Atraven schrieb:In welchem Zusammenhang möchtest du das wissen, mathematisch in der linearen Algebra? Oder angwandt in QM? Newton? SRT? ART? Loopquantengravitation?
Ich versuche schon viele Jahre lang zu verstehen, wie sich die klassischen Größen Raum und Zeit zu dem Gebilde Raumzeit verbinden lassen. Mein Problem dabei ist, mir fehlt eindeutig die mathematische Basis. Es ist egal, ob ART oder SRT, wenn man die Mathematik dahinter nicht beherrscht, landet man immer in einer Sackgasse. Früher hatte ich mal mit Matritzen gerechnet, aber ohne konkreten Zusammenhang. Heute, wo ich es anwenden könnte, habe ich alles vergessen ;(. Trotzdem ist das kein Grund aufzugeben. die Sprache der Physik ist (ab einem gewissen Punkt) nun mal die Mathematik, und wenn ich die Physik verstehen will, muss ich ihre Sprache erlernen.
Die Raumzeit, um die es letztlich geht, wird in der SRT mit der Minkowski-Metrik beschrieben. Nach dem, was man so liest, ist die Metrik einfach, da flach, und überall in der Raumzeit gleich (konstant).
Die ART berücksichtigt nun auch das Vorhandensein von Masse bzw. Energie, also den allgemeinen Fall, während die SRT (wie der Name schon sagt) nur der Spezialfall ist. Wie jeder weiß, krümmen nun Masse und Energie (was im Grunde das Gleiche ist) die Raumzeit. Die Minkowski-Metrik kann hier nicht mehr angewendet werden. Große Massen, wie z.B. Schwarze Löcher werden daher durch die Schwarzschild-Metrik (statisch) oder Kerr-Metrik (rotierend) beschrieben.
Und als ob das nicht schon alles kompliziert genug wäre, sind Raum und Zeit auch noch "relativ", und hängen vom Beobachter ab. Das bringt jede Menge unerfreuliche Effekte mit sich, da die Zeit sich nun in jedem Punkt der 4-dimensionalen "Mannigfaltigkeit anders verhalten kann. Kann man zeitabhängige Prozesse unter diesen Umständen überhaupt beschreiben? Welcher "Beobachter" ist der richtige? ....Fragen über Fragen.
Aber man soll es nicht für möglich halten, kluge Köpfe haben auch dafür Antworten parat. Man splittet das zuvor mühsam zusammengesetzte Raum-Zeit-Kontinuum wieder auf, und konstruiert sich ein Gebilde aus dreidimensionalen raumartigen Hyperflächen, auf denen die Zeit jeweils konstant ist, also fast schon wieder klassisch
:D. Diese Methode wird als ADM-Formalismus bezeichnet, und verwendet die Lorentz-Transformationen und Poincaré-Transformationen, um von einem auf den anderen Beobachter zu "springen".
An der Stelle höre ich erst mal auf, ich wollte dir nur verdeutlichen, auf welchem Stand ich derzeit bin, und was mir so durch den Kopf geht. Derzeit versuche ich mir einen allgemeinen (vereinfachten) Überblick zu verschaffen, die Bedeutung der Begriffe zu verstehen, und gewisse Sachen richtig einzuordnen. Wenn ich in dieser Hinsicht sicherer geworden bin, wage ich mich Step by Step an die Mathematik heran, die mir dann hoffentlich den angestrebten Erkenntnisgewinn bringt.
Zum Glück stehe ich nicht unter Zeitdruck, ob ich das in einem Jahr, oder 10 Jahren begreife, spielt keine Rolle. Der Weg ist das Ziel
:D