eine Masse haben, ist dagegen sehr, sehr viel schwieriger, weil die Energie, die du benötigst, umgleich größer ist als bei Photonen. Du kannst da diese Gleichung anwenden: m=m0 / √ (1-v²/c²).
Wie kommt man eigentlich darauf, dass Gravitonen(oder allgemein Teilchen) für die Schwerkraft verantwortlich sind?
Nun ja, laut der Quantenphysik gibt es einen Überträger einer Kraft. Ich hab dir ja aufgezeichnet, weler Überträger welche Kraft überträgt, also Gluon, Photon, Boson. Will man alle vier Kräfte der Natur vereinen (und daran arbeitet man seit Jahrzehnten) muss es auch einen Überträger der Gravitation geben, das man halt Graviton genannt hat. Leider hat man ein solches Teilchen noch nicht entdecken können. Es muss aber gefunden werden, sonst sind die Annahmen der Quantenphysik falsch.
Irgentwie passt die Formel E=MC² nicht auf Masselose Teilchen oder?
Wenn man jetzt zum Beispiel nach c umformen will, kommt E/M=C² herraus, wobei man ja durch 0 Teilen müsste?? Dazu hätte das Teillchen ja auch keine Ennergie, da m(=0)*C² ja auch 0 ergeben würde? Wie kann ein Teillchen ohne Energie Energie übertragen?
Doch, das passt schon, denn "E" steht ja für die Ruhemasse. Photonen haben aber die Ruhemasse "null", also bleibt die Masse bei Lichtgeschwindigkeit gleich, eben auch "null". Anders sieht es aus, wenn das Teilchen eine Masse hat, wie ein Proton. Dort steigt die Masse deutlich an, wenn du Lichtgeschwindigkeit erreichen willst.
Genauer kannst du das mit folgender Gleichung betrachten: m=m0 / √ (1-v²/c²). E=mc² beschreibt die Äquivalenz von Masse und Energie, aber nicht die Massezunahme bei Lichtgeschwindigkeit.
