Standardbeobachter

Standardbeobachter ist ein Begriff aus der Relativitätstheorie und bezeichnet einen idealisierten lokalen Beobachter, der durch eine timelike Vierergeschwindigkeit u^μ beschrieben wird und die Normalisierung u^μ u_μ = -1 erfüllt. In der tetradischen Formalismus wird dieser Beobachter durch eine orthonormale Restbasis {e0, e1, e2, e3} beschrieben, wobei e0 = u die Zeitrichtung angibt und g(ea, eb) = η_ab gilt. Dadurch bildet der Standardbeobachter zusammen mit den drei räumlichen Vektoren eine lokale Referenzachse, in der physikalische Größen eindeutig verstanden werden.

Messungen erfolgen durch Projektion tensorialer Größen auf die lokale Framebasis. Beispielsweise werden elektromagnetische Felder in der lokalen Referenz durch die Anteile E_i und B_i gemessen, die aus der Projektion des Feldstensors F_{μν} auf die Zeit- und Raumachsen des Frames gewonnen werden. Allgemein dient der Standardbeobachter als Referenzrahmen, um lokale physikalische Größen unabhängig von der globalen Geometrie interpretieren zu können.

Standardbeobachter können frei fallend (geodätisch) oder beschleunigt und/oder rotiert sein. Die Eigenschaften des lokalen Rahmens—Beschleunigung a^μ = u^ν ∇_ν u^μ und Rotationscharakteristika—bestimmen, wie Messgrößen aus Sicht dieses Beobachters erscheinen. In der Gravitoelektrizität und verwandten Zerlegungsvorschlägen wird die Gravitation oft relativ zu einem Standardbeobachter in gravitoelektrische und gravitomagnetische Felder zerlegt.

Der Begriff dient als konzeptionelle Referenz, um Messungen unterschiedlicher Beobachter zu vergleichen und lokale, orthonormale Messgrößen in der Allgemeinen Relativitätstheorie zu formulieren.