Bei quasistatischen Vorgängen in der
Physik
gilt neben dem Energieerhaltungssatz das Gesetz von
actio=reactio (Impulserhaltungssatz). Bei schnell veränderlichen
Vorgängen, bei denen
die Wirkung und Gegenwirkung von Kraftfeldern wegen ihrer endlichen
Ausbreitungsgeschwindigkeit ("Retardierung") nicht mehr der
Gesetzmäßigkeit von actio und
reactio genügen können, werden in der Summe nicht
verschwindende Gesamtkräfte
beobachtet, die wegen des Impulserhaltungssatzes eine Existenz von
Feld- bzw.
Wellenimpuls erfordern. Ein Beispiel aus der Elektrotechnik soll dieses
näher
erläutern. Im Bild unten sind zwei mit gleicher Frequenz schwingende elektrische
Antennendipole dargestellt,
wobei für die Phasenverschiebung und den Abstand der Antennen
gelten soll:


Abb. 01: Interferenz
elektromagnetischer Wellen von zwei Antennendipolen
Das Interferenzbild der sich
überlagernden Wellen in der Ausbreitungsebene senkrecht zu den
Antennen zeigt schematisch die Abbildung 01, rechts. Da die Wellen
sich im Wesentlichen nach links ausbreiten, Wellenenergie und -impuls
also hauptsächlich nach
links gerichtet sind, muss aus Gründen der Impulserhaltung auf die
Antennen
im zeitlichen Mittel eine Gesamtkraft Fel
nach rechts
ausgeübt werden. D.h. die elektrischen und magnetischen Felder
üben auf die Antennen Kräfte aus, die im zeitlichen Mittel in der vektoriellen Summe nicht
verschwinden.
Bezüglich dieser Kräfte allein gilt also:
actio non reactio
Dass
die elektrischen und magnetischen Kräfte an den Antennen sich
nicht gegenseitig aufheben,
scheint hier eine Folge der bevorzugten Wellenabstrahlung in einer
Richtung zu
sein. In Wirklichkeit ist es umgekehrt:
Bei
schnell veränderlichen Kraftfeldern muss prinzipiell davon
ausgegangen werden,
dass die gegenseitigen Kraftwirkungen wegen ihres verzögerten
Eintreffens i. a.
keinen Kräfteausgleich schaffen können, so dass das Gesetz
actio = reactio für
die Kräfte i. a. nicht gilt. Ist
der Impulssatz allgemeingültig, so muss daher für jedes beliebige Kraftfeld
(elektrisches, magnetisches, Schwerkraft-Feld usw.) gefordert werden:
| Jedes stationäre Kraftfeld muss bei Lageänderungen der Kraftfeldquelle wegen der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. des verzögerten Eintreffens der sich zeitlich ändernden Kraftwirkungen (Retardierung) ein dynamisches Feld mit Impulsinhalt entwickeln. |
Berechnet man nun gravitodynamisch die
Kräfte, die zwei mit gleicher Frequenz schwingende
Massen der Schwere m1 und m2 aufeinander ausüben, unter
Berücksichtigung der Retardierung der
Feldkräfte
- d.h. des verzögerten Eintreffens der Kraftwirkungen wegen der
endlichen
Ausbreitungsgeschwindigkeit der Feldänderungen - und vergleicht
die
Ergebnisse mit denen von schwingenden elektrischen Ladungen q1
und q2 , so
erhält man die Verhältnisse
der
schematischen Abbildung 02. Hier sind zwei
transversal schwingende Ladungen q1 und q2
bzw. transversal schwingende Massen m1 und m2
für folgenden Sonderfall dargestellt:

Die Abbildung zeigt links schematisch die Überlagerung der elektrodynamischen bzw. gravitodynamischen Wellen von schwingenden Ladungen q1 und q2 bzw. Massen der Schwere m1 und m2 jeweils von gleicher Polarität (vgl. die Abbildung 01, oben). Rechts ist schematisch die Überlagerung der Wellen in der Ausbreitungsebene senkrecht zur Schwingungsrichtung der Ladungen bzw. Massen zu sehen. Ferner sind die zeitlich gemittelten vektoriellen Gesamtkräfte Fgr der Gravitodynamik bzw. Fel der Elektrodynamik auf die schwingenden Massen bzw. Ladungen eingezeichnet.
Man erkennt auf der Abbildung rechts die konträre und daher paradoxe Eigenschaft der Gravitationswellen relativ zu den elektrodynamischen: Die zeitlich gemittelte vektorielle Gesamtkraft Fgr der schweren Massen hat die gleiche Richtung wie die Hauptrichtung der Wellen - im Gegensatz zur Richtung der zeitlich gemittelten Gesamtkraft Fel . Denn berechnet man die zeitlich gemittelten Strahlungsimpulskräfte der gravitomagnetischen und elektromagnetischen Wellen z. B. bei ihrer Absorption in der Umgebung, so sind diese zwar exakt entgegengesetzt gleich den berechneten Gesamtkräften Fgr bzw. Fgr , wie es die Impulssätze der Gravito- und Elektrodynamik verlangen (actio=reactio), die zeitlich gemittelte vektorielle Gesamtkraft Fgr der schweren Massen hat allerdings nach den Berechnungen die gleiche Richtung wie die Hauptrichtung der gravitomagnetischen Wellen - wie auf Abb. 02 dargestellt. Nach dem Impulssatz muss demnach logischerweise der Impuls der Gravitationswellen entgegengesetzt zu ihrer Ausbreitungsrichtung sein (vgl. auch die Abbildungen C1, C2 und C3 der Homepage des Verfassers).