Ebook: Gravitationstheorie und Äquivalenzprinzip - Lorentz-Gruppe, Einstein-Gruppe und Raumstruktur

Die Theorie des Gravitationsfeldes kann sich nicht auf so erschöpfendes
experimentelles Material stützen wie andere Feldtheorien. Der Grund dafür
ist die Tatsache, daß die Gravitation die schwächste aller Wechselwirkungen
ist. Weiterhin betreffen die technisch erreichbaren experimentellen Befunde
zumeist nur das schwache Gravitationsfeld. Nur im Kosmos können makroskopisch
starke Gravitationsfelder realisiert sein. Dort aber kann man ihre
möglichen Effekte nur indirekt über ihren Einfluß auf die Struktur und die
Bewegung der kosmischen Objekte untersuchen.
Die Theorie des Gravitationsfeldes ist also gezwungen, auf Prinzipien zurückzugreifen,
die aus Experimenten abstrahiert werden können bzw. deren Bedeutung
aus der Theorie der anderen Felder unterstrichen wird. Von zwei
Prinzipien wird die Theorie geleitet, vom Prinzip der Äquivalenz von Trägheit
und Schwere und vom Relativitätsprinzip. Das erstere ist die Abstraktion des
experimentellen Befundes, daß alle Körper gleich schnell fallen, die Bedeutung
des zweiten steht durch die Erfolge der speziellen Relativitätstheorie außer
Zweifel. Entscheidend ist, daß als Folge des Äquivalenzprinzips das Relativitätsprinzip
verallgemeinert werden muß, da nach dem Äquivalenzprinzip im
Schwerefeld keine globalen Inertialsysteme mehr existieren.
Beide Prinzipien werden in der Literatur von verschiedenen Standpunkten
aus beurteilt und formuliert. Dadurch entstehen verschiedene Auffassungen
von der physikalischen Reichweite und dem Inhalt dieser Prinzipien. Insbesondere
ist die Bedeutung des allgemeinen Relativitätsprinzips Gegenstand der
Diskussion. Es scheint, daß aus der Analyse des Äquivalenzprinzips auch eine
Verdeutlichung der Sachlage beim allgemeinen Relativitätsprinzip entsteht.
Das Ziel des vorliegenden Buches ist die Gegenüberstellung der verschiedenen
Fassungen und des verschiedenen physikalischen Inhalts der konkurrierenden
Formulierungen des Äquivalenzprinzips, die Herausarbeitung ihrer
Bedeutung und ihrer konstruktiven mathematischen Formulierungen.