Was ist Raumzeit?

@TangMi

TangMi schrieb:wenn z.B. ich den Raum zur Verfügung stelle, wie dann so etwas in mir möglich sein soll.

Ich versuchs dennoch nochmal :D

Stell dir vor eine Frau ist schwanger und trägt ein Kind in sich ;)

Die Mutter ist ganz normal, eine Mutter eben wie millionen andere auch. Das Baby aber das sie im Bauch trägt ist ein Freak :P:
Es bewegt sich mit annähernder Lichtgeschwindigkeit im Körper der Mutter - bis zum Zeitpunkt der Geburt, da ist es ein Baby wie jedes andere auch.

Das würde dann bedeuten das für die Mutter normale, wie für uns auch, 9 Monate rumgegangen sind. Für das Baby waren es aber deutlich weniger im Empfinden. Aus unserer Sicht waren es natürlich auch 9 Monate die das Baby drin war, für das Baby selbst ging aber die Zeit rum wie im Flug.

Der Weg den sie beide zum Geburtsmoment genommen haben war ein anderer, aber sie haben sich wieder getroffen, dadurch siehst du das man nicht springt, es ist ein Punkt der noch immer gleichen Linie der erreicht wird, nur auf 2 unterschiedlichen Wegen.

Wars diesmal besser :D ?

@TangMi

TangMi schrieb:1. Wenn ich z.B. in meinem Bett liege dann ist da Raum um mich herum. Man sagt ja auch so salopp „ich geh jetzt mal in den Schlafraum“. Da die Erde sich jedoch im All durch die Raumzeit bewegt und sich dabei auch noch dreht – ist doch eigentlich nie der gleiche Raum in meinem Raum – nicht? Klar - man kann jetzt sagen da ist Luft drin und die wird halt mitgenommen - aber wie kommt der neue Raum - also nur der Raum ggf. durch die Wände? Oder wandert mein Raum mit? Hat mein Schlafzimmer ggf. ein eigenes Raumsegment?

Das gleiche Problem: Dein Schlaf-Raum ist nicht mit dem Universum gleichzusetzen. Auch wenn sich der Schlaf-Raum innerhalb der Raumzeit befindet. Was dann daraus folgert ist, daß Dein Schlaf-Raum immer einen anderen "Ort" innerhalb des Universums bzw. der Raum-Zeit einnimmt.

Geisonik schrieb:Wars diesmal besser :D ?

...eigentlich nicht. Ich merke aber beim Schreiben das ich mich verrenne - und langsam wird mir das auch klarer.

ornis schrieb:Das gleiche Problem: Dein Schlaf-Raum ist nicht mit dem Universum gleichzusetzen. Auch wenn sich der Schlaf-Raum innerhalb der Raumzeit befindet. Was dann daraus folgert ist, daß Dein Schlaf-Raum immer einen anderen "Ort" innerhalb des Universums bzw. der Raum-Zeit einnimmt.

Ok. Kommen wir zu Frage 2...

@TangMi

TangMi schrieb:2. Kann ich ggf. wieder zu meinem alten Raum zurück (ich meine das nicht zeitlich – sondern rein örtlich) – z.B. den Raum den ich am 31.12. um 17:53 eingenommen habe?

Ja, aber nicht exakt. Da sich das Universum an allen "Punkten" ausdehnt, ist natürlich zu einem späteren Zeitpunkt etwas neuer Raum an dem Ort, wo sich Dein Schlafzimmer befand. Aber rein von den Koordinaten her betrachtet und ein gemeinsames räumliches Bezugssystem (vorher / nachher) voraussetzend - ja.

Ja, aber nicht exakt. Da sich das Universum an allen "Punkten" ausdehnt, ist natürlich zu einem späteren Zeitpunkt etwas neuer Raum an dem Ort, wo sich Dein Schlafzimmer befand. Aber rein von den Koordinaten her betrachtet und ein gemeinsames Bezugssystem voraussetzend - ja.

