Raum
Physik
Basiswissen
Worin Strecken, Flächen und Körper gedacht werden: intuitiv scheint klar zu sein, was Raum bedeutet: das Worin Gegenstände existieren und sich bewegen können. Der Raum ist sozusagen ein in sich konstanter Behälter, in dem etwas sein und existieren kann. Diese einfache Raumvorstellung lässt sich in der Physik nicht mehr ohne Weiteres aufrecht erhalten.
Raum als Volumen
Worte wie Raumbedarf, Raummaß oder Wohnraum verweisen auf klar fassbare Räume, deren Größe man oft als Volumen berechnet. Die Größe des Raumes wird dann in Einheiten wie Kubikmetern angegeben. Lies mehr dazu unter Volumen ↗
Der Raum als leerer Behälter
In der Physik wird "Der Raum" oft als eine Art leerer Behälter gedacht, in dem sich die Materie bewegt und die physikalischen Prozesse ablaufen.[2] Bereits seit der griechische Antike wird diskutiert, ob es einen für sich alleine existierenden Raum als solchen gibt.[3] Spätestens seit Einsteins Relativitätstheorie haben die Skeptiker gewichtige Einwände. Lies mehr dazu unter Raum (Physik) ↗
Der Raum in der Relativitätstheorie
Nach Albert Einsteins allgemeiner Relativitästheorie aus dem Jahr 1916 ist die Struktur, die Geometrie des Raumes abhängig von der Materie in ihm.
ZITAT:
"Gemäß der allgemeinen Relativitstheorie sin ddie geometrischen Eigenschaften des Raumes nicht selbtändig, sondern durch die Materie bedingt. Man kann daher über die geometrische Struktur der Welt nur etwas schließen, wenn man den Zustand der Materie als bekannt der Betrachtung zugrunde legt."[4]
"Gemäß der allgemeinen Relativitstheorie sin ddie geometrischen Eigenschaften des Raumes nicht selbtändig, sondern durch die Materie bedingt. Man kann daher über die geometrische Struktur der Welt nur etwas schließen, wenn man den Zustand der Materie als bekannt der Betrachtung zugrunde legt."[4]
Die Materie „krümmt“ dem Raum in ihrer Nähe mehr oder minder stark. Es ist nun anschaulich unmöglich, sich einen gekrümmten dreidimensionalen Raum vorzustellen. Die Sprechweise nimmt ihre Berechtigung von der Analogie zu „zweidimensionalen Räumen“, nämlich Flächen her. Wie man von einem Denken gekrümmter Flächen zur Idee eines gekrümmten Raumes kommt, wird ausführlich erklärt im Artikel gekrümmter Raum ↗
Fußnoten
- [1] Der Raum als Emanation, das heißt Ausströmung von Gott (space is as it were an emanative effect of God) ist eine Spekulation von Isaac Newton. In: Newton’s Metaphysics. Eric Schliesser, Oxford University Press. © Oxford University Press 2021. DOI: 10.1093/oso/9780197567692.003.0007. Siehe auch Emanation (Physik) ↗
- [2] Albert Einstein über den Raum als leeren Behälter: "Die Idee der unabhängigen Existenz von Raum und Zeit kann man drastisch so aussprechen: Wenn die Materie verschwände, so würden Raum und Zeit allein übrig bleiben (als eine Art Bühne für physikalisches Geschehen)". Anschließend erläuterte Einstein sehr ausführlich, wie dieser Standpunkt letztendlich überwunden werden musste. In: Albert Einstein: Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie. WTB Wisschenschaftliche Taschenbücher. Akademie Verlag. Berlin (DDR). 1979. Erstveröffentlichung im Jahr 1916. Dort im "Anhang 5 Relativität und Raumproblem". Seite 115.
- [3] Der antike griechische Denker Aristoteles (384 bis 322 v. Chr.) warf schon früh die Frage auf, was denn Raum überhaupt sei: "Auf gleiche Weise muß auch von dem Raume der Naturforscher, wie von dem Unbegrenzten, untersuchen, ob er ist oder nicht, und wiefern er ist, und was er ist. Denn Alle nehmen an, daß, was ist, irgendwo ist. Nur was nicht ist, sei nirgends. Denn wo wäre ein Hirschbock, oder eine Sphinx? Auch von der Bewegung ist die gemeinste und eigentlichste die räumliche, welche wir Ortveränderung nennen. – Es hat aber viele Schwierigkeiten, zu sagen, was denn der Raum ist." Aristoteles führt dann einige solche Schwierigkeiten an, wie zum Beispiel: "Wenn nämlich alles was ist, im Raume ist, so muß offenbar auch für den Raum ein Raum sein. Und dieß geht fort ins Unbegrenzte. – Ferner wenn, wie jeder Körper im Raume, so auch in jedem Raume ein Körper sein muß: was werden wir dann sagen von dem Wachsenden? Es muß nämlich diesemnach mitwachsen ihr Raum, dafern weder kleiner noch größer der Raum eines jeden ist. – Aus diesen Gründen nun muß man zweifeln, nicht nur was es ist, sondern auch ob es ist." In: Aristoteles. Physik. Viertes Buch. Erstes Kapitel. Aristoteles: Physik. Leipzig 1829, S. 75-78. Siehe auch Raum (Physik) ↗
- [4] Albert Einstein: Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie. WTB Wisschenschaftliche Taschenbücher. Akademie Verlag. Berlin (DDR). 1979. Erstveröffentlichung im Jahr 1916. Dort im Kapitel "32. Die Struktur des Raumes nach der allgemeinen Relativitätstheorie". Seite 89. Siehe auch gekrümmter Raum ↗
