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Relativitätstheorie: Unterschied zwischen den Versionen

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[[Datei:Twinparadox overview.png|mini|Einsteins Theorie besagt zum Beispiel Folgendes: Wenn von zwei 20-jährigen [[Zwilling]]en einer mit einem sehr schnellen [[Raumschiff]] auf eine sehr lange Reise geht und dann zurückkommt, dann ist er langsamer gealtert als der zu Hause gebliebene. Er ist nur 30 Jahre älter geworden, sein Zwilling aber 60 Jahre.]]
[[Datei:Twinparadox overview.png|mini|Einsteins Theorie besagt zum Beispiel Folgendes:<br/>Wenn von zwei 20-jährigen [[Zwilling]]en einer mit einem sehr schnellen Raumschiff auf eine sehr lange Reise geht und dann zurückkommt, dann ist er langsamer gealtert als der zu Hause gebliebene Zwilling.<br/>Der Zwilling auf Reise ist nur 30 Jahre älter geworden, sein Zwilling auf der Erde aber 60 Jahre.]]
[[Datei:Relativity1 Walk of Ideas Berlin.JPG|mini|Vor dem Alten Museum in [[Berlin]]: Die berühmte Formel in großen Buchstaben. Sie sagt aus, was [[Energie]], Masse und die [[Licht#Was ist die Lichtgeschwindigkeit?|Lichtgeschwindigkeit]] miteinander zu tun haben.]]


Die Relativitätstheorie ist eine [[Theorie]] der [[Physik]], die von [[Albert Einstein]] entwickelt wurde. Sie machte ihn auf der ganzen Welt berühmt. Die Relativitätstheorie ist sehr schwierig zu verstehen. Sie ist so unglaublich, dass selbst viele große Physiker aus Einsteins Zeit sie zunächst für Unsinn hielten.
Die Relativitäts-Theorie ist eine Theorie.
<br/>Eine Theorie ist eine Behauptung.
<br/>Die Behauptung beschäftigt sich mit der [[Physik]].
<br/>Die Theorie die von Albert Einstein entwickelt.
<br/>Sie machte ihn auf der ganzen Welt berühmt.


Eine der zwei wichtigsten Ideen Einsteins war, dass die [[Zeit]] nicht immer gleich schnell vergeht. So kann zum Beispiel eine [[Sekunde]] mal länger dauern und mal kürzer. Die zweite Idee war, dass auch Längen nicht immer gleich lang sind. Ein [[Meter]] ist demnach mal länger und mal kürzer. Die Zeit und die Längen sind also „relativ“, daher kommt auch der Name der Theorie.
Die Relativitätstheorie ist sehr schwierig zu verstehen.
<br/>Sie ist so unglaublich, dass selbst viele große Physiker aus Einsteins Zeit sie zunächst für Unsinn hielten.


Auf diese „spezielle Relativitätstheorie“ hat Einstein weiter aufgebaut und später noch die „allgemeine Relativitätstheorie“ entwickelt. Diese bringt noch die [[Schwerkraft]] ins Spiel und die sogenannte „Krümmung von Raum und Zeit". Das ist aber noch viel komplizierter.
Eine der zwei wichtigsten Ideen Einsteins war, dass die [[Zeit]] nicht immer gleich schnell vergeht.
<br/>So kann zum Beispiel eine Sekunde mal länger dauern und mal kürzer.
<br/>Die zweite Idee war, dass auch Längen nicht immer gleich lang sind.
<br/>Ein [[Meter]] ist demnach mal länger und mal kürzer.
<br/>Die Zeit und die Längen sind also „relativ“.
<br/>Daher kommt auch der Name der Theorie.