...da habe ich wieder ein Problem mit. Könnte ich zu einer anderen Zeit an die gleiche Koordinate zurück - dann könnte ich mich ggf. auch an ihr aufhalten. Das würde aber aus meiner Sicht voraus setzen, das ich einen festen Bezugspunkt einnehmen könnte. Und ich denke dass das nicht geht.

...bin gerade mal weg. Bis später. Und danke für die guten und logischen Antworten bisher.

@TangMi

TangMi schrieb:Könnte ich zu einer anderen Zeit an die gleiche Koordinate zurück - dann könnte ich mich ggf. auch an ihr aufhalten

Jein.
Der Raum wäre ja trotz identischer Koordinaten nicht mehr der gleiche, es ist ja Zeit vergangen (da sindwa wieder :D )

@TangMi

TangMi schrieb:Das würde aber aus meiner Sicht voraus setzen, das ich einen festen Bezugspunkt einnehmen könnte. Und ich denke dass das nicht geht.

Darum schrieb ich ja auch von einem gemeinsamen räumlichen Bezugsystem für vorher / nachher. Da es keinen Mittelpunkt des Universums gibt, muß man sich eben ein Bezugssystem selber wählen. Wenn alle Bewegungen bekannt wären, könnte man das berücksichtigen.

Geisonik schrieb:Der Raum wäre ja trotz identischer Koordinaten nicht mehr der gleiche, es ist ja Zeit vergangen

Das hängt von der Definition von Raum ab. Als Koordinaten auf dem gleichen räumlichen Bezugsystem (vorher / nachher) beruhend und mit der Einschränkung, daß die Dunkle Energie ständig neuen Raum "erzeugt" - ja, aber eben nicht exakt.

@ornis
@Geisonik

Kann man sich Raumzeit vielleicht so vorstellen das ein flacher Raum existiert dessen Dicke 1 Sekunde ist und dessen horizontale Ausdehnung dem des Beobachtungs-Horizonts entspricht?

@TangMi

Im Prinzip ja. Der kürzeste Zeitintervall liegt aber bei 5,39106*10-44 s:

Die Planck-Zeit ist eine Planck-Einheit und beschreibt das kleinstmögliche Zeitintervall, für das die bekannten Gesetze der Physik gültig sind. Sie ergibt sich aus der Zeit, die Licht benötigt, um eine Planck-Länge zurückzulegen und eine (gedachte) Zustandsveränderung zu bewirken. Benannt wurde sie nach Max Planck.

Bei kleineren Zeitintervallen verliert die Zeit ihre vertrauten Eigenschaften als Kontinuum. Sie würde quantisieren, d. h. Zeit liefe unterhalb der Planck-Zeit in diskreten Sprüngen ab. Aus den bekannten physikalischen Gesetzen folgt, dass jedes Objekt, das einen Vorgang kürzer als in Planck-Zeit durchlebt, zu einer Singularität wird.

Die Planck-Zeit (auch Planck-Ära) definiert daher auch den ersten Zeitpunkt nach dem Urknall, der physikalisch beschrieben werden kann.

Wikipedia: Planck-Zeit

und die

TangMi schrieb:horizontale Ausdehnung

ist dabei eine Ausdehnung in alle 3 möglichen räumlichen Dimensionen.

@ornis

Würdest Du dem auch zustimmen wenn ich sage das...

- ein Photon das z.B. heute von der Sonne emittiert wird - ggf. IMMER weiterfliegen kann (vorausgesetzt der Raum dehnt sich weiter aus) - falls es ggf. nicht absorbiert wird.

- die Grenze des Universums eine Raum-Zeitliche ist (hinter der Grenze ist nichts weil das Kontinuum alles ist was ist, bzw. gibt es nicht mehr als das Kontinuum).

- das der Raum den ich mal eingenommen habe, eine Sekunde später genauso wenig existent ist, wie der welchen ich in der nächsten Sekunde einnehmen werde.

@TangMi
Moin Moin...
:D :D

Nun habe dir mal was sehr verständliches rausgesucht apropo alles ""bewegt"" sich mit c durch die 4D Raumzeit...

