Gegenstand dieses Kapitels ist eine Übertragungsregel, mit der nicht-gravitative physikalische Gesetze, die im Einklang mit der SRT stehen, in die ART „übersetzt“ werden können. Diese Regel, welche im Wesentlichen in der Ersetzung partieller durch kovariante Ableitungen besteht, sichert auf die einfachste Weise, dass die neuen Gesetze allgemein kovariant sind und das verallgemeinerte Äquivalenzprinzip erfüllt ist. Als Erstes wenden wir die Übertragungsregel auf die Punktmechanik an. Dabei ergibt sich, dass sich Testteilchen (mit Ruhemasse), die ausschließlich unter der Wirkung der Gravitation stehen, auf den „geradesten“ zeitartigen Linien der gekrümmten Raumzeit bewegen. Die Bestimmungsgleichung dieser „geodätischen Linien“ kann man auch aus einem Variationsprinzip herleiten. Die allgemein-relativistischen Versionen von Elektrodynamik und Hydrodynamik ergeben sich ebenfalls mit Hilfe der Übertragungsregel.

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Physik in der gekrümmten Raumzeit

  • Reinhard Meinel

摘要

Gegenstand dieses Kapitels ist eine Übertragungsregel, mit der nicht-gravitative physikalische Gesetze, die im Einklang mit der SRT stehen, in die ART „übersetzt“ werden können. Diese Regel, welche im Wesentlichen in der Ersetzung partieller durch kovariante Ableitungen besteht, sichert auf die einfachste Weise, dass die neuen Gesetze allgemein kovariant sind und das verallgemeinerte Äquivalenzprinzip erfüllt ist. Als Erstes wenden wir die Übertragungsregel auf die Punktmechanik an. Dabei ergibt sich, dass sich Testteilchen (mit Ruhemasse), die ausschließlich unter der Wirkung der Gravitation stehen, auf den „geradesten“ zeitartigen Linien der gekrümmten Raumzeit bewegen. Die Bestimmungsgleichung dieser „geodätischen Linien“ kann man auch aus einem Variationsprinzip herleiten. Die allgemein-relativistischen Versionen von Elektrodynamik und Hydrodynamik ergeben sich ebenfalls mit Hilfe der Übertragungsregel.