== Ist diese Theorie nur eine Idee oder Wirklichkeit? ==
Wie schnell die Zeit vergeht, hängt tatsächlich von der Geschwindigkeit ab, mit der man sich bewegt.
Einstein behauptete, dass es von der [[Geschwindigkeit]] eines Körpers abhängt, wie schnell eine Sekunde vergeht oder wie lang ein Meter ist. Das erscheint uns heute noch fremd, da wir ja täglich etwas Anderes erleben. Aber Einsteins Behauptungen und damit seine Theorie konnten durch Messungen bestätigt werden.
<br/>Je schneller man sich bewegt, desto langsamer vergeht die Zeit.
<br/>Das erscheint einem falsch, aber mit zwei extrem genauen [[Uhr]]en konnte man dies in einem Experiment bestätigen.
<br/>Eine Uhr reiste mit einem [[Flugzeug]] um die Welt und die andere Uhr blieb an Ort und Stelle.
<br/>Für die reisende Uhr verging die Zeit tatsächlich langsamer.
<br/>Im Vergleich zu der ruhenden Uhr nach ihrer Welt-Um-Rundung ging sie etwas nach. Das war zwar nur ganz wenig, aber eindeutig nachmessbar.


Wie schnell die Zeit vergeht, hängt tatsächlich von der Geschwindigkeit ab, mit der man sich bewegt. Je schneller man sich bewegt, desto langsamer vergeht die Zeit. Das erscheint einem falsch, aber mit zwei extrem genauen [[Uhr]]en konnte man dies in einem Experiment bestätigen: Eine Uhr reiste mit einem [[Flugzeug]] um die Welt und die andere Uhr blieb an Ort und Stelle. Für die reisende Uhr verging die Zeit tatsächlich langsamer, so dass sie im Vergleich zu der ruhenden Uhr nach ihrer [[Weltumrundung]] etwas nachging. Das war zwar nur ganz wenig, aber eindeutig nachmessbar.
Auch wie lang beispielsweise ein Stab ist, hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der der Stab sich bewegt.
<br/>Je schneller sich der Stab bewegt, desto kürzer wird er.  


Auch wie lang beispielsweise ein Stab ist, hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der der Stab sich bewegt. Je schneller er sich bewegt, desto kürzer wird er.
Und beides, Zeit und Länge, ändern sich auch, je nachdem, wie weit man von der [[Erde]] entfernt ist.
 
<br/>Eine Uhr in einem Satelliten, der hoch über der Erde in der Schwerelosigkeit fliegt, geht langsamer als eine Uhr auf der Erde.
Und beides, Zeit und Länge, ändern sich auch, je nachdem, wie weit man von der [[Erde]] entfernt ist. Eine Uhr in einem [[Satellit]]en, der hoch über der Erde in der Schwerelosigkeit fliegt, geht langsamer als eine Uhr auf der Erde.
 
== Welche Bedeutung hat die berühmte Einsteinformel? ==
In der Relativitätstheorie spielen [[Mathematik|mathematische Formeln]] eine große Rolle. Viele dieser Formeln sind sehr kompliziert. Die wohl berühmteste ist aber ganz einfach, sie lautet:
:''E'' = ''m'' <b>·</b> ''c'' <sup>2</sup>
Das spricht man „''E'' gleich ''m'' mal ''c'' [[Quadrat]]“. Was bedeutet diese Formel? Sie sagt aus, dass [[Energie]] aus [[Gewicht|Masse]] entstehen kann und umgekehrt. Das große „''E''“ steht für Energie, das kleine „''m''“ steht für Masse und das kleine „''c''“ steht für die [[Licht]]geschwindigkeit. „''c'' <sup>2</sup>“ („''c'' Quadrat“) bedeutet, dass man die [[Licht#Was ist die Lichtgeschwindigkeit?|Lichtgeschwindigkeit]] mit sich selbst malnehmen muss. Das ergibt eine unvorstellbar große Zahl. Wenn man sich nun die Formel ansieht, erkennt man, dass aus sehr wenig Masse eine riesige Menge Energie entstehen kann. Denn man muss ja die Zahl für die Masse (z.&nbsp;B. 1 [[Kilogramm]]) mit der riesigen Zahl ''c'' <sup>2</sup> multiplizieren, um die Energie auszurechnen.
 
== Macht sich die Relativitätstheorie in unserem Alltag bemerkbar? ==
Auswirkungen der Relativitätstheorie werden erst deutlich bei Geschwindigkeiten, die in die Nähe der [[Licht#Was ist die Lichtgeschwindigkeit?|Lichtgeschwindigkeit]] kommen. Im Vergleich zum [[Licht]] bewegen wir uns nur sehr langsam. Daher sind die Veränderungen von Länge und Zeit für die [[Mensch]]en extrem gering, sie können nicht bemerkt werden. Aber bei sehr hohen Geschwindigkeiten und sehr großen Entfernungen wirken sie sich merklich aus.
 
