Kann man die Raumzeit zerreißen, und was passiert dann?
Es ist möglich die Raumzeit zu biegen. Kann man sie auch zerreißen?
8 Antworten
Hallo,
Raum und Zeit verbinden sich bei Lichtgeschwindigkeit miteinander ähnlich wie das elektrische und magnetische Feld in der Elektrotechnik...
In einen Gravitationsfeld ist der kürzeste Weg auf der Oberfläche einer Kugel der Großkreis. Befinden sich außerhalb des Äquators zwei Orte und Punkte auf dem selben Breitengrad, so verläuft die kürzeste Verbindung zwischen diesen beiden Punkten oberhalb des Breitengrades. Denn diese Verbindung ist ein Teil eines Kreises und dessen Fläche möchte durch den Erdmittelpunkt verlaufen. Also nimm eine große Holzkugel und schlage auf dem selben Breitengrad außerhalb des Äquators zwei Nägel mit einem möglichst großen Abstand voneinander ein, und befestige ein Gummiband zwischen den beiden Nägeln, so wird das Gummiband auf der halben Strecke zwischen den Beiden Nägeln nicht auf dem Breitengrad, sondern in Richtung des Nordpoles verlaufen. Ähnlich verläuft auch der Kurs von Schiffen und Flugzeugen, da diese Verbindung den kürzesten Weg zwischen den beiden Punkten darstellt.
Die Zentrifugalgeschwindigkeit verhält sich dadurch bei Lichtgeschwindigkeit nicht nach c²/r sondern nimmt den Wert von 2c²/r an, hat also den doppelten Wert.
Bewegt man sich mit Lichtgeschwindigkeit und es treten zur gleichen zeit zwei Ereignisse mit einem großen räumlichen Abstand auf, so werden die beiden Ereignisse nicht gleichzeitig sondern nacheinander wahrgenommen. Die Differenz wird um so größer je größer der räumliche Abstand zwischen diesen beiden Punkten ist.
NEIN! Du zerreißt hier gar nichts.
Es handelt sich um eine Eigenschaft des Raumes und der Zeit, also der Verbindung, die Einstein postuliert hat und es gibt nichts, was wir daran ändern können.
Ein Riss in der Raumzeit ist nur etwas für Science-Fiction-Autoren.
Ja, aber so schnell reißt da nichts. Dieses "Elastizitätsmodul" liegt bei "1024 Gigapascal! Die Raumzeit eben nicht das dehnbare Gummituch (Elastizität 0,1 GPa) ist, als die sie in Veranschaulichungen immer präsentiert wird."
(Quelle: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2013/05/28/wo-sind-die-gravitationswellen/ )
Warum Du Dich nicht weiter informiert hast (über die Stärke), verstehe ich nicht.
Sieh die Raumzeit wie ein Gummilaken. Da bildet sich ein unten geschlossener Trichter, wo Masse ist. Wenn sich da eine extrem schwere, kleine Kugel befindet, wird aus dem Trichter ein Gummischlauch, der einfach mitsamt Murmel nach unten tropft. Als Abriss würde ich das nicht sehen, denn der Schlauch bleibt (schnellt nicht wieder zurück), und das Loch bleibt ebenso und zieht mit zunehmender Masse einen unten offenen Trichter von den Rändern nach sich.
Hallo Thatguy77,
es gibt ein mögliches Szenario für das Ende des Universums, das Big Rip genannt wird. Dabei wird die Expansion des Raumes (von der Raumzeit zu sagen, sie expandiere, ist merkwürdig, da sie Zeit ja enthält) derart schnell, dass nicht einmal mehr die Bindung zwischen Atomen oder gar den Elementarteilchen, aus denen sie bestehen, dagegen halten kann. Danach wäre letztlich jedes Elementarteilchen vom anderen kausal abgekoppelt, d.h., keines könnte mehr das andere beeinflussen.
Wenn man das als „zerreißen“ bezeichnen möchte, o.k., aber eigentlich wäre dies nur eine bestimmte Eigenschaft der Raumzeit.
Auch das mutmaßliche Verhalten der Raumzeit in der Nähe der hypothetischen Singularität in einem Schwarzen Loch könnte als so etwas wie ein Riss oder Loch in der Raumzeit angesehen werden, weil dort die Abstände aus dem Ruder laufen (und ohnehin alles durch Gezeitenkräfte zerfetzt wird). Gut möglich aber, dass die Singularität überhaupt nicht existiert, sondern auf einer gewissen Ebene eine „körnige“ Struktur der Raumzeit selbst zum Tragen kommt.
