Ist die Allgemeine Relativitätstheorie für alle Koordinatensysteme anwendbar?

Mein Verständnis war, dass relativistische Physik in jedem Trägheitskoordinatensystem ausgedrückt werden kann , aber nicht in beliebigen Systemen. Das heißt, kein Experiment kann feststellen, ob wir uns mit konstanter Geschwindigkeit „still“ oder „bewegen“; aber wir können feststellen, ob wir beschleunigen oder uns in einem Kreis bewegen (was per Definition eine konstante Beschleunigung senkrecht zur aktuellen Geschwindigkeit beinhaltet).

Daher können wir eindeutig feststellen, dass die Erde umkreist , und können sie nicht als relativistisch stationär ansehen.

Aber zu meinem Schock stieß ich kürzlich auf diesen Text http://books.google.com/books?id=lWEmNBaHCJMC&pg=PA211&dq=einstein+infeld+physics+ptolemy+copernicus&hl=en&ei=dWZ_TubbKqn20gH8hNjSDw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum= 1&ved=0CCwQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false (das Einstein als Mitautor hat), was auf Seite 212 zu sagen scheint, dass die spezielle Relativitätstheorie zwar ein Trägheitskoordinatensystem erfordert, die allgemeine Relativitätstheorie jedoch nicht! Und deshalb können wir sagen, dass die Erde stationär ist und die Sonne sie umkreist! Ich würde dies als pseudowissenschaftlichen Quatsch ablehnen, wenn da nicht die Autoren des Buches wären.

"auf Seite 212 scheint zu sagen, dass, obwohl die spezielle Relativitätstheorie ein Trägheitskoordinatensystem erfordert, die allgemeine Relativitätstheorie dies nicht tut! Und dass wir daher sagen können, dass die Erde stationär ist und die Sonne sie umkreist!" - Ihre Schlussfolgerung (...also...) ist falsch. Die Tatsache, dass GR keine Trägheitskoordinaten annimmt, bedeutet nicht, was Sie schreiben.

Antworten (1)

Mein Verständnis war, dass relativistische Physik in jedem Trägheitskoordinatensystem ausgedrückt werden kann, aber nicht in beliebigen Systemen.

Nein, sowohl SR als auch GR können mit beschleunigten Referenzrahmen umgehen. GR hat nicht einmal globale Referenzrahmen, und es ist nicht gültig, ein Koordinatensystem als dasselbe wie einen Referenzrahmen zu betrachten. Ca. 1915 dachte Einstein, dass GR als Verallgemeinerung von SR auf beschleunigte Bezugsrahmen interpretiert werden sollte. Das war die falsche Interpretation, und Physiker sind sich heute einig, dass der grundlegende Unterschied zwischen SR und GR darin besteht, dass SR nur mit flacher Raumzeit umgehen kann.

Das heißt, kein Experiment kann feststellen, ob wir „still“ sind oder uns mit konstanter Geschwindigkeit „bewegen“; aber wir können feststellen, ob wir beschleunigen

Dies ist wahr, aber nicht logisch äquivalent zur ersten Aussage. Und was ein Beschleunigungsmesser Ihnen sagt, ist Ihre Beschleunigung relativ zu einem lokalen frei fallenden Rahmen, der in GR als lokaler Trägheitsrahmen (LIF) bekannt ist. Der Begriff eines LIF unterscheidet sich vom Newtonschen Begriff eines Trägheitsrahmens. In der Newtonschen Physik ist die Erdoberfläche ein Inertialsystem. In GR ist die Erdoberfläche kein LIF. (Newtonsche Rahmen sind ebenfalls global. GR hat keine globalen Rahmen.)

Die Einstein-Feldgleichungen werden in einer Notation geschrieben, die völlig unabhängig von den gewählten Koordinaten ist. Sie haben die gleiche Form für jede Wahl von Koordinaten. Dies unterscheidet sich von der Newtonschen Physik, deren Gesetze einfach sind, wenn sie in einem Trägheitssystem ausgedrückt werden, aber komplexer, wenn sie in einem Nicht-Trägheitssystem ausgedrückt werden.