Was ist Raum-Zeit?

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7 Antworten

Raumzeit würde ich als die Zusammengehörigkeit von "Position im Raum" zu einer bestimmten "Zeit" erklären wollen.

Wichtig oder gar notwendig wird diese Raumzeit, wenn Vorgänge im Weltall analysiert werden. Zum Beispiel die Frage "Wo war der Mond am Datum / Uhrzeit?" In größerem Blickfeld muss die Position des Mondes (der die Erde umrundet) und gleichzeitig die Position der Erde (welche die Sonne umrundet) betrachtet / analysiert werden, um diese Frage korrekt zu beantworten.

Andersherum verhält es sich genauso, "Wann war der Mond an einer bestimmten Position?", dieser Zusammenhang von Position (Raum) und Zeit spielt in einem größeren Umfeld immer eine Rolle.

Ich hoffe, ich konnte dir helfen.

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um es einfach auszudrücken: Wenn wir uns sehr schnell durch den Raum bewegen, dann verändert sich der Zeitablauf. Der Raum schrumpft, (nein ich kann das auch nicht verstehen) in Bewegungsrichtung. Die Zeit verläuft langsamer. Wenn wir wieder nach Hause kommen ist dort mehr Zeit vergangen. Also ich fliege mit meinem Raumschiff mit 99 % Lichtgeschwindigkeit zum Sirius und dann wieder zurück. Dazu brauche ich 8 Jahre, auf der Erde sind aber schon 20 Jahre vergangen und alles hat sich verändert.  (die Zahlen stimmen nicht, aber man kann das genau ausrechnen)

Der Witz ist, Raum und Zeit hängen zusammen und beeinflussen sich gegenseitig. Wir bewegen uns ständig mit Lichtgeschwindigkeit durch die Raumzeit, auch wenn wir im Raum unbeweglich sind. Wenn wir uns schnell durch den Raum bewegen bleibt für die Zeit weniger übrig, die Zeit vergeht langsamer. Das spielt für unser normales Leben keine Rolle, weil die Effekte so klein sind dass man sie nicht messen kann. Aber bei hohen Geschwindigkeiten z.B. Satelliten im Erdorbit, muss man das berücksichtigen und ausgleichen.

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Die Frage habe ich meinem Astronomielehrer gestellt und nur eine Abfuhr bekommen.

Das verstehe ich nicht. Wenn man so ein Fach unterrichtet, sollte man dies beantworten können. Wie sah die Abfuhr aus?

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Die Raumzeit ist zunächst einmal einfach die Zusammenfassung von Raum und Zeit zu einem (1+3)-dimensionalen Kontinuum.

Die Position eines Punktes P₁ im Raum lässt sich als so genannter Vektor

(1.1) (x₁; y₁; z₁) bzw. (x₁₁; x₂₁; x₃₁) = x⃗₁ bzw. x

beschreiben. Für ein Ereignis E₁, das zum Zeitpunkt t₁ bei x₁ stattfindet, lässt sich beides, anstatt sie getrennt anzugeben, zu einem Vierervektor

(1.2) (t₁; x₁₁; x₂₁; x₃₁) = (t₁, x₁)

zusammenfassen. Zunächst einmal erscheint dies willkürlich, denn das scheinen ja zwei komplett unterschiedliche Größen zu sein, für die es auch unterschiedliche Maßeinheiten gibt.

Das mit dem Maßeinheiten lässt sich freilich leicht »erschlagen«, indem man t₁ durch ct₁ ersetzt; c ist dabei die Vakuumlichtgeschwindigkeit. So wird (1.2) zu

(1.3) (ct₁; x₁₁; x₂₁; x₃₁) =: (x₀₁; x₁₁; x₂₁; x₃₁)

Wenn nun ein zweites Ereignis E₂ bei

(2) (ct₂; x₁₂; x₂₂; x₃₂) =: (x₀₂; x₁₂; x₂₂; x₃₂)

stattfindet, so ist der zeitliche Abstand

(3) c∆t = c(t₂ – t₁)

gemäß der klassischen Mechanik absolut, während der räumliche Abstand

(4) √{(∆x₁)² + (∆x₂)² +(∆x₃)²} = √{(x₁₂–x₁₁)² + (x₂₂–x₂₁)² +(x₃₂–x₃₁)²}

zwar bei Drehungen des verwendeten Koordinatensystems gleich bleibt, aber von seinem Bewegungszustand durchaus abhängen kann, wenn t₂ ≠ t₁ ist.

