Relativitätstheorie - Ich versteh es einfach nicht!
So meine Freunde,
ich versteh die Relativitätstheorie von Einstein einfach nicht, wieso sollte Zeit keine absolute Größe sein?
Kann mir jmd. die Relativitätstheorie an einem einfachen und verständlichen Beispiel verdeutlichen?
Auch wenn EInsteins Gehirn 25% größer war als ein Durchschnittshirn, sollte ich doch in der Lage sein das Ganze verstehen zu können!
Vielen Dank im voraus!
4 Antworten
Zur Zeit der Geburt der RT - also um 1895 - haben Physiker festgestellt, dass die Lichtgeschindigkeit immer gleich gross ist.
Zum Vergleich: du rennst einem fahrenden Zug hinterher - im Bezug auf dich wird er langsamer.
Oder du läufst in die entgegengestzte Richtung - der Zug wird im Bezug auf dich schneller.
Anders bei einem Lichtstrahl: ob du auf ihn zurennst oder wegrennst - das Licht ist immer gleich schnell.
Während andere Physiker geglaubt haben, dass mit ihren Messungen etwas nicht stimmt und dauernd neue Messungen vorgenommen haben, hat Einstein sich damit abgefunden, dass das Licht in jedem Bezugssystem gleich schnell ist.
Dafür musste er ein anderes Konzept opfern - das Konzept der Gleichzeitigkeit.
Also: im fahrenden Zug werden an beiden Enden gleichzeitig je ein Lichtstrahl richtung mitte des Zugs gestartet. Die Strahlen treffen sich in der Mitte.
Auf dem Bahnsteig beobachtet jemand die Ereignisse auf dem Zug. Auch der wird das Zusammentreffen der Lichtstrahlen in der Zugmitte beobachten. Aber: die Strecke, die der vordere Lichtstrahl bis zu Mitte zurücklegt, ist im Bezug auf den Kerl auf dem bahnsteig kürzer als die Strecke, die der hintere Lichtstrahl zurücklegt.
Da aber die Geschwindigkeit beide Male auch für den Bahnsteig-Mannes gleich gross ist, braucht für ihn der hintere Lichtstrahl mehr Zeit als der Vordere. Also beobachtet der Kerl, dass der hintere Lichtstrahl zeitlich VOR dem vorderen gestartet worden ist.
Für den einen starten die Lichtstrahlen also gleichzeitig, und für den anderen nacheinander.
Tja, und das isses dann.
Sehr schönes Beispiel, vielen Dank! Ich denke ich habs verstanden!
Einerseits ist die Relativitätstheorie nicht soooo schwierig, wie manchmal behauptet wird (jedenfalls die spezielle RT nicht), und man kann das Wesentliche auch ohne Formeln verstehen; andererseits sprengt es aber trotzdem den Rahmen einer gf-Antwort, die Relativitätstheorie zu erklären - und zwar besonders dann, wenn es "einfach und verständlich" sein soll. Denn dann muss man ja mehr erklären, also auch mehr schreiben. Und dann wird's erst recht viel Text. Und ein paar Zeichnungen bräuchte man auch.
Nur so viel: Dass die Zeit relativ ist, ist keine Behauptung, die vom Himmel fällt oder die Einstein sich aus dem Fingern gesogen hätte. Die schließt man (durch geometrische Konstruktion) aus dem Postulat der Invarianz der Lichtgeschwindigkeit zusammen mit dem Relativitätspostulat.
Formeln braucht man für ein Grundverständnis nicht, wie schon gesagt - aber wenn man will: Zur Herleitung der Formel für die Zeitdilatation braucht man nur den Satz des Pythagoras. Sogar das kann man also als Laie noch verstehen, wenn mal will.
Aber für eine gf-Antwort ist das zuviel. Als ersten Einstieg vielleicht das: http://www.dlr.de/next/desktopdefault.aspx/tabid-6934/11454_read-26611/
Entweder genügt dir dann was da steht - oder wenn nicht, dann solltest du dir ein oder zwei Bücher kaufen. Ganz gut ist: Hermann Bondi, Einsteins Einmaleins. Einführung in die Relativitätstheorie (gibts aber nur noch antiquarisch. Nach anderen bzw neueren Büchern müsstes du fragen).
