In diesem Artikel werden wir uns endlich mit der Allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie befassen und dem Element „Raum und Zeit“, obwohl dieser Einblick sehr oberfl\u00e4chlich sein wird f\u00fcrs erste. Wir befinden uns in einem 4-dimensionalem Universum, davon sind drei von diesen Dimensionen Raumdimensionen (L\u00e4nge, Breite, H\u00f6he). Die vierte Dimension ist die Zeitdimension, sie verl\u00e4uft nur in eine Richtung, n\u00e4mlich nach vorne, das heisst wir k\u00f6nnen uns nicht r\u00fcckw\u00e4rts in der Zeit bewegen. Was wir noch wissen m\u00fcssen, um ein bisschen tiefer in die Thematik vordringen zu k\u00f6nnen, ist der Fakt, dass Raum und Zeit das gleiche sind. Wenn das jetzt ein bisschen zu kompliziert klingt, dann mach dir keine Sorgen denn das wird dir im Verlaufe des Blogs weiter verdeutlicht und anschaulicher gemacht anhand von Beispielen.<\/p>\n\n\n\n
Die Allgemeine Relativit\u00e4tstheorie ist eine Theorie, die das Wesen der Gravitation beschreibt, doch was hat Gravitation mit Raum und Zeit zu tun? Die Relativit\u00e4tstheorie sagt aus, dass Gravitation die Verbiegung von Raum und Zeit ist (Diese Aussage ist unvollst\u00e4ndig aber zur Vereinfachung der Thematik reicht sie f\u00fcr den Beginn.). Man kann sich das vorstellen, wie wenn man einen schweren Gegenstand in der Mitte eines Trampolins platziert und nachher kleine Murmeln entlang der gebeugten Fl\u00e4che sto\u00dfen w\u00fcrde. Hierbei w\u00e4re der schwere Gegenstand die Sonne in unserem Sonnensystem, die kleinen Murmeln die Planeten und das Trampolin w\u00e4re die gekr\u00fcmmte Raum-Zeit-Ebene. https:\/\/youtu.be\/MTY1Kje0yLg<\/a> hier habe ich noch ein Video verlinkt, dass mein vorheriges Beispiel visuell vorf\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n Da wir jetzt wissen, dass Raum und Zeit im Grundprinzip das Gleiche sind, stellt sich die Frage, wenn Raum gekr\u00fcmmt wird, wird dann auch Zeit gekr\u00fcmmt? Die Antwort darauf ist ja. Wenn wir aber von einer Zeitkr\u00fcmmung sprechen dann ist damit gemeint, dass die Uhren, mit welcher wir die Zeit messen, in verschiedenen Gravitationsfeldern unterschiedlich schnell vergehen. Neben einem massereicheren Objekt vergeht die Zeit langsamer, als neben einem Objekt, welches weniger Masse besitzt oder wenn man weiter entfernt ist vom Gravitationsfeld des massereichen Objekts. Dieser Effekt wird tagt\u00e4glich gemessen durch Navigationssatelliten des GPS, denn ohne die ART (Allgemeine Relativit\u00e4tstheorie) w\u00e4re ein Navigationssystem, welches uns durch den Alltag begleitet nicht denkbar.<\/p>\n\n\n\n Aber warum entsteht durch die Kr\u00fcmmung der Zeit Gravitation? Wir haben ganz am Anfang gelernt, dass wir nicht in einer dreidimensionalen Welt leben, sondern in einer vierdimensionalen. Obwohl du gerade auf einem Stuhl sitzt und dich nicht bewegst, bewegst du dich trotzdem immer nach vorne, du bewegst dich n\u00e4mlich immer durch die Zeit-Dimension. Diese Bewegung ist eine gerade Strecke. Versucht man jedoch jetzt ein Objekt in der gekr\u00fcmmten Zeit in einer geraden Strecke zu bewegen, so ist die Strecke nicht mehr gerade, sie wird zu einer Kurve. Eine Kurve ist aber kein Ruhezustand mehr, sondern es ist eine beschleunigte Bewegung. So kommt es zustande, dass sich Objekte durch Raum und Zeit beschleunigen k\u00f6nnen. Dies gilt auch f\u00fcr die bekanntlich masselosen Photonen. <\/p>\n\n\n\n Jetzt stellt sich aber noch eine Frage, was kr\u00fcmmt n\u00e4mlich den Raum genau? Es kann nicht die Ruhemasse der Elementarteilchen sein, weil dann w\u00fcrden wir die Photonen (\u201eLichtteilchen\u201c) ausschliessen. Denn die besitzen keine Masse, aber trotzdem versp\u00fcrt das Licht einen gravitativen Einfluss. Ist es vielleicht die Bewegungsenergie mit der Ruhemasse, die den Raum kr\u00fcmmt? Dies kann auch nicht sein, denn die ART muss bestehen, ohne abh\u00e4ngig von ihren Beobachtern zu sein. Da aber die Bewegungsenergie eine relativistische Gr\u00f6sse ist, kann man dies auch ausschliessen. Eine gewiss komplexere Gr\u00f6sse ist verantwortlich f\u00fcr die Kr\u00fcmmung von Raum und Zeit, n\u00e4mlich der Energie-Impuls-Tensor (Wir werden den in den sp\u00e4teren Eintr\u00e4gen genauer unter die Lupe nehmen). <\/p>\n\n\n\n Stellen dir das wie ein Computer vor, man gibt dem Computer einen Input, in diesem Falle zwei Geschwindigkeitsvektoren. Daraufhin integriert der Computer den Input und gibt nachher einen bestimmten Output heraus, der Informationen enth\u00e4lt. Der Energie-Impuls-Tensor ist der Computer. Mit dem Energie-Impuls-Tensor kann man Massen-, Energie-, Impuls- und Druckverteilung in einer Masse ermitteln. Falls sich jemand entscheidet, sich die ART tiefgr\u00fcndiger anzuschauen, kann ich dir nur ans Herz legen, dass du dich stark auseinander setzten tust mit der Tensor Algebra, denn sie ist das A und O in der ART.<\/p>\n\n\n\n Im n\u00e4chsten Blog werden wir uns mit Schwarzen L\u00f6chern befassen, ich freue mich auf den n\u00e4chsten Eintrag, Bis Bald \ud83d\ude42<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" In diesem Artikel werden wir uns endlich mit der Allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie befassen und dem Element „Raum und Zeit“, obwohl dieser Einblick sehr oberfl\u00e4chlich sein wird f\u00fcrs erste. Wir befinden uns in einem 4-dimensionalem Universum, davon sind drei von diesen Dimensionen Raumdimensionen (L\u00e4nge, Breite, H\u00f6he). Die vierte Dimension ist die Zeitdimension, sie verl\u00e4uft nur in eine … <\/p>\n