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Allgemeine Relativitätstheorie - Konzept

Bei Anweseheit von Gravitation folgen Zustände, Bewegungen wie Wirkungen (Ereignisse) von massiven und masselosen Objekten (Materie und Licht)  den Gesetzen der allgemeinen Relativitätstheorie. Lokal müssen sie den Gesetzen der speziellen Relativtätstheorie gehorchen. Mit "lokal" ist ein (infinitesimal) kleines Raum-Zeit-Gebiet um einen Raum-Zeit-Punkt gemeint. Global spielt sich das Geschehen auf Raum-Zeit-Geodäten ab, deren geometrische Form durch die Verteilung von Energie und Energieströmen (Gravitation) bestimmt ist (aus der speziellen Relativitätstheorie wissen wir, das Masse zu Energie äquivalent ist). Gravitative Energie und gravitativer Impuls können durch Gravitationswellen transportiert werden. Weil die träge gleich der schweren Masse ist, können Beschleunigungen durch irgendwelche Kräfte nicht von Beschleunigungen durch die Schwerkraft unterschieden werden. Einstein folgert daraus, dass physikalische Geetze in gegeneinander beschleunigten Bezugssystemen dieselbe Form haben müssen. Als Konsequenz erfolgen durch Gravitation beschleunigte Bewegungen auf Geodäten des Bezugssystems kräftefrei. Konzepte der Mechanik und der Elektrodynamik  werden über den Weg der speziellen Relativitätheorie verallgemeinert und insbesondere Konzepte der Newtonschen Mechanik aufgegeben oder aufgehoben. Das heißt, sie sind im Falle schwacher Gravitation und geringen Geschwindigkeit weiterhin gültig.

 

  

 


Konzepte vorhergehender Physik

Es handelt sich um die Konzepte der Klassischen Mechanik und der Elektrodynamik. In diesen Konzepten geht es um

Bewegung und Dynamik

Quellen möglicher Felder

Wellen, die Energie und Impuls transportieren aber keine "Teilchen".

Wechselwirkungen durch Übertragung von Energie und Impuls

Zustandsänderung


Wege der Relativität zur ART

Erlauben wir uns das Spiel, Newtonsche Mechanik, Elektrodynamik, spezielle und allgemeine Relativitätstheorie als Relativitätstheorien zu betrachten.

 


Die Erweiterung des Konzepts der SRT zur ART im Einzelnen


Realtion zwischen Ereignissen und Relativität der Bezugssysteme

Wir sagen, dass Vorgänge oder Ereignisse relativ zueinander sind, es gibt eine Relation zwischen ihnen, sie beziehen sich aufeinander. Sie haben einen Ereignisabstand zueinander. Diese Relativität ist mit der Bezeichnung spezielle beziehungsweise allgemeine Relativitätstheorie nicht gemeint. Der Ereignisabstand ist global oder lokal in verschiedenen Bezugsystemen (Koordinatensystemen) invariant. Was der Fall ist, das ist unabhängig vom es beschreibenden Bezugsystem, es sieht je nach Bezugsystem nur anders aus.

Die Beschreibung der Vorgänge, die Sicht auf die Ereignisse und Vorgänge aus dem jeweils anderen Koordinatensystem ist relativ. Die Einzelheiten sehen anders aus (zum Beispiel die gemessene Zeit oder die gemessene räumliche Länge), aber die die Gesetze, die Gleichungen in der zwei Seiten gleich gesetzt werden, ihre Formen sehen genauso aus.

Ist die Raumzeit gekrümmt? Messen kann man nur die Ereignisabstände – die Abstände von dem was „der Fall ist“. Bewegung findet auf dem kürzest möglichen Weg statt, wie ihn die ART erlaubt.

 


Konsequenzen aus diesen theoretischen Prinzipien

Aus den theoretischen Prinzipien ergeben sich nachprüfbare Konsequenzen, die unsere Praxis und unser Weltbild verändern.

Viele Größen der SRT stellen sich dar in Skalaren wie in Vierervektoren des Minkowski-Raumes, der Raum-Zeit, der Geschwindigkeit, des Impulses und des Stromes von geladenen und ungeladenen Teilchen sowie ihrer Invarianten unter Lorentz-Transformationen und Raumdrehungen.

Hinweis: Weil sowohl Teilchendichte als auch Impulskoordinaten (die die Masse beinhalten) vom Bezugssystem abhängen, können Impulsstromdichten nur als Tensor (Energie-Impuls-Tensor) dargestellt werden.

Größen der ART erhält man durch Auffinden geeigneter gekrümmter Koordinatensysteme bei denen in den lokalen Bezugssystemen die spezielle Relativitätstheorie gilt. Die lokalen oder differentiellen Größen sind die der SRT mit ihren differentiellen Invarianten unter Lorentz-Transformationen und Drehungen. Die globale Physik spielt sich ab in Koordinatensystem, die durch eine koordinatenabhängige Metrik gekennzeichnet sind. Das sind zum Beispiel Schwarzschildmetrik, linearisierte Metrik, Robertson-Walker-Metrik.

 


 Philosophie zu Art und SRT

 Raumzeit - WissensWert (philoclopedia.de) fasst philosophische Diskussionen zur speziellen wie allgemeinen Relativitätstheorie zusammen.

Die Gesichtspunkte zur SRt sind:

1.3.1. Vergangenheit und Zukunft
1.3.2. Präsentismus und Eternalismus
1.3.3. Determinismus und Indeterminismus
1.3.4. Dingontologie und Prozessontologie

 

Die Gesichtspunkte zur ARt sind:

1. Raumzeit-Monismus: Die Materie ist auf die Raumzeit ontologisch reduzierbar. Das heißt: Der Raumzeit kommen alle physikalischen oder natürlichen Eigenschaften zu.

2. Materie-Monismus: Die Raumzeit ist auf die Materie ontologisch reduzierbar. Das heißt: Der Materie kommen alle physikalischen oder natürlichen Eigenschaften zu.

3. Raumzeit-Materie-Dualismus: Die Materie und die Raumzeit sind ontologisch nicht aufeinander reduzierbar. Das heißt: Sie sind jeweils substantiell und damit eigenständig Seiendes.

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