Darwin und die Götter der Scheibenwelt
sich und kriecht nur noch dahin, und die Masse geht gegen unendlich. Nichts (nun ja, kein Ding ) kann sich schneller als das Licht bewegen, und die Masse kann sich in Energie verwandeln.
1908 fand Minkowski eine einfache Methode, die relativistische Physik zu veranschaulichen, nun die Minkowskische Raumzeit (auch Minkowski-Raum) genannt. In der Newtonschen Physik hat der Raum drei feststehende Koordinaten – links/rechts, vorn/hinten, oben/unten. Raum und Zeit galten als voneinander unabhängig. Im relativistischen Konzept jedoch behandelte Minkowski die Zeit als zusätzliche, eigenständige Koordinate. Eine vierte Koordinate, eine vierte unabhängige Richtung … eine vierte Dimension . Aus dem dreidimensionalen Raum wurde die vierdimensionale Raumzeit. Die Art, wie Minkowski die Zeit behandelte, fügte der alten Idee von d’Alembert und Lagrange jedoch eine neue Wendung hinzu. Die Zeit konnte nun in gewissem Grad mit dem Raum vertauscht werden. Wie der Raum wird die Zeit ein Teil der Geometrie.
Wir sehen das bei der relativistischen Behandlung eines bewegten Teilchens. In der Newtonschen Physik befindet sich ein Teilchen im Raum, und mit dem Ablauf der Zeit bewegt es sich. Die Newtonsche Physik betrachtet ein bewegtes Teilchen so, wie wir einen Kinofilm betrachten. Die Relativitätstheorie jedoch betrachtet ein bewegtes Teilchen als Sequenz von Standbildern, die zusammen den Film ergeben. Damit bekommt die Relativitätstheorie einen deutlichen Hauch von Determinismus. Die Filmbilder existieren bereits, bevor man den Film ablaufen lässt. Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft sind bereits da . Mit dem Ablauf der Zeit und des Films entdecken wir, was das Schicksal für uns bereithält – aber Schicksal heißt wirklich Vorsehung , unvermeidlich, unausweichlich. Ja, die Filmbilder könnten vielleicht erst eins nach dem anderen entstehen, sodass das neueste die Gegenwart wäre, aber das lässt sich nicht widerspruchsfrei für sämtliche Beobachter annehmen.
Relativistische Raumzeit = geometrisches Narrativium.
Geometrisch betrachtet zieht ein sich bewegender Punkt eine Kurve. Stellen Sie sich das Teilchen als die Spitze eines Bleistifts vor und die Raumzeit als ein Blatt Papier. Wie sich der Bleistift bewegt, hinterlässt er auf dem Papier eine Spur. So beschreibt das Teilchen bei seiner Bewegung eine Kurve in der Raumzeit, die man seine Weltlinie nennt. Wenn sich das Teilchen mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, ist die Weltlinie gerade. Teilchen, die sich sehr langsam bewegen, durchmessen in einer großen Zeitspanne nur ein kleines Stück Raum, sodass ihre Weltlinien nahezu senkrecht sind; Teilchen, die sich sehr schnell bewegen, durchmessen sehr viel Raum in sehr wenig Zeit, also sind ihre Weltlinien nahezu waagerecht. Dazwischen verlaufen diagonal die Weltlinien von Teilchen, die eine gegebene Menge Raum in derselben Menge Zeit durchlaufen – gemessen in den richtigen Maßeinheiten. Diese Einheiten werden so gewählt, dass sie einander vermittels der Lichtgeschwindigkeit entsprechen – etwa Jahre für die Zeit und Lichtjahre für den Raum. Was durchmisst ein Lichtjahr Raum in einem Jahr Zeit? Das Licht natürlich. Also entsprechen diagonale Weltlinien den Lichtpartikeln – den Photonen – oder allem anderen, was sich mit derselben Geschwindigkeit bewegen kann.
Die Relativitätstheorie verbietet, dass sich Körper schneller als Licht bewegen. Die solchen Körpern entsprechenden Weltlinien werden zeitartige Kurven genannt, und die zeitartigen Kurven, die durch ein bestimmtes Ereignis laufen, bilden einen Kegel, genannt ›Lichtkegel‹. Genau genommen sind es zwei mit den Spitzen aneinanderstoßende Kegel* [* Mathematisch wird das ganze Gebilde aber als ein Kegel bezeichnet. Um nicht immerzu an den Lichtkegel einer Lampe denken zu müssen, der damit überhaupt nichts zu tun hat, sagen viele Physiker auch ›Kausalitätskegel‹.– Anm. d. Übers. ], von denen einer vorwärts, der andere rückwärts zeigt. Der vorwärts zeigende Kegel enthält die Zukunft des Ereignisses, alle Punkte in der Raumzeit, die es möglicherweise beeinflussen kann. Der rückwärts gerichtete Kegel enthält die Vergangenheit, die Ereignisse, die möglicherweise dieses eine Ereignis beeinflussen könnten. Alles andere ist verbotenes Gebiet, Punkte anderswo und anderswann, die zu dem betreffenden Ereignis keinerlei kausale Beziehung haben können.
Man sagt, der Minkowski-Raum sei ›eben‹ – er stellt die Bewegung von Teilchen
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