Einsteins Relativitätstheorie: Die Relativität von Raum und Zeit

http://facebook.com/WissensMagazin ... Einsteins Relativitätstheorie (Teil 1): Die Relativität von Raum und Zeit (Einführung).

Die Relativitätstheorie befasst sich mit der Struktur von Raum und Zeit sowie mit dem Wesen der Gravitation. Sie besteht aus zwei maßgeblich von Albert Einstein geschaffenen physikalischen Theorien, der 1905 veröffentlichten speziellen Relativitätstheorie und der 1916 abgeschlossenen allgemeinen Relativitätstheorie.

Die spezielle Relativitätstheorie beschreibt das Verhalten von Raum und Zeit aus der Sicht von Beobachtern, die sich relativ zueinander bewegen, und die damit verbundenen Phänomene. Darauf aufbauend führt die allgemeine Relativitätstheorie die Gravitation auf eine Krümmung von Raum und Zeit zurück, die unter anderem durch die beteiligten Massen verursacht wird.

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Relativität ist eigentlich nur der Versuch zweier Leute, sich darauf zu einigen was sie sehen, wenn einer von beiden in Bewegung ist. Und da wir uns alle regelmäßig irgendwohin bewegen, finden wir jede Menge Beispiele dafür, wie nützlich Relativität im Alltag ist — auch wenn wir sie nicht beim Namen nennen.

Eines der Wunder des modernen Lebens ist das Global Positioning System (GPS). Es ist wirklich beeindruckend, dass ein GPS-Empfänger unsere Position ganz exakt bestimmen kann; überall auf der Erde, auf ein paar Meter genau. Dieses Wunder lebt von zwei Dutzend Satelliten in 20.000 Kilometern Höhe ... und von einem kleinen bisschen Relativität.

Und so funktioniert es: Der GPS-Empfänger bekommt ein Zeitsignal von mehreren dort oben herumrasenden Satelliten und benutzt Einsteins Relativitätstheorie, um seinen Abstand zu den einzelnen Satelliten zu errechnen. Jetzt — mit ein wenig Triangulation — hat man seine Position. Eine ganz einfache Idee, die aber nur dann funktioniert, wenn diese Zeitsignale absolut genau sind: auf eine Milliardstelsekunde. Nur dann sind die Berechnungen des Abstands auf einige Meter genau.

Aber bei all der Bewegung in diesem Prozess müssen Zeit und Entfernung sehr präzise miteinander abgeglichen werden. Ohne die Relativitätstheorie würde die Genauigkeit des Global Positioning Systems um mehrere Kilometer abweichen.

Aber die Relativität an sich war keine neue Idee und kein neues Konzept von Einstein. Seit Jahrhunderten schlagen wir uns mit dem Problem herum, wie zwei Menschen ihre individuellen Beobachtungen der Welt miteinander in Einklang bringen können, wenn sich einer von beiden bewegt.

Veranschaulichen wir unseren kleinen Exkurs in die Relativität mit einigen alltäglichen Erfahrungen ...

Mal angenommen Sie fahren in einem Auto auf einer langen, schnurgeraden und herrlich ebenen Straße. Da bemerkt man die Bewegung eigentlich nicht.

Man könnte ohne Schwierigkeiten ein Buch lesen, sich einen Drink einschenken oder eine Münze werfen. Es gäbe keinen Unterschied, wenn das Auto, in dem man sich befindet, stillstehen würde. Das ist so, weil Sie, das Buch, der Drink oder die Münze sich relativ zum Auto nicht bewegen.

Aber Achtung! Das gilt nur wenn das Auto weder die Geschwindigkeit noch die Richtung ändert. Wenn das Auto abbiegt, bremst oder beschleunigt ist zumindest das Eingießen eine echte Herausforderung. Aber eine konstante Bewegung fühlt sich also genauso an wie Stillstand.

Und wenn sie wissen wollen, wie es sich anfühlt, sich mit tausenden Kilometern pro Stunde zu bewegen, schauen Sie sich einfach mal um. Dank der Rotation der Erde zischen wir zusammen mit unserer Zeitzone mit einer Geschwindigkeit von 1500 Kilometern pro Stunde durch die Gegend.

Und dank ihrer Bewegung um die Sonne trägt uns die Erde mit einer Geschwindigkeit von 100.000 Kilometern pro Stunde durchs All. Und dank der Bewegung unseres Sonnensystems um das Zentrum unserer Galaxie herum bewegen wir uns sogar mit über einer halben Million Kilometern pro Stunde.

