How far would you have to go to escape gravity? - Rene Laufer

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TED-Ed


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Übersetzung: Melis Meyer-Gümüs Lektorat: Angelika Lueckert Leon
00:06
More than six thousand light years
0
6945
1950
Mehr als 6000 Lichtjahre
00:08
from the surface of the earth,
1
8895
1440
von der Erdoberfläche entfernt
00:10
a rapidly spinning neutron star
2
10335
2240
sprengt ein schnell rotierender Neutronenstern
00:12
called the Black Widow pulsar
3
12575
2190
namens Black Widow Pulsar
00:14
blasts its companion brown dwarf star with radiation
4
14765
3900
mit Strahlung seinen braunen Begleitzwergstern,
00:18
as the two orbit each other every 9 hours.
5
18665
4190
während die beiden sich alle 9 Stunden gegenseitig umkreisen.
00:22
Standing on our own planet,
6
22855
1670
Von unserem Planeten aus
00:24
you might think you’re just an observer of this violent ballet.
7
24525
3470
könnte man denken, dass man nur ein Beobachter dieses gewaltigen Balletts ist.
00:27
But in fact, both stars are pulling you towards them.
8
27995
3550
Aber in Wirklichkeit ziehen uns beide Sterne an.
00:31
And you’re pulling back,
9
31545
1620
Und wir ziehen an ihnen,
00:33
connected across trillions of kilometers
10
33165
2330
verbunden über Trillionen von Kilometern
00:35
by gravity.
11
35495
2170
durch die Erdanziehungskraft.
00:37
Gravity is the attractive force between two objects with mass—
12
37665
4410
Die Erdanziehungskraft ist die anziehende Kraft zwischen zwei Objekten mit Masse --
00:42
any two objects with mass.
13
42075
2200
jeden zwei Objekten mit Masse.
00:44
Which means that every object in the universe attracts every other object:
14
44275
5230
Das bedeutet, dass jedes Objekt im Universum jedes andere Objekt anzieht:
00:49
every star, black hole,
15
49505
2090
jeder Stern, jedes schwarze Loch,
00:51
human being, smartphone, and atom
16
51595
3160
jedes menschliche Wesen, Smartphone und Atom
00:54
are all constantly pulling on each other.
17
54755
2540
ziehen sich ständig gegenseitig an.
00:57
So why don’t we feel pulled in billions of different directions?
18
57295
4660
Wieso fühlen wir also nicht, dass wir in Milliarden von Richtungen gezogen werden?
01:01
Two reasons: mass and distance.
19
61955
3340
Aus zwei Gründen: Masse und Abstand.
01:05
The original equation describing the gravitational force between two objects
20
65295
4530
Die ursprüngliche Gleichung der Anziehungskraft zwischen zwei Objekten
01:09
was written by Isaac Newton in 1687.
21
69825
4170
wurde 1687 von Isaac Newton aufgestellt.
01:13
Scientists’ understanding of gravity has evolved since then,
22
73995
3660
Das Verständnis von Wissenschaftlern hat sich seitdem entwickelt,
01:17
but Newton’s Law of Universal Gravitation
23
77655
2700
aber Newtons Gesetz der Universalgravitation
01:20
is still a good approximation in most situations.
24
80355
3780
ist immernoch eine gute Annäherung in den meisten Situationen.
01:24
It goes like this:
25
84135
1360
Sie geht wie folgt:
01:25
the gravitational force between two objects
26
85495
2720
die Anziehungskraft zwischen zwei Objekten
01:28
is equal to the mass of one
27
88215
1820
ist gleich die Masse eines Objekts
01:30
times the mass of the other,
28
90035
1890
hoch die Masse des anderen,
01:31
multiplied by a very small number
29
91925
2140
multipliziert mit einer sehr kleinen Zahl,
01:34
called the gravitational constant,
30
94065
2140
der Gravitationskonstanten,
01:36
and divided by the distance between them, squared.
31
96205
4130
und geteilt durch den Abstand zwischen ihnen hoch 2.
01:40
If you doubled the mass of one of the objects,
32
100335
2360
Würde man die Masse von einem verdoppeln,
01:42
the force between them would double, too.
33
102695
2500
würde sich die Kraft zwischen ihnen auch verdoppeln.
01:45
If the distance between them doubled,
34
105195
1880
Würde sich der Abstand verdoppeln,
01:47
the force would be one-fourth as strong.
35
107075
3050
wäre die Kraft um 1/4 stärker.
01:50
The gravitational force between you and the Earth pulls you towards its center,
36
110135
4991
Die Anziehungskraft zwischen uns und der Erde zieht uns zu ihrem Kern.
01:55
a force you experience as your weight.
37
115126
2760
Das ist eine Kraft, die man als Gewicht kennt.
01:57
Let’s say this force is about 800 Newtons
38
117886
2740
Sagen wir mal, diese Kraft beträgt etwa 800 Newton,
02:00
when you’re standing at sea level.
39
120626
1810
wenn man auf Meeresebene steht.
02:02
If you traveled to the Dead Sea,
40
122436
1900
Würde man zum Toten Meer reisen,
02:04
the force would increase by a tiny fraction of a percent.
41
124336
3780
würde die Kraft um einen winzigen Teil eines Prozents steigen.
02:08
And if you climbed to the top of Mount Everest, the force would decrease—
42
128116
4160
Würde man auf die Spitze des Mount Everest klettern, würde die Kraft sinken -
02:12
but again, by a minuscule amount.
43
132276
3327
aber auch wieder um einen winzigen Teil.
02:15
Traveling higher would make a bigger dent in gravity’s influence,
44
135603
3735
Je höher, umso größer ist die Auswirkung auf die Anziehungskraft,
02:19
but you won’t escape it.