Wenn zum Beispiel Hercule Poirrot in einem Abteil des Orient-Express ermittelt, in dem in der Nacht zuvor ein Mord stattgefunden hat, ist das im Bezug auf den Zug an gleicher Stelle, nicht aber im Bezug auf die Fahrstrecke, es sei denn, der Zug sei die ganze Zeit gestanden.

Im späten 19. Jahrhundert stellte man fest, dass die Art, wie man zwischen relativ zueinander bewegten Koordinatensystemen umzurechnen hat, c offenbar unverändert lassen muss.

Dies leisten die sogenannten Lorentz-Transformationen, die sich ihrer mathematischen Struktur nach als Drehung in der Raumzeit erweisen und

(5) √{(c∆t)² – [(∆x₁)² + (∆x₂)² + (∆x₃)²]} = √{(c∆t)² – (∆x₁)² – (∆x₂)² – (∆x₃)

unabhängig vom Bewegungszustand des Bezugssystems sind. Bei Ereignissen, die mit Lichtsignalen verbunden sind, ist dieser Abstand 0, und dass er dies in jedem Bezugssystem ist, ist gleichbedeutend damit, dass c in allen Bezugssystemen die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen ist.

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Bob Lazar hat das schon vor 25 Jahren am Besten erklärt :)

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Raumzeit oder Raum-Zeit-Kontinuumbezeichnet die Vereinigung von Raum undZeit in einer einheitlichen vierdimensionalenStruktur. Sie ist in der Relativitätstheoriedargelegt.

Der Mensch erlebt im Alltag Ort und Zeit als zwei verschiedene Gegebenheiten. Bei Bewegungsgeschwindigkeiten, wie sie im Alltag auftreten, ist diese Unterscheidung sinnvoll. Sie findet sich in der gesamtenklassischen Physik und größtenteils in der Technik. Bei Geschwindigkeiten von der Größenordnung der Lichtgeschwindigkeitzeigt sich jedoch, dass Zeit und Ort einesEreignisses sich stets gegenseitig bedingen.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Raumzeit

Verstehst Du das jetzt?

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 und aufjedenfall Interstellar anschauen....




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Wir befinden uns in einem vierdimensionalen Gebilde, das heißt, um ein "Ereignis" (etwas räumlich und zeitlich vergleichsweise wenig ausgedehntes) zu beschreiben, brauchen wir 4 Koordinaten. Drei davon stellen unseren Raum dar und eine unsere Zeit. Wir sprechen auch von "Raumzeit". 

Aber diese Raumzeit ist nicht eben, sondern gekrümmt.Nicht wie ein Blatt Papier, das man zu einer Röhre biegt, sondern wie die Hülle eines Gummiballs oder eine Tuba. 

Von sich aus ist die Raumzeit bestrebt, möglichst eben zu sein. .Z.B. wie eine Teichoberfläche, kommt jetzt nun aber ein Blatt, oder ein Insekt auf die Oberfläche bilden sich kleine Dellen, ähnlich verzehrt sich die Raumzeit auch wenn Energie (= Masse) "auf" sie gelegt wird. Die Raumzeit krümmt sich in Anwesenheit von Energie so, dass die Energien sich gegenseitig anziehen. Dann spricht man von Gravitation, wo Raumzeit und Masse in Wechselwirkung miteinander stehen ( Planeten, Sonnen, Schwarze Löcher etc.). Gravitation ist auch das Grundgesetz für Leben.

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