Is so wahrscheinlich einfacher zu verstehen....
Übrigens auch ne tolle Seite apropo Relativität...sehr empfehenswert at all.
http://www.relativity.li/de/epstein/lesen/c0_de/c2_de/
NG

Ps: Wenn ihr drüber philosophiert.... wieder an den selben Platz von Ort und Zeit zurück kommen zu können??...
.. die Galaxien dehnen sich nicht aus...mit der Raumexpansion is da innerhalb galxien also nix mit die verwirbelten dort die RZ..
Nur ausserhalb.... der welchen apropo Bett am selben Ort... Da RZ aber ein Fluiddynamisches Modell ist, kann man das mit dem selben Ort zu selbiger Zeit eh "überall" vergessen...

Es sei denn es gäbe ein Zentrum und das ganze würde sich wie ein Karussel drehen... dann ja selber Ort und Zeit möglich..
Tuts aber höchstwahrscheinlich nett...
NG

@Z.

Sehe ich auch so. Den selben "Ort" zu betreffend und geht ja wohl nur wenn wir das Bezugssystem "eng" genug fassen - sprich Sonnensystem. Ab galaktische Maßstäbe wird es schwierig und ab Cluster fast unmöglich, oder täusche ich mich da?

@ornis
Ersma.. Danke für die gute arbeit die du hier machst..

ornis schrieb:Den selben "Ort" zu betreffend und geht ja wohl nur wenn wir das Bezugssystem "eng" genug fassen

denk hab mich ma wieder umständlich ausgedrückt...

Sehen wirs mal aus Sicht der QM... ein eben (jetzt gerade) "sehr wahrscheinlicher Zustand" eines Ortes eines Objektes... wie gross dieser es auch immer sein möge, der Zustand is "einmalig" und somit irreversibel... der Zustand ist eben der genan. Zeit und Raum.
(zumindest anteilig)

Selbigst wird es sich mit dem Raum ohne solche Observablen verhalten. Beachten wir hier einfach mal aus Relativistischer Sicht, ein mögliches propagieren von G-Wellen. Schon diese erzeugten ein ständiges Mikroflimmern der RZ.

Wie wir wissen ist die Grav im Moment nicht zu quantisieren, in sofern könnten diese bis zur Plancklänge hinunter Kräuselungen der RZ verursachen. Unmöglich diese zur RZ gehörenden RZ-Kräuselungen, je noch einmal..... genauso wie sie vor einer Planckzeit "waren".. erneut anzutreffen...oder zu kopieren und zu erhalten.

Zu oben nochmal...
Quantenmechanisch gibt es Versuche zB. 2 Mikroteilchen im abgeschlossenen Versuchsaufbau, wieder an die exakt gleiche Stelle zu transportieren wie sie vor Positionsänderung der Teilchen war.
Teilchen A rechts in der Ecke...Teilchen B links oben.... Teilchen ändern automatisch die Positionen dannach stuppst man sie sozusagen wieder auf die exakte Anfangs-Pos..... zurück... Somit hätten wir ja die gleiche Situation?... Nein wir haben Energie eingeführt um den Zustand wieder herzustellen... In dem Sinne ist es imho unmöglich.... die selbe RZ...egal bis zur Plancklänge hinunter...oder auch makroskopisch auf ein BS bezogen /s. Bsp. Gravwellen, je wieder in der selben Form anzutreffen...
NG

@ornis
Nochn Lesetip dazu:
http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/QG/ (Archiv-Version vom 01.03.2016)

Dynamische Variable des Gravitationsfeldes


Die Feldgleichungen bewirken eine wohldefinierte klassische Zeitentwicklung für die Raumzeitmetrik 4g. Als Menge der Konfigurationsvariablen ("Ortsvariablen") kann dabei die räumliche Geometrie (kurz: 3-Geometrie 3g), die durch Einschränkung von 4g auf eine Familie von raumartigen Hyperflächen entsteht, gewählt werden. (Nach der Wahl geeigneter Koordinaten sind diese Hyperflächen durch die Gleichungen t = const gegeben. In diesem Sinn kann t als "Zeit" bezeichnet werden). Die verbleibenden in 4g steckenden Freiheitsgrade bestehen aus einem als 3π bezeichneten Tensor (er spielt die Rolle der Impulse und stellt - vereinfacht gesagt - die Zeitableitung von 3g dar) sowie einigen weiteren Variablen, die keine physikalische Bedeutung haben, sondern lediglich das verwendete Koordinatensystem (die "Eichfreiheitsgrade") charakterisieren.

