M. Horn: From Space to Spacetime (German)


Vom Raum zur Raumzeit

by Martin Erik Horn, Otto-Hahn-Schule Berlin/Neukölln, horn_at_zedat.fu-berlin.de

Bibliographische Daten:

Horn, Martin Erik (2009). Vom Raum zur Raumzeit. In D. Höttecke (Hrsg.), Chemie- und Physikdidaktik für die Lehreramtsausbildung. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Jahrestagung in Schwäbisch Gmünd 2008. Münster: LIT-Verlag, S. 455 – 457.

Abstract:

Der Schritt von einem dreidimensionalen Raum zu einer vierdimensionalen Raumzeit stellt einen der wichtigsten und folgenreichsten konzeptionellen Schritte in der Physik des 20. Jahrhunderts dar. Die damit verbundene Geometrisierung der Zeit ermöglichte ein überraschend klares Verständnis zahlreicher physikalischer Effekte.

Im Kontext der Geometrischen Algebra wird diese Geometrisierung ernst genommen. Der Übergang von einer drei- zur vierdimensionalen Welt kann mathematisch durch einen Übergang von Pauli- zu Dirac-Matrizen dargestellt werden. Dabei erfährt die von Hestenes entwickelte Geometrische Algebra eine Erweiterung als Raumzeit-Algebra.

In diesem Beitrag wird aufgezeigt, welche didaktischen Konsequenzen eine durchgängige Nutzung dieses Konzeptes und die dadurch mögliche strikte geometrische Verankerung der der Speziellen Relativitätstheorie zugrunde liegenden Beziehungen hat. Der Vergleich mit alternativen Darstellungen der Speziellen Relativitätstheorie zeigt, dass die Nutzung der Raumzeit-Algebra das konzeptionelle Verständnis für die Spezielle Relativitätstheorie erleichtern kann.

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