Exkurs: Albert Einstein, die Raumzeit und die Gravitation

Albert Einsteins spezielle und allgemeine Relativitätstheorien halfen Widersprüche innerhalb der klassischen Mechanik zu lösen. Dafür entwickelte Einstein das Konzept der Raumzeit - eine etwas andere Sichtweise auf Zeit und Raum. Dieses Konzept erlaubt ein erweitertes Verständnis der Gravitation. Die Raumzeit Da wir nur drei Dimensionen war nehmen können, fällt es vielen schwer das Konzept der Raumzeit vollständig zu begreifen (vielleicht tun das nur ein paar ganz wenige Wissenschaftler). Im Konzept der “Raumzeit” bildet die Zeit die vierte Dimension. Diese ist mit den drei Raum-Dimensionen untrennbar verbunden. Die vier Dimensionen sind daher: links / rechts vor / zurück hoch / runter vorher / nachher Das dem tatsächlich so sein muss, kennt jeder aus dem Alltag: Verabredet man sich mit einem Freund dann benötigt man zwei Angaben: “Wo und wann?” Allein den Ort des Treffens zu kennen, aber nicht die Uhrzeit führt genauso zu Schwierigkeiten wie die Uhrzeit zu kennen aber nicht den Ort. Stark vereinfacht kann man sich die “Raumzeit” als eine Art Ortsangabe im Universum verstehen: Zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet sich ein Körper an einem bestimmten Ort im Raum.

Bildlich dargestellt

Eine bildliche Darstellung der “Raumzeit” fällt allgemein sehr schwer, da sich das menschliche Gehirn nur drei Dimensionen bewusst werden kann. Aus diesem Grund vereinfacht man das vierdimensionale Konzept gerne auf ein zweidimensionales Konzept. Stell dir vor es gäbe nur die zwei Dimensionen Zeit und Raum. Dann ließe sich die “Raumzeit” mit einem Billardtisch vergleichen. Eine Kugel durchwandert diesen Raum in einer bestimmten Zeit. Dabei bewegt sie sich immer auf einer geraden Linie. Dies ist die kürzeste Verbindung von einem “Raumzeit-Punkt” (Start) zu einem anderen “Raumzeit-Punkt” (Ziel).

Die Krümmung der Raumzeit

Die Raumzeit ist jedoch kein starres Gebilde, sondern “verformbar”. Die Masse von Objekten führt zu einer Raumzeit-Krümmung. Dabei gilt: Je schwerer das Objekt, desto größer ist die Raumzeit-Krümmung. Die Darstellung der Raumzeit als Billard-Tisch ist nicht zufriedenstellend. Angenommen man spannt jedoch ein großes Tuch über den Billard-Tisch und spielt darauf, so entstehen überall dort wo sich Kugeln (Masse) befindet Dellen. Je mehr Masse die Kugel besitzt, desto größer und tiefer ist die entstehende Delle. Die Dellen sind die Krümmung der “Raumzeit”.
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