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19.01.2005

18:30 Uhr

Relativitäts- und Quantentheorie

Einstein ermöglichte Naturwissenschaftlern neues Weltbild

Das Ausnahme-Genie Albert Einstein ist mit seinen Theorien in vielen Bereichen vollständig neue Wege gegangen und hat damit auch den Naturwissenschaftlern ein neues Weltbild ermöglicht. Im Zentrum stehen dabei die Relativitäts- und Quantentheorie.

leo DÜSSELDORF. Die Relativitätstheorie beschäftigt sich – wie der Name schon vermuten lässt – mit relativ zueinander bewegten Objekten und ist wohl Einsteins größtes Vermächtnis. Die Spezielle Relativitätstheorie besagt dabei, dass Uhren und Maßstäbe genau betrachtet keineswegs die absolute Bedeutung haben, die wir ihnen unserer Alltagserfahrung nach zuschreiben würden: Bewegte Uhren gehen langsamer und bewegte Maßstäbe werden kürzer. Allein die Tatsache, dass erst bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit dieser Effekt deutlich messbar wird, verhindert eine Beobachtung im alltäglichen Umfeld. Noch flexibler ist die Allgemeine Relativitätstheorie von Einstein. Sie führt über die Vereinigung von Raum und Zeit zu einer so genannten vierdimensionalen Raumzeit. Diese Theorie bezieht die Schwerkraft mit in die Überlegungen ein und beschreibt, wie große Massen – beispielsweise Sonnen – diese Raumzeit verzerren. Dadurch wird auch das Licht nahe großer Massen abgelenkt. Das wurde bereits 1919 experimentell bestätigt. In einer Ergänzung seiner Relativitätstheorie formulierte Einstein 1905 die heute wohl berühmteste Formel der Welt: E=mc². „Die Masse eines Körpers ist ein Maß für dessen Energiegehalt“, schrieb Einstein dazu. Diese so genannte Masse-Energie-Äquivalenz sollte zur Grundlage jeglicher Nutzung der Kernenergie werden.

Die Quantentheorie ist ein weiterer Eckpfeiler der heutigen Physik und wurde ebenfalls von Einstein mit geprägt. Die Quantentheorie liegt der Elementarteilchenphysik zu Grunde, Anwendungen haben beispielsweise in Form von Transistoren längst Einzug in den Alltag gehalten. 1921 wurde Einstein für seine Erklärung des photoelektrischen Effekts der Nobelpreis für Physik verliehen. Die Theorie behandelt das Freisetzen elektrisch geladener Teilchen aus einem Material, wenn dieses mit elektromagnetischen Wellen (etwa Licht) bestrahlt wird. Einstein zeigte, dass eine Beschreibung des Lichts durch Lichtquanten (Photonen) den Photoeffekt gut erklären kann. Daher trägt der photoelektrische Effekt maßgeblich zur Begründung der Quantenphysik bei.

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