An sich ist die Raumzeit kein Stoff, denn man zerreißen könnte, sondern eine Struktur, in der Ereignisse verschiedene Arten von Abständen haben können (zeitartig, lichtartig und raumartig).
Es ist möglich die Raumzeit zu biegen.
Das ist ein Missverständnis, das durch das beliebte Bild vom eingedellten Gummituch transportiert wird. Tatsächlich ist mit der Krümmung der Raumzeit, von der sie Allgemeine Relativitätstheorie (ART) spricht, etwas völlig anderes, nämlich eine Abweichung von der gewohnten Geometrie.
Die zeigt sich im Verhalten „gerader“ bzw. geodätischer Linien.
Versucht man, sich entlang einer gekrümmten Fläche geradeaus zu bewegen, erhält man eine solche Linie, z.B. einen Großkreis auf einer Kugel. Will man etwa per Flugzeug zwischen zwei Orten auf demselben Breitengrad reisen, führt die kürzeste Strecke nordwärts. Will man entlang des Breitengrades reisen, beschreibt man einen Kleinkreis und muss ständig den Kurs korrigieren.
Auf der Erdoberfläche übt der Boden ständig eine Kraft aus, die uns davon abhält, einfach Richtung Erdmittelpunkt bis auf die andere Seite zu fallen. Deshalb stehen wir auf dem Boden. Wollen wir uns kurze Zeit schwerelos fühlen, müssen wir hochspringen. Unsere Weltlinie ist während des Sprunges „gerader“ als sonst, aber gerade dabei tendiert sie eben dazu, auf die Weltlinie des Erdmittelpunkts und auch des Bodens zuzulaufen. In einer „flachen“ Raumzeit wären geodätische Weltlinien auch gerade, und falls sie an einer Stelle parallel sind, wären sie dies überall.
Unter der Raumzeit versteht man ein von Einstein erdachtes, über eine System von Differentialgleichungen formuliertes mathematisches Modell, anhand dessen sich das großräumige Geschehen im Weltall verstehen und voraussagen lässt.
Man kann diesem Modell auch entnehmen, dass es einen Urknall gegeben haben muss und unser Universum (womit der durch Menschen beobachtbare Teil des Weltraums gemeint ist) durch ihn völlig neu gestaltet wurde.
Im Zuge diesen Ereignisses, das wir den Urknall nennen, wurde Raum in seiner damaligen Form tatsächlich "zerrissen", denn wie die Inflationstheorie uns sagt, hatte der gesamte Raum, den wir heute unser Universum nennen, direkt vor dem Urknall noch nicht mal die Größe eines Grieskörnchens!
Was du also wohl wirklich wissen möchtest, scheint zu sein: Kann der Weltraum zerreißen? Wie du siehst: Er kann.
Nebenbei noch: Physiker sind heute der Meinung, dass Raum nur existiert als Abstand zwischen Objekten, die untereinander Energie austauschen: Aus nichts weiter sonst. Insofern zerreißt auch jede Supernova (= große Explosion) den Raum: Sie zerlegt einen sterbenden Stern in Elementarteilchen, welche danach viele Lichtjahre weit von einander entfernt existieren: als große, aber auch fast beliebig kleine Körnchen von Staub, aus dem sich dann viele Millionen Jahre später neue Sterne, Planeten und kleinere Himmelskörper bilden werden.
Unter der Raumzeit versteht man ein von Einstein erdachtes, über eine System von Differentialgleichungen formuliertes mathematisches Modell, ...
Die raumzeitliche Abstandsdefinition
(1) Δτ = √{Δt² − Δs²⁄c²} für cΔt ≥ Δs
(2) Δς = √{Δs² − c²Δt²} für cΔt ≤ Δs
stammt von EINSTEINs früherem Mathematikprofessor H. MINKOWSKI. Er selbst lehnte diese Sicht der Dinge zunächst ab.
Die Raumzeit selbst ist aber m.E. gar kein mathematisches Modell, sondern schlicht Realität.
Akzeptieren wir eine bestimmte Uhr U als die Bezugs-Uhr (und sehen sie als stationär an), so ist Raum die Menge aller Orte, d.h. Positionen relativ zu U und Zeit definitionsgemäß die von U aus ermittelte Zeit. Selbstverständlich lassen sich beide zur Raumzeit zusammenfassen und somit jedem Ereignis eine zeitliche und drei räumliche Koordinaten zuordnen.
