Relativbewegungen

Zusammenfassung

In der galileischen Relativitätstheorie bestimmt die Bewegung eines Körpers relativ zu einem Inertialsystem seine Bewegung relativ zu einem anderen Inertialsystem auf eine sehr einfache Weise. Die Bewegung relativ zum ersten Bezugssystem wird mit der Bewegung des ersten Bezugssystems relativ zum zweiten durch Vektoraddition der Geschwindigkeiten kombiniert. In Kap. 4 haben wir jedoch gesehen, dass die Regel für die Zusammensetzung der Geschwindigkeiten entlang einer Geraden in der Einsteinschen Theorie anders lautet, weil ein Photon, das sich mit Lichtgeschwindigkeit relativ zu einem Inertialsystem bewegt, sich auch mit Lichtgeschwindigkeit relativ zu einem anderen ausbreitet.

Wir betrachten nun die allgemeine Bewegung von Teilchen, Photonen und stetigen Körpern im Raum, und wir widmen uns dem Problem, die Beziehung zwischen den Beschreibungen der Bewegung in verschiedenen Inertialsystemen zu verstehen. Dies hat zwei Aspekte: erstens die Transformation der Gleichungen für die Weltlinien der Teilchen, was den Zusammenhang zwischen den verschiedenen Koordinaten-Beschreibungen der Bewegung liefert; zweitens den Bezug zu dem, was die Beobachter tatsächlich sehen, was subtiler ist, weil die Bahnen der Photonen, die sich vom Körper ausbreiten, um den Beobachter an einem bestimmten Ereignis zu erreichen, berücksichtigt werden müssen. Dabei ergeben sich auch Fragen bezüglich der Lösungen der Wellengleichung in verschiedenen Koordinatensystemen.