Vielen Dank für die Antwort, ich hatte gehofft man könne es an einem Bsp. verdeutlichen und verstehen, aber ich werd mir das Ganze jetzt mal was genauer anschauen!
Ich poste einfach mal eine Antwort auf eine ähnliche Frage, und zwar erst mal mit Bezug auf die sog. Spezielle Relativitätstheorie:
Grundlage der Relativitätstheorie ist, dass uneingeschränkt das schon von Galileo Galilei (1564-1642) stammende Relativitätsprinzip gilt:
In einem "Labor" im allgemeinen Sinne (gemeint ist alles worin man physikalische Experimente machen kann), das sich immer gleich schnell und geradeaus (geradlinig-gleichförmig) bewegt, gelten dieselben physikalischen Gesetze wie in einem ruhenden.
Die Lichtgeschwindigkeit ist endlichOle Rømer (1644-1710) konnte zeigen, dass sich Licht mit einer großen, aber endlichen Geschwindigkeit bewegt, die man heute in Formeln mit c bezeichnet. Strittig blieb zunächst, ob es aus "Korpuskeln" besteht, die sich mit c relativ zur Quelle bewegen (und ggf. abgebremst oder weiter beschleunigt werden und einander überholen können) oder aus Wellen, die sich in einem Medium namens Äther unabhängig von der Bewegung der Quelle mit c ausbreiten.
Licht besteht aus elektromagnetischen WellenIm 19. Jahrhundert zeigten Experimente mit Lichtbeugung, dass Licht aus Wellen besteht. James Clerk Maxwell (1831-1879) leitete aus den Gesetzen der Elektrodynamik die Existenz elektromagnetischer Wellen voraus, die später von Heinrich Hertz (1857-1894) experimentell nachgewiesen wurden. Licht wurde als eine Form elektromagnetischer Welle identifiziert. Der Äther sollte also auch Träger elektromagnetischer Felder sein.
Es ist keine Bewegung der Erde relativ zum Äther nachweisbarAlso sollte das Relativitätsprinzip nur näherungsweise für Geschwindigkeiten v<<c ("<<" heißt "klein im Vergleich zu") gelten, und schnelle Bewegungen relativ zum Äther sollte man nachweisen können. Dies versuchte u.a. Albert A. Michelson (1852-1931) mehrfach mit einem so genannten Interferometer. Das Resultat war negativ. Dies suchte u.a. Hedrik Antoon Lorentz (1853-1921) damit zu erklären, dass Längen in Bewegungsrichtung um den sog. Lorentz-Faktor verkürzt seien, wovon ein mit bewegter Beobachter freilich nichts merkt. Diese "Lorentz-Kontraktion" bedeutet übrigens nicht, dass etwas verkürzt aussieht. Einen sich schnell nähernden Körper lässt die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit sogar in die Länge gezogen wirken, nur weniger stark als es ohne die Lorentz-Kontraktion der Fall wäre.
Später führten weitere Überlegungen Lorentz zu dem Schluss, dass auch Uhren durch die Bewegung relativ zum Äther beeinflusst werden müssten.
Licht breitet sich im Vakuum in jedem Bezugssystem mit c ausAlbert Einstein (1879-1955) verzichtete 1905 vollständig auf jeden Bezug zum Äther und berief sich allein auf das Relativitätsprinzip. Die Ausbreitung von Licht mit c folgt aus den von o.g. Maxwell gefundenen Gesetzen der Elektrodynamik und ist somit selbst ein Naturgesetz. Daher muss nach dem Relativitätsprinzip ein Beobachter in einem Labor immer Lichtausbreitung im Vakuum mit c beobachten, egal, wie schnell oder in welche Richtung sich das Labor selbst bewegt.
Diesem Postulat folgend können Längen- und Zeitmaßstäbe - getrennt voneinander - nicht in allen Bezugssystemen dieselben sein, sonst würde das nicht klappen. Sogar die Gleichzeitigkeit oder die zeitliche Reihenfolge zweier entfernt voneinander stattfindender Ereignisse hängt vom Bezugssystem ab.
Ist doch bei GF schon alles beschrieben worden ! Versuche mal den Begriff Zeit zu definieren , nicht aber Tag oder Stunde , das sind ja Aussagen der Erdrotation !