Autor: Trippe, Sascha.

Titel: (Fast) alles ist relativ.

Quelle: Harald Lesch und das Quot-Team: Physik für die Westentasche. München 2003. S. 70-71.

Verlag: Piper Verlag GmbH.

Die Veröffentlichung erfolgt mit freundlicher Genehmigung des Autors.

Sascha Trippe

(Fast) alles ist relativ

Die Spezielle Relativitätstheorie beschreibt das Verhalten von Raum und Zeit in Inertialsystemen (Bezugssysteme). Die Grundlage der Speziellen Relativitätstheorie ist, daß die Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter, wie schnell sich diese auch relativ zueinander bewegen, identisch ist. Dies scheint zunächst im Widerspruch zu unseren Alltagserfahrungen zu stehen; in der Tat ergab sich dieser Effekt aber bereits lange vor Einstein aus den Gesetzen der Elektrodynamik (Licht ist eine elektromagnetische Welle) und ist im Alltag nur deshalb nicht erkennbar, weil die Lichtgeschwindigkeit so groß ist: ca. 300000 km/s.

Daraus ergeben sich schwerwiegende Konsequenzen. Erstens: Raum und Zeit können nicht mehr getrennt betrachtet werden, sondern verschmelzen zu einer neuen physikalischen Größe, der Raumzeit. Zweitens: Die Lichtgeschwindigkeit kann niemals überschritten werden, da dies zu einer effektiven Umkehrung der Zeitrichtung führen und so die Kausalität, also die Reihenfolge von Ursache und Wirkung eines Ereignisses, verletzen würde. Drittens: Beobachtet man ein Bezugssystem, das sich mit einer gewissen Geschwindigkeit relativ zum Beobachter bewegt, z.B. ein Raumschiff, so stellt man fest, daß dort die Zeit scheinbar langsamer vergeht - sie wird gedehnt (Zeitdilatation). Viertens: Dasselbe Raumschiff und alles darin erscheint entlang seiner Bewegungsrichtung verkürzt (Längenkontraktion). Fünftens: Die Masse eines Objekts erscheint um so größer, je schneller es sich (relativ zum Beobachter) bewegt, und würde bei Lichtgeschwindigkeit scheinbar unendlich sein; dies verbietet, daß Massen die Lichtgeschwindigkeit auch nur erreichen. Alle diese erstaunlichen Effekte sind heute durch Experimente sehr genau bestätigt: Raum und Zeit sind äußerst flexibel.

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