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Lexikon der Mathematik: Periheldrehung

Drehung des Perihels von Umlauf zu Umlauf.

Die Periheldrehung ist ein Effekt in der Gravitationstheorie, der dazu führt, daß im Zweikörperproblem keine exakten Ellipsen als Bahnkurven auftreten.

In der Newtonschen Gravitationstheorie ist das Zweikörperproblem für zwei Punktteilchen exakt gelöst; sofern diese ein gebundenes System bilden, ist die Bahnkurve stets eine Ellipse, die im Ausnahmefall zu einer Kreisbahn entarten kann. Anstelle eines Punktteilchens kann man auch kugelsymmetrische Körper verwenden.

Ist jedoch der Zentralkörper nicht mehr kugelsymmetrisch, z. B. ein leicht abgeplattetes Rotationsellipsoid wie unsere Sonne, so ist die Bahnkurve eines kleinen umlaufenden Objekts keine exakt geschlossene Ellipse mehr. Die einfachste Beschreibung dieser Bahnkurve ist eine gestörte Ellipsenbahn mit Periheldrehung. Die Abweichung von der exakten Ellipsenbahn ist umso größer, je dichter der Körper um den Zentralkörper kreist und je mehr andere Körper die Bahnkurve beeinflussen.

Diese beiden schon aus der Newtonschen Gravitationstheorie folgenden Typen von Periheldrehung waren schon im 19. Jahrhundert bekannt und beim innersten Planeten Merkur auch genau gemessen worden. Es stellte sich jedoch heraus, daß die beim Planeten Merkur beobachtete Periheldrehung um wenige Prozent von dem nach der Newtonschen Gravitationstheorie berechneten Wert abwich. Diese Differenz läßt sich nur mittels der Allgemeinen Relativitätstheorie erklären. So wurde Anfang des 20. Jahrhunderts die Periheldrehung zu einer wichtigen experimentellen Stütze der Allgemeinen Relativitätstheorie.

Abbildung 1 zum Lexikonartikel Periheldrehung
© Springer-Verlag GmbH Deutschland 2017
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Planetenbahn mit Periheldrehung, P1 Perihel vorher, P2 Perihel nachher, α Periheldrehung pro Umlauf

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  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

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