Basiswissen

Raumzeit^[1] oder Raum-Zeit-Kontinuum^[2] bezeichnet die gemeinsame Darstellung des dreidimensionalen Raums und der eindimensionalen Zeit in einer vierdimensionalen mathematischen Struktur. Vierdimensional heißt hier nur, dass man vier reelle Achsen in einem Koordinatensystem benötigt, um eine Ereignis eindeutig festzulegen. Siehe auch vierdimensional ↗

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Die Krümmung der Raumzeit wird oft als eingedrücktes Netz dargestellt. Tatsächlich ist dies nur analog zu betrachten, da die Krümmung in einer Vierdimensionalität besteht, die aber nicht visualisiert werden kann. © Johnstone (Wikimedia) ☛

Fußnoten

[1] Adam Becker: Woraus besteht die Raumzeit. In: Spektrum der Wissenschaft. Mai 2022. Seite 13 bis 21.

[2] Ein Raum-Zeit-Kontinuum "bezeichnet in der modernen Physik die stetige Mannigfaltigkeit von Raum-Zeit-Punkten, d. h. von Ereignissen, die durch Raum-und Zeitkoordinaten charakterisiert werden." In einem "weiteren Sinne", so das Lexikon, könne "man auch bereits in Bezug auf die Newton’sche Physik von einem Raum-Zeit-Kontinuum sprechen". In einem engeren Sinn aber "bezeichnet der Begriff [...] die sogenannte »Minkowski-Welt«". Diese Minkowski-Welt als diejenige Raum-Zeit, die der speziellen Relativitätstheorie von Albert Einstein entspricht. In: der Artikel "Raum-Zeit-Kontinuum". Metzler Philosophie Lexikon. Herausgegeben von Peter Prechtl und Franz-Peter Burkard. 2. überarbeitete Auflage. Stuttgart, Weimar, 1999. ISBN: 3-476-01679-X.

[3] Franz Serafin Exner: Vorlesungen über die physikalischen Grundlagen der Naturwissenschaften. Deuticke, Wien 1919, OBV. Kapitel I: Raum, Zeit, Masse und einige allgemeine Begriffe. Siehe auch Grundlagen der Naturwissenschaften (Exner) ↗

[4] J. Audretsch/K. Mainzer (Herausgeber): Philosophische Probleme der Raum-Zeit. Mannheim u. a. 1988.

[5] Erwin Schrödinger: Die Struktur der Raum-Zeit. Darmstadt 1993. Das Buch behandelt die Raumzeit der Physik mit Hilfe mathematischer Tensoren.

[6] Der Astrophysiker Arthur Stanley Eddington (1882 bis 1944) verweist auf eine sonderbare Eigenschaft der Geometrie der Raumzeit: bei einem Dreieck in der Raumzeit kann man zwei Seiten finden, die in Summe kürzer sind als die dritte Seite. Das ist für ein Dreieck in einem rein euklidischen (uns vertrauten Raum) unmöglich: "There is an analogous, but significantly different, law for the time-triangle, viz. two of the sides (not any two sides) are together less than the third side. It is difficult to picture such a triangle but that is the actual fact." In: Arthur Stanley Eddington: The Nature of the Physical World. MacMillan, 1928 (Gifford Lectures). Dort im Kapitel "Gravitation", Seite 134.

[7] Raum und Zeit wurden schon lange vor Einstein als zusammgehörig oder zumindest kombinierbar angesehen: "Da die Teile der Ausdehnung außereinander sind, so machen sie eine gewisse Bestimmung aus, die von den Möglichkeiten nur eine Klasse zugleich wirklich sein lässt. Es gibt daher Wahrheiten, die an den Ort dergestalt gebunden sind, dass, was in einem Raum oder Ort ist, nicht zugleich außerhalb desselben ist, ungeachtet es gar wohl außerhalb desselben, oder an einem anderen Ort sein könnte. Die Bestimmungen des Orts und der Zeit sind es, welche die Dinge individual machen, und es ist klar, dass sie beisammen sein, folglich die Begriffe der Zeit und des Raums miteinander verbunden werden können. Denn was fortfährt in einem Raum oder an einem Orte zu bleiben, das dauert." Aber das ist noch nicht die untrennbare Verbindung von Raumzeit im Sinne Einsteins oder Weyls. Das Zitat findet sich in: Johann Heinrich Lambert: Neues Organon oder Gedanken über die Erforschung und Bezeichnung des Wahren und dessen Unterscheidung vom Irrthum und Schein. Leipzig 1764.