45
139338
2100
entfliehen kann man ihr aber nicht.
02:21
Gravity is generated by variations in the curvature of spacetime—
46
141438
4400
Die Schwerkraft wird durch Schwankungen in der Krümmung der Raumzeit erzeugt --
02:25
the three dimensions of space plus time—
47
145838
2550
den drei Dimensionen von Raum und Zeit --
02:28
which bend around any object that has mass.
48
148388
4072
die sich um jedes Objekt mit Masse biegen.
02:32
Gravity from Earth reaches the International Space Station,
49
152460
3250
Die Erdanziehungskraft erreicht die internationale Raumstation,
02:35
400 kilometers above the earth,
50
155710
2490
400 km über der Erde,
02:38
with almost its original intensity.
51
158200
2620
mit fast ihrer ursprünglichen Stärke.
02:40
If the space station was stationary on top of a giant column,
52
160820
3570
Würde die Raumstation auf der Spitze einer riesigen Säule stehen,
02:44
you’d still experience ninety percent
53
164390
2060
würde man dort immernoch 90 %
02:46
of the gravitational force there that you do on the ground.
54
166450
3910
der Anziehungskraft spüren, die auf der Erde herrscht.
02:50
Astronauts just experience weightlessness
55
170360
2540
Astronauten erleben die Schwerelosigkeit nur,
02:52
because the space station is constantly falling towards earth.
56
172900
4290
da die Raumstation ständig zur Erde hin fällt.
02:57
Fortunately, it’s orbiting the planet fast enough that it never hits the ground.
57
177190
5280
Glücklicherweise umkreist sie den Planeten schnell genug und fällt nie auf die Erde.
03:02
By the time you made it to the surface of the moon,
58
182470
2410
Wenn man die Oberfläche des Monds erreicht,
03:04
around 400,000 kilometers away,
59
184880
2870
etwa 400.000 km entfernt,
03:07
Earth’s gravitational pull would be
60
187750
1940
beträgt die Erdanziehungskraft
03:09
less than 0.03 percent of what you feel on earth.
61
189690
4830
weniger als 0,03 % als was man auf der Erde spürt.
03:14
The only gravity you’d be aware of would be the moon’s,
62
194520
3147
Die einzige spürbare Anziehungskraft wäre die des Mondes,
03:17
which is about one sixth as strong as the earth’s.
63
197667
3190
welche etwa 1/6 so stark wie die der Erde ist.
03:20
Travel farther still
64
200857
1520
Würde man weiter reisen,
03:22
and Earth’s gravitational pull on you will continue to decrease,
65
202377
3800
würde die Erdanziehungskraft kontinuierlich sinken,
03:26
but never drop to zero.
66
206177
2580
aber niemals Null sein.
03:28
Even safely tethered to the Earth,
67
208757
2369
Sogar sicher auf der Erde verankert
03:31
we’re subject to the faint tug of distant celestial bodies and nearby earthly ones.
68
211126
7080
ist man Gegenstand der schwachen Anziehung von Himmelskörpern und nahen Erdkörpern.
03:38
The Sun exerts a force of about half a Newton on you.
69
218206
3475
Die Sonne übt eine Kraft von etwa einem halben Newton auf uns aus.
03:41
If you’re a few meters away from a smartphone, you'll experience
70
221681
3230
Wenn man ein paar Meter von einem Smartphone entfernt ist,
03:44
a mutual force of a few piconewtons.
71
224911
3500
erlebt man eine gegenseitige Kraft von ein paar Piconewton.
03:48
That’s about the same as the gravitational pull
72
228411
2560
Das ist in etwa so viel wie die Anziehungskraft
03:50
between you and the Andromeda Galaxy,
73
230971
2950
zwischen uns und der Andromeda Galaxie,
03:53
which is 2.5 million light years away
74
233921
2860
die 2,5 Mio Lichtjahre entfernt ist,
03:56
but about a trillion times as massive as the sun.
75
236781
3860
aber etwa eine Billion mal größer ist als die Sonne.
04:00
But when it comes to escaping gravity,
76
240641
2150
Beim Thema der Flucht vor der Erdanziehung
04:02
there’s a loophole.
77
242791
1220
gibt es ein Schlupfloch.
04:04
If all the mass around us is pulling on us all the time,
78
244011
3520
Wenn alle Masse um uns herum uns ständig anzieht,
04:07
how would Earth’s gravity change
79
247531
1960
wie würde sich die Erdanziehung verändern
04:09
if you tunneled deep below the surface,
80
249491
2470
würde man tief unter der Oberfläche graben,
04:11
assuming you could do so without being cooked or crushed?
81
251961
3796
mit der Annahme, dass man dabei nicht gekocht oder zerdrückt wird?
04:15
If you hollowed out the center of a perfectly spherical Earth—
82
255757
4090
Würde man die Mitte einer kreisrunden Erde aushöhlen --
04:19
which it isn’t, but let’s just say it were—
83
259847
2300
was sie nicht ist, aber nehmen wir es an --
04:22
you’d experience an identical pull from all sides.
84
262147
3830
würde man eine gleichmäßige Anziehung von allen Seiten erleben.
04:25
And you’d be suspended, weightless,
85
265977
2330
Man würde schweben, schwerelos sein,
04:28
only encountering the tiny pulls from other celestial bodies.
86
268307
4190
nur auf die winzige Anziehung von anderen Himmelskörpern treffen.
04:32
So you could escape the Earth’s gravity in such a thought experiment—
87
272180
3900
Also könnte man der Erdanziehungskraft in solch einem Gedankenversuch entkommen--
04:36
but only by heading straight into it.
88
276080
3300
aber nur, wenn man genau darauf zusteuert.
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