Es gibt allerdings keinen physikalischen Grund - und das Wissen wir seit GALILEI (!) - nicht statt U eine relativ zu U mit konstanter Geschwindigkeit bewegte Uhr U' als Bezugs-Uhr auswählen zu können. Mit U' als Bezugs-Uhr ist aber eine bestimmte Position relativ zu U kein Ort mehr.
Zudem ist "Raum, wie er jetzt ist" eher ein abstraktes mathematisches Modell als die Raumzeit, denn er ist uns prinzipiell nicht zugänglich. Beobachten können nur Ereignisse, die umso länger her sind, je weiter sie von uns weg stattgefunden haben.
Und das ist dann auch noch Interpretationssache.
Und wenn Objekte keine Energie austauschen ist kein Raum da ?
E=mc^2......Objekte tauschen also Masse aus damit dazwischen Raum ist....
Da Raum und Zeit verknűpft sein soll entseht zeit also auch nur wenn Objekte Energie aus tauschen?
Hast du eine Quelle fûr deine Aussage?
Masse ist eine bestimmte Form von Energie. Es gibt aber viele weitere Formen von Energie (z.B. kinetische Energie).
Zeit entsteht, wo sich etwas verändert. Überall also, denn mindestens die überall präsente Quantenfluktuation bedeutet ja ständige Veränderung: Das Entstehen beliebig kurzlebiger "Teilchen" (= Portionen von Energie, viele davon sind Fermionen, viel andere sind Bosonen).
Die Zeit ist keine Achse mit zwei gleichwertigen Richtungen: Sie ist ein Pfeil mit unterschiedlichen Enden. Quelle: Carlo Rovelli: Die Ordnung der Zeit (2018) - ein sehr gut verständliches Buch.
Rovelli ist theoretischer Physiker und hat lange über die Natur der Zeit nachdacht.
Noch mehr Überlegungen dazu:
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0812/0812.0240.pdf
https://ggreiter.wordpress.com/2012/06/28/rzq-die-raumzeit-der-quanten/
Physiker sind heute der Meinung, dass Raum nur existiert als Abstand zwischen Objekten, die untereinander Energie austauschen:
Und die Zeit ist dann auch nur der Abstand einer Entwicklungsstufe eines Gegenstandes zu einer anderen Entwicklungsstufe desselben Gegenstandes, relativ zum Beobachter?
Im Übrigen müsste auch der Raum nur relativ zum Beobachter existieren, da auch der Abstand relativ zum Beobachter ist.
Und muss Energie ausgetauscht werden oder reicht es nicht, dass ein Objekt Energie auf den anderen ausübt?
Vermutlich zerreißt ein schwarzes Loch arg die Raumzeit nach Deinem Ansatz, wenn es einen Gaswolke zerfetzt, bevor sich die Fetzen in diesen Masseriesen hineindrehen.
Der Beobachter ist Beispiel für ein Objekt, denn:
Unter Objekten, die Abstand von einander haben, versteht der Physiker Fermionen, d.h. Materieteilchen (die bekanntesten Beispiele für Fermionen sind Atomkerne, Elektronen, und was sich aus ihnen zusammensetzt: Atome, Moleküle, bis hin zu ganzen Sternen).
Neben den Fermionen gibt es Bosonen: Es sind dies Energieportionen, die Fermionen miteinander austauschen. [ Das ist das, was du nennst "Energie auf andere ausüben" – eine NICHT gebräuchliche Redewendung; Du solltest sie nicht mehr benutzen. ] Bekanntestes Beispiel sind Photonen, aber z.B. auch Gravitationswellen (deren jede ja Summe von Gravitonen ist, ganz so wie alles Licht Summe von Photonen ist).
Als Abstand zwischen gegebenen Fermionen A und B gilt die Zeit, die das Licht benötigt, von A nach B zu kommen.
Über die wahre Natur der Zeit denken die Physiker immer noch nach.
Zeit ist in der Physik eindeutig definiert als Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.
Also deine Aussage das zeit der Abstand zwischen Entwicklungsstufen ( Ereignisse) ist, ist richtig.
Doch ich zerreiße dich und die raumzeit, wieso hat die raumzeit ein elastizitätsmodul?