Wie verzerrte Raumzeit Bahnen von Licht und sich bewegenden Objekten krümmt?

Ich verstehe nicht, warum das Licht so etwas wie die blaue Linie und nicht die grüne Linie auf dem angehängten Bild folgt.

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  • Abbildung 1 - Licht krümmt sich um die verzerrte Raumzeit

So viel ich weiss. Ähnliches passiert mit der Erde, wenn sie nicht aus dem von der Sonne verzerrten Raum entkommen kann. Andernfalls würde es das Sonnensystem auf einer geraden Linie verlassen.

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  • Abbildung 2 – Die Sonne krümmt die Raumzeit um sich selbst, sodass die Erde nicht entkommen kann – Ref

Ich dachte an diese Space Warps. Vielleicht irre ich mich, aber ich denke, es ist möglich, sie mit 4D-Koordinaten zu beschreiben, wobei die 4. Dimension die Verzerrung der Raumzeit oder die Tiefe der Gravitationsquelle oder so ähnlich ist.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  • Abbildung 3 – Reisen in verzerrter Raumzeit mit 4 Koordinaten

Wenn wir also durch eine verzerrte Raumzeit reisen, erleben wir, dass die Entfernung länger ist und die Reise mehr Zeit in Anspruch nimmt, als wir erwartet haben, weil wir auch in der 4. Dimension reisen, nicht nur in den regulären 3 Dimensionen. Aber mit diesem Modell sollten wir nicht in einem anderen Raumbereich landen als geplant, wenn wir geradeaus weitergehen.

Was vermisse ich?

Beachten Sie, dass ich keine Ahnung von Physik habe, also versuchen Sie es bitte in einer menschlichen Sprache zu erklären! xD

Um diese Frage aus einer anderen Perspektive als meine vorherige Antwort anzugehen, was würde dazu führen, dass sich die grüne Linie wieder auf ihren ursprünglichen Pfad zurückbiegt? Ich weiß, wenn Sie die Masse in der Mitte mit Ihrer Hand abdecken würden, würden Sie annehmen, dass dort nichts wäre und dass sich die Linie in einer geraden Linie weiterbewegen würde, aber wenn Sie akzeptieren können, dass das Licht anfangs nach links gebogen wird, Dann müssten Sie wahrscheinlich eine weitere Masse rechts platzieren, um sie zurückzubiegen, und dann eine Masse links, um sie zu begradigen, damit sie mit ihrem ursprünglichen Pfad übereinstimmt. Hilft das?
@BenSandeen Interessant. Sagen Sie also, es biegt sich nur in eine Richtung? Vergrößert es immer den Hintergrund? Wenn dies der Fall ist, könnte eine negative Masse in die (fast) gleiche Richtung sie zurückbiegen oder eine andere Masse in die entgegengesetzte Richtung.

Antworten (2)

Die Grundidee ist, dass es den Weg des geringsten Widerstands geht. Das Licht „will“ den kürzesten Weg zurücklegen, der (fast) immer eine gerade Linie ist. Da aber die Raumzeit gekrümmt ist, ist diese gerade Linie auch gekrümmt! Das Bild zeigt zwei hypothetische Lichtwege, einen, der der Krümmung der Raumzeit folgt, und einen, der dies nicht tut.

Betrachten Sie zuerst die Zeichnung links. Zunächst könnte es so aussehen, als würde derjenige, der geradeaus fährt (die gelbe Linie), die kürzere Strecke zurücklegen, da er auf der Tafel wie eine gerade Linie aussieht. Es ist jedoch keine gerade Linie, da die Raumzeit, in der es sich befindet, gekrümmt ist. Auch wenn die rote Linie länger zu sein scheint, ist sie es nicht, weil sie tatsächlich der geraden Linie in der Raumzeit folgt, in der sie sich befindet.

Wenn wir die Raumzeit „entkrümmen“, können wir deutlich erkennen, dass die gelbe Linie tatsächlich die längere der beiden ist. Da das Licht die zurückgelegte Strecke minimieren „möchte“, nimmt es am Ende den Weg der roten Linie. Der Grund, warum es den kürzesten Weg nehmen "will", liegt außerhalb meiner Fähigkeit zu erklären, aber es kann mit dem Variationsprinzip gelöst werden .

Gekrümmte Raumzeit um einen sehr dichten Materiekörper

Interessant. Woran ich dachte, dass wir Objekte sehen können, die in gekrümmte Raumzeit gepackt sind, viel kleiner als sie wirklich sind, wenn wir in dieselbe Region des Raums eintreten. Wenn sich zum Beispiel etwas in einem Schwarzen Loch befindet, können wir es von außen nicht sehen, weil die Raumzeit dort so gekrümmt ist, dass das Licht nicht genug Zeit hat, es zu durchqueren. Laut Ihrer Antwort funktioniert die gekrümmte Raumzeit anders als ich denke, oder Ihre linke Zeichnung ist aus der Perspektive der Außenwelt und die rechte Zeichnung aus der Perspektive der Innenwelt, wie wir sie von der Krümmung aus "sehen" würden.
Ich glaube, die richtige Art, die Zeichnungen zu interpretieren, ist, dass die linke zeigt, wie die Raumzeit für uns aussieht, während die rechte zeigt, wie die Raumzeit selbst denkt, dass sie gekrümmt ist.

Ich denke, sobald Sie akzeptieren, dass die Schwerkraft die Raumzeit krümmen kann, ist es einfach zu akzeptieren, dass Licht diesen gekrümmten Linien folgt. Die eigentliche Frage für mich ist, warum kann die Schwerkraft die Raumzeit krümmen? Ich meine, ich verstehe das vollkommen, wenn wir zwei massetragende Objekte betrachten, aber es ist schwieriger zu verstehen, wenn wir über elektromagnetische Wellen sprechen ... Ich denke, wenn dieser Mechanismus verstanden würde, würde das den Weg ebnen, die Schwerkraft mit dem Elektromagnetismus zu vereinen

Ich denke, das sollte ein Kommentar sein. Ohh, ich verstehe, mit 1 Punktzahl ist es schwer zu kommentieren.
Ich kann mich auch irren, aber ich glaube nicht, dass die Schwerkraft die Raumzeit krümmt. Masse biegt die Raumzeit und diese Biegung nennen wir Gravitation.
Wie verzerrte Raumzeit Bahnen von Licht und sich bewegenden Objekten krümmt?
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