Jede Woche wird an dieser Stelle das Thema der Woche erscheinen. Die Mitglieder von Spaceone werden zusammen ein Astronomisch/physikalisches Thema aussuchen, über das wir dann gemeinsam diskutieren werden. Nachdem die Diskussionen abgeschlossen sind, wird hier ein Kommentar zu diesem Thema lesbar sein, dass unter anderem auch persönliche Ansichten beinhaltet.

 

HINWEIS: Es wird jeweils nur ein einziges Thema der Woche geben, selbst wenn zu einem gegebenen Zeitpunkt mehrere Themen gesprächsrelevant sind. Bitte habt Verständnis dafür!

 

 Die  Spezielle Relativitätstheorie

 

Die Lichtgeschwindigkeit (299.792,458 km/s = 299.792.458 m/s) ist immer konstant. Sie kann nicht schneller und nicht langsamer sein. Deswegen das Symbol „c“ von „constant“.


Gedankenexperiment mit Spiegeluhr:

Zwei Spiegel stehen im Abstand von s=150.000km. Ein Lichtstrahl wird dazwischen hin- und hergespiegelt. Für diese Strecke benötigt der Lichtstrahl ca. 0,5s.

Jedes Mal, wenn der Lichtstrahl auf den Spiegel trifft, ertönt ein Signal. Alle 0,5s: piep…piep…piep.

So sieht ein stehender Beobachter das Ergebnis.

Wenn sich aber die Spiegeluhr in einer Rakete befindet und diese sehr schnell an einem außenstehenden Beobachter vorbeifliegt, sieht es aus Sicht dieses Beobachters anders aus:

 

 

Aus Sicht dieses Beobachters legt der Lichtstrahl einen längeren Weg zurück. Dies würde aber bedeuten, dass die Photonen, von außen beobachtet, für dieselbe Strecke eine längere Zeit benötigen und somit langsamer wären. Das kann aber nicht sein, da die Lichtgeschwindigkeit immer konstant ist. Das hat einen physikalischen Effekt zur Folge:

Wenn die Photonen nicht langsamer werden können, muss die Zeit langsamer vergehen. Laut Einstein gehen bewegte Uhren also langsamer! Diesen Effekt nennt man Zeitdilatation.

 

Aber es gibt noch ein zweites Phänomen:

Wenn man in einem Linienflugzeug ist, das mit konstanten 800km/h fliegt und man im Gang mit 4km/h nach vorne geht, bewegt man sich mit 804km/h, da sich Geschwindigkeiten addieren.

Für die Lichtgeschwindigkeit geht das aber nicht, da sie ja konstant ist und weder langsamer noch schneller werden kann.

Deshalb wird der Raum gekrümmt, damit das Licht die Strecke trotzdem überwinden kann.                     Das nennt man Längenkontraktion.

Die Phänomene sind also relativ zum Beobachter. Doch was bedeutet relativ?

Wenn sich zwei Personen an einem Tisch gegenüber sitzen und ein Teller steht in der Mitte am Ende des Tisches, so steht der Teller, von einer Person aus gesehen, links und von der anderen aus rechts. Der Teller steht also relativ zum Beobachter.                                                                                                            Die Phänomene der speziellen Relativitätstheorie gelten auch nur in einem Inertialsystem, also einem nicht-beschleunigtem System, es wirken keine Kräfte. Das bedeutet, dass die spezielle Relativitätstheorie  nur dann gilt, wenn etwas ruht oder sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, denn bei einer Beschleunigung wirken ja Kräfte und deswegen gibt es dann kein Inertialsystem mehr. Wenn aber der Beschleunigte selbst das System betrachtet, sind das für ihn „Scheinkräfte“.