Partie Einstein, Runde 1, Frage 3
Die spezielle Relativitätstheorie gilt nur für gleichförmige Bewegungen. Die allgemeine Relativitätstheorie war für Einstein ein Weiterdenken der speziellen Relativitätstheorie auf beschleunigte Bewegungen. Initialzündung war bei ihm die Überlegung, dass die Wirkung einer konstanten Beschleunigung (also Trägheit) nicht unterscheidbar von der Wirkung der Schwerkraft ist.
Als ein Ergebnis dieser Überlegung wurde zunächst aus "Bewegte Uhren gehen langsamer" schließlich die Erkenntnis "Unter Einwirkung von Schwerkraft gehen Uhren langsamer."
Eine Konsequenz daraus: Lichtstrahlen haben unter Einfluss von Schwerkraft mehr Zeit sich fortzubewegen, da die Zeit dann langsamer vergeht. Die Folge: unter Einfluss von Schwerkraft würde Licht mehr Strecke zurücklegen, Licht wäre also schneller unterwegs. Das steht jedoch im Widerspruch, dass die Lichtgeschwindigkeit unveränderlich ist. Die logische Konsequenz: "Unter Einwirkung von Schwerkraft werden Abstände kürzer"! Die Aussage "Abstände schrumpfen unter Einwirkung von Schwerkraft" ist also eine Konsequenz aus "Unter Einwirkung von Schwerkraft gehen Uhren langsamer" und "Die Lichtgeschwindigkeit ist unveränderlich".
Wenn aber Abstände unter Einwirkung von Schwerkraft schrumpfen, und gleichzeitig die Zeit örtlich langsamer vergeht, was hat das für Konsequenzen? Einsteins revolutionäre Antwort: "Materie krümmt Raum und Zeit"!
(eigentlich ist dies keine Krümmung, sondern eine Verdichtung des Raumes und eine Verlangsamung der Zeit, "Krümmung" ist ein Begriff aus der Mathematik)
Für diese Erkenntnis, und deren mathematischer Ausformulierung benötigte er mehrere Jahre. Das mathematische Modell dahinter ist ziemlich komplex. Es beruht auf einer geometrischen Krümmung in einer vierdimensionalen Kombination von Raum und Zeit. Die Zeit als vierte Dimension wird hierbei als c*t beschreiben, also die Strecke die Licht in der Zeit t zurücklegt. Schwerkraft ist dann eine geometrische Eigenschaft in diesem mathematischen Raum-Zeit-Modell. Physikalische Interpretation: Schwerkraft ist ein Trägheitseffekt (also eine Scheinkraft aufgrund negativer Beschleunigung) in dem gekrümmten Raum-Zeit-Feld in Richtung langsamer vergehender Zeit ("kürzeste Strecke in der gekrümmten vierdimensionelen Raum-Zeit").
Das genau zu verstehen ist überaus anspruchsvoll. Neben einem Verständnis vom Zusammenwirken unterschiedlicher physikalischer Größen (Massendichte, Impuls, Druck, Gravitationskonstante,...) werden dafür vor allem auch fundierte mathematische Kenntnisse in Differentialgeometrie ("Mathematik gekrümmter Räume") benötigt. Es wird vermutet, dass aus diesem Grund Einstein auch nie den Nobelpreis für seine Relativitätstheorie erhalten hatte. Für die Leute damals war das schlichtweg zu abgefahren. Den Nobelpreis hatte er dann 1922 für ein anderes Thema erhalten: Erklärung des fotoelektrischen Effekt. Sozusagen als Kompromiss...
Fazit: Nicht nur Zeit, sondern auch der Raum ist relativ. Und zwar nicht nur relativ zur Geschwindigkeit, sondern auch relativ zur Materie. Und die Schwerkraft ist eine Folge davon. Uff!!
Ein weiterer neuer Mitspieler ist noch dazugestoßen: hel. Herzlich willkommen!
Aramegil falsch
blade45 falsch
David14 richtig
hel Frage 1 falsch, Frage 2 richtig, Frage 3 falsch
HRune falsch
koala-goalie richtig
LemuelG richtig
Smuntz richtig
Zweiblum richtig
Für die nächste Runde benötige ich dann eine neue Zahlenkombi.
ZAT: wie immer bis heute Abend 23:59 Uhr.