- Weltlinie
-
Unter einer Weltlinie versteht man die eindimensionale Trajektorie eines punktförmigen (nulldimensionalen) Objekts in der Raumzeit.[1]
In der klassischen Newtonschen Mechanik versteht man unter einer Trajektorie die drei Raumkoordinaten eines Punktteilchens, welche durch einen Parameter t parametrisiert sind. Jedem Zeitpunkt wird somit ein Punkt des Raumes (der momentane Aufenthaltsort des Teilchens) zugeordnet. Wird die Zeit jedoch als weitere eigenständige Dimension der sog. Raumzeit aufgefasst, so entspricht die gesamte Trajektorie einer eindimensionalen kontinuierlich zusammenhängenden Teilmenge der Raumzeit.
So entspricht etwa die Weltlinie der Erde einer Schraube in der Raumzeit, da sie sich auf einer räumlich kreisförmigen Bahn um die Sonne und mit konstanter "Geschwindigkeit" durch die Zeit bewegt (vorausgesetzt man befindet sich in einem Bezugssystem, das relativ zur Sonne ruht). Die Bewegung kräftefreier Objekte wird durch Geodätenbahnen vorgegeben.
Der Begriff der Weltlinie wurde von Hermann Minkowski (1908) zuerst im Zusammenhang mit der speziellen Relativitätstheorie benutzt.[2] Weltlinien sind für massive Objekte immer zeitartig und immer lichtartig für masselose Teilchen.
Das Konzept 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.
Einzelnachweise
- ↑ Paul A. Tipler, Ralph A. Llewellyn: Moderne Physik (Oldenbourg, 2002), ISBN 978-3486255645
- ↑ Herman Minkowski (1908) "Raum und Zeit", (Wikisource).
Siehe auch
Wikimedia Foundation.
