Mathematischer Anhang

Kapitel 3c: Lichtablenkung in der Schwarzschild-Metrik

Licht bewegt sich auf Nullgeodäten, wir setzen also ds quadrat verschwindet und erhalten für die vorgegebene Metrik:

Schwarzschildmetrik mit verschwindendem ds quadrat
(vgl. hierzu die Gleichung (10a))

Wir erhalten somit die zu (10b) analoge Differentialgleichung:
Differentialgleichung

Im Minkowski-Raum sind die Nullgeodäten Geraden, die in unserer Koordinatenwahl gegeben sind durch
Lösungen im Minkowski-Raum
mit dem Abstand D vom Zentrum (r = 0). Sie laufen für phi gleich phi null bzw. phi gleich phi null plus pi ins Unendliche.
Analog zu den Bewegungsgleichungen setzen wir auch hier diese Lösung in den nichtlinearen Term ein und erhalten bei geeigneter Wahl von phi null die Lösungsschar

Lösungen in der Schwarzschild-Metrik

Bei Vernachlässigung der in Schwarzschildradius quadratischen Termen ist die Gesamtablenkung gegenüber einer Geraden gegeben durch
(10d) Gesamtablenkung
(vgl. hierzu auch Kapitel 4c: Lichtablenkung in der Newtonschen Metrik)

Eine strenge Lösung ist auch durch
Kreisbahn-Lösung
gegeben. Ein Lichtstrahl beschreibt in diesem Abstand eine perfekte Kreisbahn.

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Die Allgemeine Relativitätstheorie, leicht verständlich erzählt - © Martin Kornelius 2016