Relativistische Masse

Dieser Text beschreibt Relativistische Masse.

Die relativistische Masse m(v) ist eine Größe aus der speziellen Relativitätstheorie. Sie gibt das Verhältnis von Geschwindigkeit und Impuls an:

In dieser Beziehung tritt sie dort auf, wo in der klassischen Mechanik die Masse eines Körpers steht; anders als die newtonsche Masse ist sie jedoch abhängig vom Betrag der Geschwindigkeit (aber nicht von deren Richtung).

Zu beachten ist, dass diese Masse nicht in dem newtonschen Kraftgesetz eingesetzt werden darf. Der Zusammenhang zwischen Kraft und Beschleunigung ist in der Relativitätstheorie komplizierter; insbesondere erfolgt die Beschleunigung nicht stets in Richtung der Kraft.

Für die relativistische Masse gilt die Äquivalenz von Masse und Energie E=m(v)·c². Dies ist der Grund, warum heute in der theoretischen Physik meist auf die Verwendung dieses Konzepts verzichtet wird, da stattdessen einfach die Energie benutzt werden kann.

Die relativistische Masse ergibt sich aus der Lorentztransformation, wenn man die dreidimensionale newtonsche Mechanik zugrunde legt. Benutzt man dagegen die Poincarégruppe zur Beschreibung speziell relativistischer Phänomene, dann ist die Masse invariant, so wie sie es als Skalar ja auch sein muss. Die Poincarégruppe hat zehn Generatoren: Drei Drehimpulse, drei Boosts und vier Translationen (drei räumliche und eine zeitliche). Das Quadrat der Masse ist eine ihrer Casimir-Invarianten .