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Autor: sisugoethe Datum: Do, 04/30/2020 - 11:41 Tags: Deutsch lernen

Der revolutionäre Physiker nutzte eher seine Vorstellungskraft als komplizierte Mathematik, um die berühmteste und eleganteste Gleichung der Geschichte zu entwickeln.

Albert Einsteins Relativitätstheorie ist bekannt dafür, dass sie einige wirklich bizarre, aber tatsächlich existierende Phänomene vorhergesagt hat. Dazu gehört, dass Astronauten im Weltraum langsamer altern als Menschen auf der Erde und dass feste Gegenstände bei hoher Geschwindigkeit ihre Form verändern.

Nimmt man Einsteins bekannteste Formel und seine ursprünglichen Schriften von 1905 zur Hand, ist das eine recht unkomplizierte Lektüre. Der Text ist einfach und deutlich, seine Gleichungen fast nur Algebra – nichts, was einem normalen Schüler der Oberstufe Probleme bereiten würde. Natürlich ist nicht alles was darauf folgte einfach zu verstehen, aber die Idee ist es schlussendlich doch.

Das liegt daran, dass es Einstein nie um komplexe Mathematik und Formeln ging. Er dachte gern visuell, überlegte sich Gedankenexperimente und spielte in seinem Kopf so lange mit Ideen, bis er die Konzepte und physikalischen Prinzipien kristallklar vor seinem geistigen Auge sehen konnte.

Idee oder Wirklichkeit?

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.

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".

Bleiben wir aber bei der speziellen Relativität, die auch auf unser tägliches Leben Auswirkungen hat.

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.

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, so dass sie im Vergleich zu der ruhenden Uhr nach ihrer Weltumrundung etwas nachging. Das war zwar nur ganz wenig, aber eindeutig messbar.

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. Eine Uhr in einem Satelliten, der hoch über der Erde in der Schwerelosigkeit fliegt, geht langsamer als eine Uhr auf der Erde.

In der Relativitätstheorie spielen mathematische Formeln eine große Rolle. Viele dieser Formeln sind auch sehr kompliziert. Die wohl berühmteste ist aber ganz einfach, sie lautet:

E = m · c 2

oder „E gleich m mal c Quadrat“.

Was bedeutet diese Formel? Sie sagt aus, dass Energie aus Masse entstehen kann und umgekehrt.

Das große „E“ steht für Energie, das kleine „m“ steht für Masse und das kleine „c“ steht für die Lichtgeschwindigkeit.

„c 2“ („c Quadrat“) bedeutet, dass man die 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. B. 1 Kilogramm) mit der riesigen Zahl c 2 multiplizieren, um die Energie auszurechnen.

Auswirkungen der Relativitätstheorie werden erst deutlich bei Geschwindigkeiten, die in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit kommen. Im Vergleich zum Licht bewegen wir uns nur sehr langsam. Daher sind die Veränderungen von Länge und Zeit für die Menschen 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 allumfassende 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.

Wortschatz 单词表:

vorhersagen: 预告，预报，预言

der Gegenstand: 物件，物品，东西

die Gleichung: 方程式，等式

die Geschwindigkeit: 速度

die Lichtgeschwindigkeit: 光速

Probleme bereiten: 引发问题

der Gedanke: 思想，想法，念头

geistig: 精神的，智力的，才智的

die Auswirkung: 作用，影响，后果，效果

die Krümmung: 弯曲，曲线

die Behauptung: 看法，断言，声言

bestätigen: 证实，确认

messbar: 可测的，可测量的，可测定的

die Masse: 尺寸，大小

die Schwerkraft: 重力，地球引力

die Schwerelosigkeit: 失重