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Albert Einsteins Relativitätstheorie in 5 Minuten erklärt
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Zum 100-jährigen Jubiläum erklären wir Albert Einsteins "Relativitätstheorie" in einem animade Erklärfilm. Viel Spaß.
Herzlichen Glückwunsch, Albert Einstein! 2015 wird seine allgemeine Relativitätstheorie hundert Jahre alt.
Aber... was besagt diese Theorie eigentlich? Nun, fangen wir von vorne an. Um es vorweg zu nehmen: Die Relativitätstheorie ist tatsächlich sehr komplex. Deshalb möchten wir Ihnen in den nächsten Minuten einige Grundgedanken dahinter erklären – los geht’s!
Wir beginnen mit der von Einstein zuerst entwickelten „speziellen Relativitätstheorie“. Anschließend sehen wir uns die allgemeine Relativitätstheorie an.
Eigentlich ist der Name Relativitätstheorie irreführend. Denn zwar geht sie davon aus, dass vieles relativ zueinander ist. Aber interessant wird sie durch die Entdeckung, dass manches eben nicht relativ ist – ganz besonders die Lichtgeschwindigkeit. Man kann sich das mit der Relativität so vorstellen:
Wenn wir in einem Zug sitzen, bewegt sich die Landschaft an unserem Fenster vorbei. Wenn wir draußen stehen, bewegt sich der Zug an uns vorbei. Beide Ansichten sind richtig – einmal bewegt sich der Zug, einmal die Landschaft.
Und wenn wir überholt werden, erscheint der überholende Zug langsamer, als er tatsächlich ist. Was sich wie schnell bewegt, liegt also im Auge des Betrachters.
Nach der Relativitätstheorie gilt das nicht nur für Züge, sondern für alles – die Welt, das Sonnensystem, eine Galaxie – ja sogar das Universum an sich.
Alles bewegt sich relativ zueinander, es gibt keine absolute Ruhe und eben auch keine absolute Bewegung. So weit, so gut.
Interessant wird es, wenn man eine weitere Entdeckung hinzunimmt: Nämlich dass Licht immer gleich schnell ist, also eben nicht relativ.
Schauen wir uns mal diese „Lichtuhr“ an, in der ein Lichtstrahl zwischen zwei Spiegeln hin und her wandert. Jede Bewegung dauert eine Sekunde.
Stellen wir diese Lichtuhr jetzt in ein Raumschiff, das vorwärts fliegt, sieht es von außen so aus, als würde das Licht innerhalb einer Sekunde eine längere Strecke zurücklegen als bei der stehenden Lichtuhr.
Berücksichtigt man, dass Geschwindigkeit die zurückgelegte Strecke geteilt durch die dafür benötigte Zeit ist, dann müsste sich entweder die Geschwindigkeit oder die Zeit verändern, wenn die Strecke länger wird. Die Geschwindigkeit kann es nicht sein, denn wie wir wissen, ist Licht immer gleich schnell. Das heißt: Die Zeit verändert sich!
Sie läuft langsamer ab, wenn sich das Raumschiff bewegt. Und je näher wir der Lichtgeschwindigkeit kommen, desto langsamer wird sie. Nur wenn etwas still steht, würde sich die Zeit nicht verändern.
Da sich aber alles relativ zueinander bewegt, gibt es keine absolute Zeit. Also ist sogar die Zeit relativ!
Leider werden wir uns nie in Lichtgeschwindigkeit fortbewegen . Gedanklich vielleicht, klar . Aber physikalisch zumindest nicht .
Damit befasst sich die Formel E ist gleich m c Quadrat. Sie sagt aus, dass Masse und Energie in einer direkten Beziehung zueinander stehen. Verändert sich das eine, verändert sich auch das andere.
Also: Je schneller ein Körper wird, desto größer wird seine Masse. Und irgendwann ist die Masse so groß, dass selbst die gesamte Energie im Universum sie nicht mehr beschleunigen könnte.
Fassen wir also zusammen: Alles ist relativ, sogar die Zeit. Licht ist immer gleich schnell, auch wenn dadurch Uhren langsamer gehen. Und schwere Objekte krümmen die Raumzeit um sich.
