Liegen Raum und Zeit unmittelbar aneinander?

Question

Oder gibt es in einem schwarzen Loch keine Zeit, weil da ja alle Materie auf den Punkt Null zusammengepresst wird?

Answer 1

Um das wirklich zu beantworten bräuchten wir die "große vereinheitliche Theorie" oder "Theorie für Alles", und zu der fehlt uns im wesentlichen noch eine Quantentheorie der Gravitation. Einsteins allgemeine Relativitätstheorie behandelt die Zeit vollkommen gleichberechtigt zu den räumlichen Dimensionen. Diese Theorie hat für große Längen wie sie im Universum vorkommen, schon gezeigt, daß sie zumindest eine hervorragende Näherung ist und die Gravitation dort erklären kann.

Selbst mit dem kleinen Bruder der Allgemeinen Relativitätstheorie, der Speziellen Relativitätstheorie, kann man allerdings schon zeigen, daß Raum und Zeit nicht unabhängig voneinander existieren. Auch wenn man meint, daß man davon im Alltag nichts merkt: Physikalisch ist das eminent wichtig. Alle magnetischen Phänomene sind z.B. relativistischen Ursprungs, und Licht z.B. ist eine elekto-*magnetische* Welle.

Auf kleinen Längen herrschen jedoch andere Theorien, dort sind die Quantentheorien die richtige Beschreibung der Natur. Bis jetzt haben wir es aber nicht geschafft die Relativitätstheorie und die Quantenmechanik zusammenzubringen. Das heißt wir haben eigentlich noch garkeine genau Erklärung für die "Natur des Raumes" selbst. Es gibt aber zwei Kandidaten die heiß diskutiert werden. Zunächst die Superstrings (oder genauer deren aktueller Nachfolger die M-Brane Theorie). In dieser sind Materieteilchen winzige vibrierende Membranen in einem 11 oder 9 dimensionalen Raum, die Art der Vibration bestimmt die Art des Teilchens. Hier ist also die Frage nicht was mit unseren 4 Dimensionen ist, sondern was mit dem "unerwarteten Reichtum" an zusätzlichen Dimensionen. Wie liegen diese zu unseren 4 Dimensionen? Man vermutet, daß sich diese nicht "entrollt" haben, und als winzige, in sich selbstgekrümmte ("kompaktifizierte") Gebilde an jedem Punkt der Raumzeit hängen.

Die andere, unbekanntere Theorie, die allerdings in letzter Zeit etwas mehr Zuspruch bekommt, weil die Fertigstellung der M-Brane Theorie nicht so recht von der Stelle kommt, ist die Quantum-Loop-Gravitatin Theorie. Hier nimmt man an, daß der Raum selber auf winzigen Längen nicht mehr kontinuierlich ist, sonder eine "schaumige" Struktur hat. Dort ist also überaschenderweise erstmal die Frage nicht "Was ist Zeit?" sondern erstmal "Was ist der Raum überhaupt?"

Diese Fragen sind allerdings schon älter, ich weiß nicht mehr welcher Physiker darüber schon vor langer Zeit philosophiert hat, ob wenn man *alles* aus einem Glas herausnähme, sich dann die Wände berührten. Ob man also den Raum selber aus einem Gefäß nehmen könnte.

Du siehst, Deine Frage können wir im Augenblick nicht beantworten, aber wir haben gute Chancen eine "Logenplatz" in der Geschichte der Physik zu haben und evtl. die Lösung dieser Probleme mitzuerleben.

Eins noch, der "Punkt Null" in einem schwarzen Loch, die sog. Singularität, ist ebenso in der Diskussion. Es ist zwar richtig, daß es keine bekannte Kraft gibt die den Gravitationskollaps in einem schwarzen Loch aufhalten kann, rein rechnerisch kommt dabei die Singularität heraus. Es ist aber die Frage, wie weit wir unsere physikalischen Gesetze anwenden können oder dürfen. In einer Singularität verlieren alle unser physikalischen Begriffe ihre Bedeutung. Man kann dann einfach nicht mehr von Raum oder Zeit reden, so wie es genau am Nordpol kein West oder Ost, geschwiege denn Nord, mehr gibt, jede Richtung ist dort Süden.

Da wir allerdings schon vor der Singularität mit unseren heutigen Begriffen in Schwierigkeiten kommen, vertreten einige Physiker den Standpunkt, daß die Natur uns einfach keinen Zugang zu solchen "nackten" Singularitäten läßt und diese immer mit einem "Dress" anzieht an dem unsere Physik einfach zu Ende ist.

Answer 2

Raum und Zeit sind identisch! Daher spricht man in der Physik auch von Raumzeit.
Ohne Raum keine Zeit und andersherum.
in einem schwarzen Loch wird nicht alles auf Null zusammengepresst. Natürlich hat auch ein schwarzes Loch eine Ausdehnung, also gibt es dort Raum und Zeit.

Answer 3

Raum und Zeit gehören zusammen. Sie bedingen sich gewissermaßen, sind zusammen entstanden.
In einem schwarzen Loch ist die Zeit gekrümmt.

Answer 4

Ich glaube eher, daß sie sich gegenseitig durchdringen. Wie die Gegebenheiten in einem schwarzen Loch sind weiß ich nicht.

Answer 5

Raum ist reell und vorhanden, Zeit ist eine Erfindung der Menschen also bleibt nur noch Raum....Nö liegen sie nicht...es gibt nur Raum...