Metriken
Hallo
Ich versuche zu erklären, was die vierte Dimension in unserem
Fall - der Realität - ist. Ich habe versucht darzulegen, wie
man den dreidimensionalen Raum, so wie wir ihn kennen, in
einem Modell rekonstruieren kann. Du wirst mir zustimmen, daß
die Beschreibung der ersten drei Dimensionen von meinem Modell
genau dem entspricht, was man auch in der Realität
wiederfindet. Ich habe jetzt nur den nächsten Schritt gemacht
und das Modell logisch fortgesetzt. Wenn das Modell bis zum
Punkt der 3ten Dimension zutreffend war, warum soll es dann
plötzlich ab der 4ten versagen?
Man kann so schon einen 4-D Raum vorstellen, nur hast du eben keine zeitartige sondern eine weitere raumartige Dimension hinzugefügt.
Deswegen gehe ich davon aus,
daß meine erzeugte 4te Dimension identisch mit der Zeit ist -
jedenfalls wenn du davon ausgehst, daß in der Realität die 4te
Dimension die Zeit ist - ich glaube aber nicht, daß dieser
Annahme irgendwer widersprechen wird
.
Ich widerspreche hiermit
.
Es kommt nämlich entscheidend auf die Messvorschrift (Metrik) in deinem Raum an, ob die jeweilige Dimension Raumartig oder aber Zeitartig ist.
(Im folgenden folge ich der Darstellung von U.Schröder:„Spezielle Relativitätstheorie“, nur habe ich die etwas ungewöhnliche Vorzeichenkonvention im metrischen Tensor umgekehrt ):
Beim Minkovski-Raum (einer Raumzeit) kann man einen Vierervektor so definieren
x = (x0,x1,x2,x3)
wobei x1,x2,x3 den uns bekannten Koordinaten x,y,z entsprechen und x0 = c*t
Der Abstand zwischen zwei Weltpunkten xa und xb ist jetzt
(s_ab)^2 = g_mn(xa^m-xb^m)(xa^n-xb^n) (mit m,n=0,1,2,3)
^2 meint quadrat
_ meint: folgende indices unten, bzw. kontravarianter Vektor
^ meint: folgende Indices oben, bzw. kovarianter Vektor
über doppelt auftretende Indices wird summiert (Einsteinsche Summenkonvention)
Der metrische Tensor g_mn ist
hier
1 0 0 0
g_mn = 0 -1 0 0
0 0 -1 0
0 0 0 -1
Das quadrat der „Länge“ eines Vierervektors
ist also
s^2 =g_mn x^m x^n = x0^2 - x1^2 - x2^2 - x3^2
Mit Hilfe der Metrik erhält man die kovarianten Komponenten des Vierervektors:
x_m = g_mn x^n
ausgeschrieben
x_0 = x^0
x_n = -x^n
D.h. kontra und kovariante zeitliche Vektoren unterscheiden sich im Minkovski-Raum durch das Vorzeichen!
Damit ist das Skalar-Produkt (=das Quadrat des Abstands zwischen zwei Ereignissen)
x_m x^m
nicht mehr(!) positiv definit, wie das im 3-d Fall ist. (3d können abstände nur positiv sein, im Minkovski-Raum ist das anders)
Lange Rede kurzer Sinn:
Es gibt einen Unterschied zwischen raumartigen und zeitartigen Dimensionen. Wenn man eine Raumzeit konstruieren will, muss man auch eine entsprechende Messvorschrift für Abstände in dieser Raumzeit einführen und den Unterschied zwischen ko- und kontravarianten Vektoren berücksichtigen.
Die Metrik deines Beispiels entspricht (hier wieder die Vorzeichenkonvention Schröders):
**-1 0 0 0
g_mn = 0 -1 0 0
0 0 -1 0
0 0 0 -1
womit du nur raumartige Dimesionen hast.
Also habe ich den 4D
Raum rekonstruiert, ja. Wieso soll der tod sein? ich verstehe
nicht wie ein 4 dimensionaler Raum mal tod oder mal lebendig
sein kann?! Sag mir doch mal was im Gegensatz zu meinem toten
4D - Raum ein lebendiger 4D Raum ist.
Nun, das war ein Bild dafür, dass deinem Raum die Zeit fehlt. Es ist ein 4D-Raum aber keine Raumzeit.
die Zeit ist doch kein Bonus
Wie du jetzt vielleicht verstehen kannst: eben schon.
es ist eine
Dimension - und zwar die vierte.
im Minkowski-Raum (In meinem Beispiel habe ich sie als erste gewählt, aber das ist egal). Du brauchst nämlich die richtige Metrik dazu.
Man kann, wie schon von anderen im Thread angedeutet, sich auch mit dem Trick x0=ict (i^2=-1, c Lichtgeschwindigkeit) behelfen. Der Zugang hat den kleinen Nachteil, dass er lediglich für die spezielle Relativitätstheorie sinnvoll ist und sich nicht verallgemeinern lässt.
Rossi**