Wann krümmt sich der Raum pdf?

Die Frage entsteht meist bei der Suche nach einem Dokument über die Relativitätstheorie, aber die Antwort hängt nicht von einem Datum ab. In Einsteins Theorie bilden Raum und Zeit eine einzige vierdimensionale Einheit, deren Geometrie durch den Inhalt an Materie und Energie bestimmt wird. Wo immer Masse vorhanden ist, wird die Raumzeit verformt; Körper, die in der Nähe vorbeiziehen, folgen den geradest möglichen Linien innerhalb dieser gekrümmten Geometrie, und das nehmen wir als Schwerkraft wahr. Die Erde umkreist die Sonne nicht, weil eine Kraft an ihr zieht, sondern weil sie der Krümmung folgt, die die Sonne um sich herum erzeugt.

Die Verformung ist bei Alltagsgegenständen verschwindend gering und wird erst bei enormen oder sehr dichten Massen spürbar. Die Sonne lenkt einen Lichtstrahl, der an ihrem Rand vorbeistreift, um nur 1,75 Bogensekunden ab – der Wert, den Eddington bei der Sonnenfinsternis von 1919 maß. In der Nähe eines Neutronensterns oder eines Schwarzen Lochs ist die Krümmung so stark, dass Licht geschlossene Umlaufbahnen beschreiben kann. Und die Theorie sagt voraus, dass beschleunigte Massen Wellen in der Geometrie selbst aussenden: Gravitationswellen, die LIGO im September 2015 nachwies.

Krümmung ist keine abstrakte Tafelrechnung. GPS-Satelliten umkreisen die Erde in etwa 20.200 km Höhe, wo die Raumzeit weniger gekrümmt ist als an der Oberfläche: Ihre Uhren laufen deshalb um etwa 45 Mikrosekunden pro Tag schneller, und weitere 7 Mikrosekunden langsamer aufgrund ihrer Geschwindigkeit; ohne diese Korrektur würde die Positionsangabe innerhalb weniger Stunden um Kilometer abweichen. Die NASA-Mission Gravity Probe B maß zwischen 2004 und 2005, wie die Erde den Raum um sich herum verformt und mitzieht, und die von Hubble und Webb fotografierten Gravitationslinsen zeigen entfernte Galaxien, die durch die Masse dazwischenliegender Galaxienhaufen verzerrt werden.