Raumzeit-Krümmung auch in beschleunigtem Bezugssystem?

Timm1990 · Gast

Hallo liebe Physiker!

Ich habe eine Frage zu dem Gedankenexperiment, das Einstein zu seiner Allgemeinen Relativitätstheorie verholfen hat. Dabei geht es um die zwei für einen inneren Beobachter abgeschlossenen Fahrstühle.

Ein Fahrstuhl der im kräftefreien Raum mit der Erdbeschleunigung g in Richtung des Normalenvektors der "Fahrstuhldecke" beschleunigt, stellt für einen inneren Fahrgast dieselben Verhältnisse dar (bezüglich des Fahrstuhlbodens) wie ein auf dem Erdboden ruhender Fahrstuhl.

Einstein hat das Gravitationsfeld der Erde nun als Krümmung der Raum-Zeit gedeutet. Kann man dementsprechend auch argumentieren, dass der Raum in dem Fahrstuhl gekrümmt wird, der im kräftefreien Raum mit g beschleunigt wird? In dem beschleunigten Fahrstuhl wirkt ja somit auch die Gravitation (hier als Trägheitskraft), also müsste in diesem Fahrstuhl doch auch die Raum-Zeit gekrümmt sein.

Grüße

Feldi · Anmeldungsdatum: 13.01.2018 Beiträge: 18

Hallo Timm,

schau mal unter Attraktoren.
Ich denke Du hast recht.
Der sogenannte Große Attraktor ist eine Raumzeitanomalie.
Der sogenannte Seltsame Attraktor wohl eine Quantenanomalie.

Wo beginnen diese Anomalien und wo enden sie???

Liebe Grüße
Feldi

index_razor · Anmeldungsdatum: 14.08.2014 Beiträge: 3259

Feldi · Anmeldungsdatum: 13.01.2018 Beiträge: 18

Pendelbewegungen bei einem Doppelpendel, zeigen die nicht eine chaostheoretische Struktur im Fahrstuhl an?

Ich frage mich, warum schwingt ein Doppelpendel in einem beschleunigten Aufzug chaotisch?

Timm1990 · Gast

Vielen Dank für die sehr verständliche Antwort.

Vielleicht kannst Du mir auch folgende Frage beantworten:
Man liest häufig in populärwissenschaftlichen Büchern, dass sich Einstein zusätzlich auch an einer vereinheitlichten Feldtheorie versucht hat.

Ist damit gemeint, dass er versucht hat, die elektrodynamischen Kräfte wie beispielsweise die Coulomb'sche Kraft als Geometrie zu deuten, ähnlich der Gravitationskraft? Also den Charakter der Kraft auch bei der Coulomb-Kraft umzudeuten und fallen zu lassen?

Kann man die Elektrodynamik also nicht erklären wie die Allgemeine Relativitätstheorie die Gravitations erklärt, eben durch eine Geometrisierung? Auf diesen Gedanken bin ich schon im Unterricht gekommen, weil es hieß, dass die Gravitationskraft dem gleichen Abstandsgesetz wie die Gravitation folgt. Also dachte ich, ob man nicht dieselbe Geometrisierung anwenden könnte.

Grüße Timm

index_razor · Anmeldungsdatum: 14.08.2014 Beiträge: 3259

index_razor · Anmeldungsdatum: 14.08.2014 Beiträge: 3259

Feldi · Anmeldungsdatum: 13.01.2018 Beiträge: 18

Danke!

Feldi · Anmeldungsdatum: 13.01.2018 Beiträge: 18

Sorry

Hab mich arg verrant.

Brauch jetzt dringend eine Pause.
Die nehm ich mir auch.
Lag die ganze Zeit so was von daneben.

Ende Edit

Timm1990 · Gast

Vielen Dank für Deine Mühe. Das ist erst einmal eine Menge Theorie. Ok, also habe ich es richtig verstanden.

Ich habe noch eine letzte Frage zur Gravitation durch die Raum-Zeit-Krümmung.
Das in einer gekrümmten Raum-Zeit die Wege, auf denen sich ein Körper bewegen kann (ohne dass man ihn auf eine bestimmte Bahn zwingt) gekrümmt sind, verstehe ich intuitiv. Dass Licht also um ein massereiches Objekt herumgekrümmt wird, ist mir absolut klar, wenn die einzig mögliche Bewegung (und das ist eben die Bewegungsmöglichkeit im Raum selbst) eben auf gekrümmten Bahnen verläuft.
Was mir aber nicht klar werden will, ist das Folgende: Wenn der Körper sich zuvor relativ in Ruhe zu dem massereichen Körper befand, wie kann er durch die gekrümmte Raum-Zeit in Bewegung gesetzt werden (also angezogen werden).

Dazu folgende Analogie: Stell' Dir einen Eisenbahnwagon vor, der sich, wie bekannt, nur entlang der Schienen bewegen kann. Seine möglichen Bewegungen sind stets an die Schienen gebunden, wie unsere an den Raum. Nun verbiege ich die Schienen, sodass die entstehende Kurve in die Nähe eines Baumes kommt und kurz an diesem vorbeiführt. Wenn der Zug sich jetzt bewegen will, muss er die Krümmung durchlaufen. Von oben sieht das ganze so aus, als würde er zu dem Baum gezogen werden. Es ist aber keine Kraft, sondern die gekrümmte und einzige mögliche Bewegbarkeit des Wagons. So könnte man sich die Gravitation vorstellen.

Jetzt aber der springende Punkt: Der Wagon wird nur zu dem Baum "gezogen", wenn er in Bewegung ist, denn dann muss er die Krümmung der Schienen durchlaufen.
Von dieser Analogie her verstehe ich nicht, warum der gekrümmte Raum ein ruhendes Objekt in Bewegung setzen kann. Es wäre so, als ob man den Wagon nur vor die Krümmung der Schiene setzen muss und er würde sich plötzlich anfangen zu bewegen.

Grüße
Timm

index_razor · Anmeldungsdatum: 14.08.2014 Beiträge: 3259

Die Analogie stimmt an einigen Stellen nicht so recht. Der problematischste Aspekt scheint mir zu sein, daß nur der Zug hier eine Bewegung ausführt. Denke daran, daß die eigentliche geodätische Bewegung ja in der Raumzeit stattfindet. Alle Objekte sind stets in Bewegung durch die Raumzeit und keines verharrt an irgendeinem Punkt (Ereignis). In relativer Ruhe sind sie dann, wenn ihre Bewegung durch die Raumzeit parallel verläuft.

Die richtige Analogie bestünde also aus zwei verschiedenen Gleisen, die anfänglich parallel verlaufen, niemals eine Kurve beschreiben und sich dennoch näher kommen. Ein derartiger Verlauf ist nicht in der Ebene, wohl aber auf der gekrümmten Erdoberfläche möglich. Stelle dir zwei Züge vor, die von verschiedenen Stellen am Äquator starten und exakt Richtung Norden fahren. Die Bewegung ist geodätisch, da sie auf einem Großkreis erfolgt. Die Züge treffen sich letztlich am Nordpol.