Das Navigationssystem im Auto könnte eine [[Anschrift]] niemals genau finden, wenn man ohne Relativitätstheorie rechnen würde. Die Geschwindigkeiten der Satelliten und ihre Entfernung zur Erde sind sehr groß. Hier gibt es schon deutlich messbare Unterschiede. Ohne Einsteins Theorie könnte man vielleicht eine [[Stadt]] mit Hilfe des Navigationssystems finden, aber niemals ein bestimmtes [[Haus]]. Wir nutzen also Ergebnisse dieser seltsamen Theorie im täglichen Leben.
 
Auch die berühmte Einsteinformel hat eine Bedeutung für unser Leben. Zum Beispiel verliert die [[Sonne]] ständig einen winzigen Teil ihrer Masse und macht daraus eine riesige Menge Energie: das Licht und die Wärme, die das Leben auf der Erde erst möglich machen. Auch [[Atomenergie]], mit der man in Atomkraftwerken [[Elektrizität|elektrischen Strom]] erzeugt, beruht auf der Umwandlung von wenig Masse in viel Energie.
 
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Einstein patentoffice.jpg|Albert Einstein, der Begründer der Relativitätstheorie im Jahr 1905
Braunschweig PTB-Atomuhr CS 4 (2012).jpg|Mit einer solchen extrem genau gehenden Uhr, einer Atomuhr, konnte die Relativität der Zeit nachgewiesen werden.
Mobiles Navigationsgeraet Navigon im Einsatz.JPG|Das Navigationsgerät im [[Auto]] ist nur dank der Relativitätstheorie so genau.
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Version vom 16. März 2021, 22:54 Uhr

Einsteins Theorie besagt zum Beispiel Folgendes:
Wenn von zwei 20-jährigen Zwillingen einer mit einem sehr schnellen Raumschiff auf eine sehr lange Reise geht und dann zurückkommt, dann ist er langsamer gealtert als der zu Hause gebliebene Zwilling.
Der Zwilling auf Reise ist nur 30 Jahre älter geworden, sein Zwilling auf der Erde aber 60 Jahre.

Die Relativitäts-Theorie ist eine Theorie.
Eine Theorie ist eine Behauptung.
Die Behauptung beschäftigt sich mit der Physik.
Die Theorie die von Albert Einstein entwickelt.
Sie machte ihn auf der ganzen Welt berühmt.

Die Relativitätstheorie ist sehr schwierig zu verstehen.
Sie ist so unglaublich, dass selbst viele große Physiker aus Einsteins Zeit sie zunächst für Unsinn hielten.

Eine der zwei wichtigsten Ideen Einsteins war, dass die Zeit nicht immer gleich schnell vergeht.
So kann zum Beispiel eine Sekunde mal länger dauern und mal kürzer.
Die zweite Idee war, dass auch Längen nicht immer gleich lang sind.
Ein Meter ist demnach mal länger und mal kürzer.
Die Zeit und die Längen sind also „relativ“.
Daher kommt auch der Name der Theorie.

Wie schnell die Zeit vergeht, hängt tatsächlich von der Geschwindigkeit ab, mit der man sich bewegt.
Je schneller man sich bewegt, desto langsamer vergeht die Zeit.
Das erscheint einem falsch, aber mit zwei extrem genauen Uhren konnte man dies in einem Experiment bestätigen.
Eine Uhr reiste mit einem Flugzeug um die Welt und die andere Uhr blieb an Ort und Stelle.
Für die reisende Uhr verging die Zeit tatsächlich langsamer.
Im Vergleich zu der ruhenden Uhr nach ihrer Welt-Um-Rundung ging sie etwas nach. Das war zwar nur ganz wenig, aber eindeutig nachmessbar.

Auch wie lang beispielsweise ein Stab ist, hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der der Stab sich bewegt.
Je schneller sich der Stab bewegt, desto kürzer wird er.

Und beides, Zeit und Länge, ändern sich auch, je nachdem, wie weit man von der Erde entfernt ist.
Eine Uhr in einem Satelliten, der hoch über der Erde in der Schwerelosigkeit fliegt, geht langsamer als eine Uhr auf der Erde.

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