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Raum-Zeit,

 

Raumzeit, Relativitätstheorie: die Zusammenfassung der drei Raumdimensionen mit der Zeit als vierter Koordinate zu einem vierdimensionalen metrischen Raum (Raum-Zeit-Kontinuum, Raum-Zeit-Welt). Der Begriff der Raum-Zeit ist Ausdruck der engen Verknüpfung von Raum und Zeit in der Relativitätstheorie und ermöglicht dort deren einheitliche Beschreibung. Die geometrische Struktur der Raum-Zeit ist durch eine Metrik und deren metrischer Tensor festgelegt. Dabei liegt der speziellen Relativitätstheorie eine pseudoeuklidische Metrik zugrunde, die die Erweiterung des euklidischen Raumes der klassischen Physik um die zeitliche Dimension zum Minkowski-Raum beschreibt (ebene Raum-Zeit). In der allgemeinen Relativitätstheorie hingegen ist die Metrik prinzipiell nichteuklidisch, und der metrische Tensor hängt von den Koordinaten ab. Dies führt zu einer gekrümmten Raum-Zeit (Raumkrümmung), die durch eine vierdimensionale Riemann-Geometrie beschrieben wird und deren Krümmung sich als Ausdruck des Gravitationspotenzials einer Massenverteilung deuten lässt. Ein nur der Gravitation unterliegendes Teilchen bewegt sich danach entlang geodätischer Linien, auf denen der von der Metrik bestimmte raumzeitliche Abstand zweier Punkte in der Raum-Zeit (Weltpunkte) minimal wird. Geodätische Linien sind im Allgemeinen gekrümmt, im Minkowski-Raum aber, wie im euklidischen Raum, Geraden; Lichtstrahlen breiten sich immer auf Nullgeodäten aus, die im Minkowski-Raum durch den Lichtkegel dargestellt werden.

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

Relativitätstheorie und die Einheit von Raum und Zeit