Weltfläche

Unter einer Weltlinie versteht man die eindimensionale Kurve eines punktförmigen (nulldimensionalen) Objekts in der Raumzeit. So wie die Trajektorie eines Punktteilchens seine Bewegung im dreidimensionalen Raum beschreibt, gibt die Weltlinie seine Bewegung in dem vierdimensionalen Raum an, der als zusätzliche Koordinate die Zeit besitzt.

Der Begriff der Weltlinie wurde von Hermann Minkowski (1908) zuerst im Zusammenhang mit der speziellen Relativitätstheorie benutzt. Weltlinien sind immer zeitartige (für massive Objekte) bzw. lichtartige (für masselose Teilchen) Kurven in der Raumzeit. Kräftefreie Objekte bewegen sich auf Geodäten.

So kann man sich z. B. die Weltlinie der Erde als eine Schraube in der Raumzeit vorstellen, da sie sich auf einer kreisförmigen Bahn um die Sonne bewegt, sowie mit konstanter Geschwindigkeit durch die Zeit (vorausgesetzt man befindet sich in einem Bezugssystem, das relativ zur Sonne ruht).

Das Konzept der Weltlinie lässt sich für höherdimensionale Objekte verallgemeinern. So ergibt die Bewegung eines eindimensionalen Strings durch die Raumzeit eine Weltfläche, einem zweidimensionalen Objekt kann man ein Weltvolumen zuordnen usw.

Siehe auch

• Minkowski-Diagramm