Es wird oft gesagt, dass Planeten einer "geraden Linie" durch die Raumzeit folgen. Das Argument lautet, dass ein Stern wie unsere Sonne den Raum krümmt und die Planeten diesem Weg folgen. Es wird auch argumentiert, dass Licht wegen dieser Raumkrümmung um Sonnen herum gebogen wird.
Aber hier ist die Frage: Planeten und Asteroiden und Weltraumstaub werden unabhängig von ihrer Masse alle derselben Umlaufbahn folgen (wenn sie sich in derselben Entfernung von der Sonne befinden). Aber Licht folgt nicht demselben Weg. Wenn wir sowohl die Lichtkrümmung als auch die Planetenorbitale durch "die Sonne krümmt den Raum" erklären, was ist dann der Mechanismus, durch den Massen einem anderen gekrümmten Weg folgen als dem, dem das Licht folgt?
Wenn sich ein massives Objekt mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegen und in der gleichen Entfernung an der Sonne vorbeiziehen würde, sollte es die gleiche Umlaufbahn wie das Licht beschreiben.
Der einzige Unterschied besteht darin, dass sich Massen langsamer als Licht bewegen, während sich Licht mit Lichtgeschwindigkeit bewegt (duh). Wie sich herausstellt, ist dies ein sehr signifikanter Unterschied. Eine der Folgen der Relativitätstheorie ist, dass die Geschwindigkeiten darunter liegen sind, was die mathematische Formulierung betrifft, nicht sehr unterschiedlich, da Sie sich in einen anderen Bezugsrahmen bewegen können und sich diese Geschwindigkeiten aus Ihrer Perspektive ändern werden. Die Lichtgeschwindigkeit sieht jedoch für alle gleich aus, Licht verhält sich also ganz anders als Nicht-Licht.
Mathematisch gesehen ist die vierfache Geschwindigkeit eines massiven Objekts wie eines Planeten (unabhängig von seiner Geschwindigkeit) ein Einheitsvektor in der vierdimensionalen Raumzeit. Die Vierer-Lichtgeschwindigkeit hat jedoch eine Nullnorm (obwohl sie nicht der Nullvektor ist). Damit fällt es in eine andere Kategorie.
Stellen Sie sich zwei Asteroiden vor, beide im gleichen Abstand von der Sonne, beide mit Geschwindigkeitsvektoren, die senkrecht zur Abstandsachse zur Sonne zeigen. Wenn ein Asteroid eine größere Anfangsgeschwindigkeit als der andere hat, folgt er einer anderen Bahn als der andere.
Während die Bahnen der Asteroiden nicht von ihrer Masse abhängen, hängen die Bahnen sicherlich von ihren Anfangsgeschwindigkeiten ab.
Es gibt viele "gerade Linien in der Raumzeit", die am selben Punkt beginnen und dann in verschiedene Richtungen verlaufen. Der Unterschied zwischen diesen divergierenden Linien besteht darin, dass sie mit unterschiedlichen Anfangsgeschwindigkeiten beginnen.
Ralf Berger
Chris
Wyck