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24.11.2015

16:52 Uhr

100 Jahre Relativitätstheorie

Als Einstein zum Popstar wurde

Albert Einstein hat unser Verständnis von Raum und Zeit gründlich umgekrempelt - und ist damit auch außerhalb der Wissenschaftswelt zum Star geworden. Den Grundstein für seine Popularität legte er vor 100 Jahren.

Lasershow zum 50. Todestag des Physikers im Jahr 2005. Einsteins Popularität ist eng verbunden mit der Allgemeine Relativitätstheorie, die er vor 100 Jahren erstmals öffentlich vorstellte. ap

Kultfigur Albert Einstein

Lasershow zum 50. Todestag des Physikers im Jahr 2005. Einsteins Popularität ist eng verbunden mit der Allgemeine Relativitätstheorie, die er vor 100 Jahren erstmals öffentlich vorstellte.

BerlinFür den genialen Isaac Newton schien der Kosmos noch wohlgeordnet: Die Zeit tickte beständig und galt ebenso als unveränderlich wie der uns umgebende Raum. Dass Zeit und Raum „verformt“ werden können, dass die Zeit unter bestimmten Umständen langsamer vergehen kann – Newtons Zeitgenossen vor 300 Jahren hätten dies als Hirngespinst abgetan.

Selbst heute, 100 Jahre nach Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, erscheinen deren Schlussfolgerungen vielen Menschen als bizarr bis unglaublich. Dabei gilt die Allgemeine Relativitätstheorie längst als fest etablierte Fundamentaltheorie der Naturwissenschaften – und ihr Schöpfer als ähnlich genialer Geist wie der barockzeitliche Engländer.

Die Grundidee seiner Theorie legte Einstein am 25. November 1915 der Preußischen Akademie der Wissenschaften vor. „Es war ein Jahrtausendereignis der Wissenschaft, das damals in Berlin stattgefunden hat“, urteilt Hermann Nicolai, Direktor am Albert-Einstein-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Potsdam. „Aber es ist erst im Laufe der folgenden Jahrzehnte klar geworden, was das für eine Leistung war.“

Schon zehn Jahre zuvor hatte Einstein seine Spezielle Relativitätstheorie veröffentlicht. Er hatte erkannt, dass Gleichzeitigkeit nur eine relative Eigenschaft ist, die von der Wahl des Beobachters abhängt: Zwei räumlich getrennte Ereignisse, die dem einen als gleichzeitig erscheinen, können für einen anderen nacheinander ablaufen. Nur am selben Ort ist die Gleichzeitigkeit zweier Ereignisse eindeutig.

Die Spezielle Relativitätstheorie führt über die Vereinigung von Raum und Zeit zu einer vierdimensionalen Raumzeit, die alles andere als unveränderlich ist. Einstein wies theoretisch nach, dass für die Besatzung eines fast mit Lichtgeschwindigkeit fliegenden Raumschiffs die Zeit langsamer vergeht als für einen ruhenden Betrachter. Die Zeit verlor so ihren Status als absolute Größe.

Eine Sonnenfinsternis macht Einstein weltberühmt

In seine Allgemeine Relativitätstheorie bezog Einstein nun die Schwerkraft (Gravitation) mit ein. Die Theorie besagt, dass die Raumzeit durch Masse verzerrt wird – ähnlich wie etwa eine Bowling-Kugel ein Trampolin einbeult. Dieser Effekt ist umso stärker, je größer die Masse ist.

„Das war ein Paradigmenwechsel“, erläutert Nicolai. „Die Aussage ist, dass die Schwerkraft eine Folge der verkrümmten Geometrie von Raum und Zeit ist.“ So wie ein Tennisball auf einem anderen Weg über ein Trampolin rollt, wenn es durch die Bowlingkugel eingedellt wird. Der Theorie zufolge wird durch die Verkrümmung der Raumzeit auch das Licht messbar abgelenkt, wenn sein Weg an einer großen Masse wie etwa der Sonne vorbeiführt.

Diese Vorhersage machte Einstein auf einen Schlag weltberühmt, als England 1919 zwei Expeditionen zur Beobachtung einer Sonnenfinsternis entsandte. Während der Finsternis vermaßen die Expeditionen die Position von Sternen neben der verdunkelten Sonne. Tatsächlich wichen die gemessenen Positionen während der Finsternis entsprechend der Vorhersage durch Einsteins Theorie von den vorher bestimmten Werten ab.

„Eine der größten Errungenschaften des menschlichen Denkens“ sei dieses Resultat, so Joseph John Thomson, Physik-Nobelpreisträger des Jahres 1906 und seinerzeit Präsident der Royal Society. Und die „New York Times“ titelte: „Lichter am Himmel alle schief. Einsteins Theorie triumphiert.“

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