Aber es reicht nicht aus zu fragen: „Wie schnell bewege ich mich?" Wir müssen immer fragen: „Wie schnell bewege ich mich relativ zu etwas anderem?"
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Science & Technology

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[Flo2806]

Jetzt, mit ein wenig Triangulation..... xDD

[theDr83]

4 er Teil: Weil das Raumschiff ja schon weiter geflogen ist. Zur Erde sind es (Distanz z.B.: 30 000 Km also viel weiter). Ergo braucht das Licht länger dahin!

Man beachte aber bei dem Beispiel folgendes: fliegt man im All mit 50Km/h und schiest ein Projektil mit 1000 Km/h nach vorne ab dann fliegt das Projektil 1050 Km/h.

Fliegt man aber mit 50 Km/h und schaltet die Scheinwerfer vorne an dann bewegen sich die Photonen vorne TROTZDEM NUR Mit "C" und nicht mit "C+50Km/h".

[Timberbreak1]

@theDr83 Bedeutet zusammengefasst also: Für Jemanden der mit beinahe LG unterwegs ist, vergeht die Zeit langsamer. Das bedeutet die Lichtgeschwindigkeit ist gleich schnell angekommen bei bewegten wie auch unbewegten Objekten in einem Raum, jedoch mit unterschiedlicher imaginärer Zeit. Das mit den scheinwerfern ist mir schon klar ;D danke für deine Antworten (:

[theDr83]

3 er Teil: Diese sind das zweite theoretische Innertialsystem Wenn sie den Raumfahrer auf einer Video Übertragung sehen denke sie er würde fast Still stehen und sich kaum bewegen. Das Licht jedoch Ausserhalb des Raumschiffs bewegt sich exakt mit "C" und somit fast 300 000 Km/Sec. Zeit ist dem Licht sozusagen WURST. Es legt die Distanz (z.B: 100 000m zum Raumschiff) zurück die du vor gibst und dann wieder zurück da sind es natürlich weniger. ende Teil 3

[theDr83]

2 er Teil: Die Distanz entscheidet über die Antwort. Ist die Distanz von Erde zum Spiegel größer als zum Raumschiff und das hast du wohl gemeint sieht das Licht Person X vor Person Y am Boden. Erklärung: Wenn deine Person X eine extrem hohe "V" fast "C" hat ist das dein erstes theoretisches unabhängies Inertialsystem. Wenn er aus dem Fenster zur Erde schaut dann sieht er Person Y und alle dort umherrassen wie die Ameisen. Ende 2er Teil

[theDr83]

@Timberbreak1 :) Ich frag mich wieviel Text so n Kommentar hier fassen kann! Ich versuchs ^^: Antwort "Zuerst mal müsste der Spiegel im Winkel halbierend so stehen das Das Licht von Beiden wahrgenommen werden kann. Also das Raumschiff mit der Person X fliegt im 90° Winkel an der Erde vorbei und hat in einer Distanz die sehr Wichtig ist einen Spiegel vor sich. Ende 1 er Teil

[Timberbreak1]

Hab mal eine Frage: Die Geschwindigkeit und Gravitation passt die Zeit an, wenn jetzt eine Person mit 4/5 der Lichtgeschwindigkeit oberhalb der Erde fliegt und einen Lichtimpuls zu einem Spiegel vor sich sendet, sehe ich dann das Licht gleichzeitig wie der Mensch im All, wenn ich auf der Erde bin? Denn für dem Menschen im All müsste die Zeit ja langsamer vergehen als für mich...

[hautster]

Um das alles zu verstehen sollte einem bewusst sein, dass nicht die Zeit die Ursache für Veränderung ist sondern die Veränderung die Ursache für die Zeit. Zeit existiert also nicht Unabhängig vom Zustand des zu bedrachtenten Systems, sie ist in erster linie von der Geschwindigkeit also von dem Bewegungszustand des Systems abhängig. Wenn sich also alle Prozesse verlangsamen oder beschleunigen verändert sich auch das was wir als Zeit wahrnehmen.

[hautster]

@Mindestlaufzeit beschäftige dich mal mit dem Thema "Inertialsysteme" vielleicht kannst du dir die Antwort dann auch selber geben ;-)

[sneuchen]

Ja,...wie bewege ich mich im Bezug zu etwas anderem. Relativität kommt von Bewegung und von Zeit. Raum ist vernünftig definiert immer gleic end- und materielos.