Ohne auf die Details der Zeitentwicklung näher einzugehen, wollen wir nur festhalten, dass die Analyse der klassischen Theorie die 3-Metrik 3g als die "Ortsvariable" einer quantenmechanischen Wellenfunktion des Gravitationsfeldes nahelegt. Demnach wäre der quantenmechanische Zustand des Gravitationsfeldes ein Funktional ψ ≡ ψ[3g], in Analogie zur vertrauten Wellenfunktion ψ ≡ ψ(x) für ein System mit Ortsvariable(n) x. Folglich besitzt die 3-Geometrie (und daher auch die 4-Geometrie, die neben 3g auch von den entsprechenden Impulsvariablen und den Eichfreiheitsgraden abhängt) keinen eindeutigen, scharfen Wert.

Zur Rolle der Zeit in der Quantentheorie
Die Struktur der Quantentheorie beruht auf der unitären Zeitentwicklung von Zuständen. Die Wellenfunktion eines Systems hängt folglich von der Zeit t als Parameter ab. Formal kann man das als ψ ≡ ψt(x) schreiben, um die unterschiedliche Rolle von t und x zu verdeutlichen. Für einen gegebenen Wert von t beinhaltet sie die für Voraussagen von Beobachtungen, die zur Zeit t gemacht werden, notwendige Information. (Dasselbe gibt für die Beschreibung durch eine Dichtematrix). Der Zustand kann zu einer beliebigen (Anfangs-)Zeit vorgegeben werden und wird mittels eines unitären Operators zu späteren Zeiten "propagiert": Ut: ψo → ψt. Die "infinitesimale" Version dieses Vorgangs ist gerade die (zeitabhängige) Schrödingergleichung.

Dabei muß der Parameter t durchaus keine absolute physikalische Größe sein: In der auf der Speziellen Relativitätstheorie basierenden Quantenfeldteorie stellt sie die Koordinatenzeit eines beliebigen Inertialsystems dar. (Durch spezielle Zusatzforderungen wird dann sichergestellt, dass eine derartige Beschreibung der Natur vom verwendeten Inertialsystem unabhängig ist).

Falls die Raumzeit nicht flach, sondern gekrümmt ist, aber eine fixe Hintergrundstruktur bildet, kann an die Stelle der "Hyperebenen" t = const auch eine Familie von raumartigen Hyperflächen treten (Quantenfeldtheorie in gekrümmten Raumzeiten, z.B. Hawking-Effekt).

NG

@ornis

Was ist damit:

Original anzeigen (0,4 MB)

...ein bisschen Mystery in einem Mystery-Forum darf ja sein :D :D ..., - da bekommt das "All"-sehende Auge plötzlich eine ganz andere Bedeutung. ;-)

@Z.

Danke für den Link.

TangMi schrieb:...da habe ich wieder ein Problem mit. Könnte ich zu einer anderen Zeit an die gleiche Koordinate zurück - dann könnte ich mich ggf. auch an ihr aufhalten.

Wenn du deine Koordinaten an allen anderen Objekten bestimmst geht das eben nicht. Entfernte Objekte entfernen sich schneller von dir als nahe. Sicherlich gibt es auch welche die in der Zukunft näher zu dir sind aber eben nicht in der Summe aller Objekte.

TangMi schrieb:..ein bisschen Mystery in einem Mystery-Forum darf ja sein :D :D ..., - da bekommt das "All"-sehende Auge plötzlich eine ganz andere Bedeutung. ;-)

Nur so neben bei. Das tun auch die Objekte, die sich jetzt schon oder auch irgendwann in der zukunft prinzipiell für uns der Beobachtung entziehen. :)