Relativitätstheorie

Was ist die Relativitätstheorie?

Mit der klassischen (Newton’schen) Mechanik kann jede Bewegung erklärt werden. Solange diese Bewegung nicht mit annähernder Lichtgeschwindigkeit erfolgt, kann die Relativitätstheorie vernachlässigt werden. Nähert sich die Geschwindigkeit aber der Lichtgeschwindigkeit an, muss die Bewegung relativistisch betrachtet werden.

Die Relativitätstheorie wurde von Albert Einstein in zwei Teilen aufgestellt: der speziellen Relativitätstheorie (1905) und der allgemeinen Relativitätstheorie (1916).

Spezielle Relativitätstheorie

Die spezielle Relativitätstheorie beschreibt die Struktur und das Verhalten von Raum und Zeit durch die vierdimensionale Raumzeit jeweils aus Sicht zweier Beobachter, die sich relativ zueinander bewegen. Da die Betrachtung relativistischer Sachverhalte sehr komplex ist, bedient man sich Paradoxa und Phänomenen, um diese Sachverhalte zu verbildlichen.

Um diese Sachverhalte und Gedankenexperimente sinnvoll darzustellen, verwendet man häufig Minkowski-Diagramme. Das Zwillingsparadoxon würde wie folgt dargestellt werden:

Allgemeine Relativitätstheorie

Die allgemeine Relativitätstheorie erweitert die spezielle Relativitätstheorie durch die Berücksichtigung von Gravitation. Sie beschreibt die Wirkung von Massen auf die Raumzeit. Durch diese Massen kommt es zur Krümmung der Raumzeit. Dies führt zu interessanten Phänomenen in der Astronomie, da auf diesem Wege ganze Sterne scheinbar verschoben werden.