Relativitätstheorie relativ anschaulich

Tempolimit Lichtgeschwindigkeit

Glossar

Gravitation (Schwerkraft)
Die klassische Beschreibung der Gravitation geht auf Isaac Newton zurück: Jeder Körper übt auf jeden anderen eine anziehende Kraft aus, die Gravitationskraft.4 Also beispielsweise: Die Erde bewegt sich um die Sonne, weil sie von der Sonne angezogen wird. Die Newton'sche Theorie ist jedoch nur dann richtig, wenn die Gravitationskraft schwach und die Bewegung der Körper langsam ist.
Die heutige Beschreibung der Gravitation ist die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein. Für schwache Gravitation und langsame Bewegung der Körper stimmt sie mit der Newton'schen Theorie überein. Sie gilt aber auch dann, wenn die Gravitation extrem stark ist (z. B. in der Nähe Schwarzer Löcher) und wenn Körper sich sehr schnell bewegen (d. h. mit annähernd Lichtgeschwindigkeit). In der Relativitätstheorie lautet das obige Beispiel: Die Sonne krümmt den Raum und die Zeit in ihrer Umgebung. Die Erde bewegt sich durch diese gekrümmte Raum-Zeit. Sie bewegt sich zu jedem Zeitpunkt geradeaus; da aber die Raum-Zeit gekrümmt ist, resultiert eine Bahn, auf welcher die Erde die Sonne umrundet.
Lichtgeschwindigkeit
Licht breitet sich mit einer Geschwindigkeit von annähernd 300000 Kilometern pro Sekunde, d. h. mit etwa einer Milliarde Stundenkilometern aus. Dies ist das naturgesetzliche absolute Tempolimit: kein Objekt, das eine Masse hat, kann es erreichen oder gar überschreiten.
Relativitätstheorie
Die Allgemeine Relativitätstheorie, von Albert Einstein 1916 vollendet, ist die derzeit akzeptierte Theorie der Gravitation (siehe Gravitation). Die Spezielle Relativitätstheorie von 1905 beschreibt Raum, Zeit und Bewegung in Abwesenheit von Gravitation. Extrem schnelle Bewegungen (d.h. Bewegungen mit annähernd Lichtgeschwindigkeit) wurden erstmals durch die Spezielle Relativitätstheorie korrekt beschrieben.
Sonne
Die Sonne ist ein Stern mittlerer Größe von einem Typ, der in der Milchstraße häufig ist. Sie ist hundertmal so groß wie die Erde und hat die dreihunderttausendfache Masse. In Zahlen: Ihr Durchmesser beträgt 1,4 Millionen Kilometer, ihre Masse 2 × 1030 kg.
Die Sonne ist vor 4,5 Milliarden Jahren aus einer Gaswolke entstanden und wird insgesamt 10 Milliarden Jahre lang als Stern leuchten, während in ihrem Inneren Kernfusionsreaktionen ablaufen. Wenn der Kernbrennstoff im Zentrum zur Neige geht, wird die Sonne zu einem roten Riesenstern anschwellen, der bis an die Erdbahn reicht. Bald darauf enden die Kernreaktionen; die äußere Gashülle wird abgestoßen und bildet einen farbenprächtigen planetarischen Nebel, während der Kern der Sonne in sich zusammenfällt, bis er die Größe der Erde erreicht: Es entsteht ein Weißer Zwerg, der zunächst sehr heiß und hell ist und dann im Laufe der Zeit abkühlt und immer schwächer leuchtet.
 
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4   Nach Newton ist die Kraft zwischen zwei Körpern mit den Massen m1 und m1, die den Abstand r voneinander haben, K = G m1 m2 / r2, wobei G=6,67×10-11 m3/kg/s2 die Newton'sche Gravitationskonstante ist.


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AutorInnen: Ute Kraus, Corvin Zahn, Datum: 29.03.2004
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