Und wer sich jetzt relativ verwirrt fühlt, dem sei gesagt – andere sind es vielleicht noch mehr – wie wir wissen hängt das immer von der Perspektive ab!
Herzlichen Glückwunsch, Albert Einstein! 2015 wird seine allgemeine Relativitätstheorie hundert Jahre alt.
Aber... was besagt diese Theorie eigentlich? Nun, fangen wir von vorne an. Um es vorweg zu nehmen: Die Relativitätstheorie ist tatsächlich sehr komplex. Deshalb möchten wir Ihnen in den nächsten Minuten einige Grundgedanken dahinter erklären – los geht’s!
Wir beginnen mit der von Einstein zuerst entwickelten „speziellen Relativitätstheorie“. Anschließend sehen wir uns die allgemeine Relativitätstheorie an.
Eigentlich ist der Name Relativitätstheorie irreführend. Denn zwar geht sie davon aus, dass vieles relativ zueinander ist. Aber interessant wird sie durch die Entdeckung, dass manches eben nicht relativ ist – ganz besonders die Lichtgeschwindigkeit. Man kann sich das mit der Relativität so vorstellen:
Wenn wir in einem Zug sitzen, bewegt sich die Landschaft an unserem Fenster vorbei. Wenn wir draußen stehen, bewegt sich der Zug an uns vorbei. Beide Ansichten sind richtig – einmal bewegt sich der Zug, einmal die Landschaft.
Und wenn wir überholt werden, erscheint der überholende Zug langsamer, als er tatsächlich ist. Was sich wie schnell bewegt, liegt also im Auge des Betrachters.
Nach der Relativitätstheorie gilt das nicht nur für Züge, sondern für alles – die Welt, das Sonnensystem, eine Galaxie – ja sogar das Universum an sich.
Alles bewegt sich relativ zueinander, es gibt keine absolute Ruhe und eben auch keine absolute Bewegung. So weit, so gut.
Interessant wird es, wenn man eine weitere Entdeckung hinzunimmt: Nämlich dass Licht immer gleich schnell ist, also eben nicht relativ.
Schauen wir uns mal diese „Lichtuhr“ an, in der ein Lichtstrahl zwischen zwei Spiegeln hin und her wandert. Jede Bewegung dauert eine Sekunde.
Stellen wir diese Lichtuhr jetzt in ein Raumschiff, das vorwärts fliegt, sieht es von außen so aus, als würde das Licht innerhalb einer Sekunde eine längere Strecke zurücklegen als bei der stehenden Lichtuhr.
Berücksichtigt man, dass Geschwindigkeit die zurückgelegte Strecke geteilt durch die dafür benötigte Zeit ist, dann müsste sich entweder die Geschwindigkeit oder die Zeit verändern, wenn die Strecke länger wird. Die Geschwindigkeit kann es nicht sein, denn wie wir wissen, ist Licht immer gleich schnell. Das heißt: Die Zeit verändert sich!
Sie läuft langsamer ab, wenn sich das Raumschiff bewegt. Und je näher wir der Lichtgeschwindigkeit kommen, desto langsamer wird sie. Nur wenn etwas still steht, würde sich die Zeit nicht verändern.
Da sich aber alles relativ zueinander bewegt, gibt es keine absolute Zeit. Also ist sogar die Zeit relativ!
Leider werden wir uns nie in Lichtgeschwindigkeit fortbewegen . Gedanklich vielleicht, klar . Aber physikalisch zumindest nicht .
Damit befasst sich die Formel E ist gleich m c Quadrat. Sie sagt aus, dass Masse und Energie in einer direkten Beziehung zueinander stehen. Verändert sich das eine, verändert sich auch das andere.
Also: Je schneller ein Körper wird, desto größer wird seine Masse. Und irgendwann ist die Masse so groß, dass selbst die gesamte Energie im Universum sie nicht mehr beschleunigen könnte.
Fassen wir also zusammen: Alles ist relativ, sogar die Zeit. Licht ist immer gleich schnell, auch wenn dadurch Uhren langsamer gehen. Und schwere Objekte krümmen die Raumzeit um sich.
Und wer sich jetzt relativ verwirrt fühlt, dem sei gesagt – andere sind es vielleicht noch mehr – wie wir wissen hängt das immer von der Perspektive ab!
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