allgemeine Relativitätstheorie - Beschleunigung und Gravitation
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Einsteins allgemeine Relativitätstheorie (ART)

Nachdem Einstein mit der speziellen Relativitätstheorie (SRT) gezeigt hatte, wie man die elektromagnetischen Wellen mit Galileos Relativität in Verbindung bringen kann, zeigte er mit der allgemeinen Relativitätstheorie, dass nicht nur gleichmäßige Bewegungen sondern auch die Gravitation und Beschleunigungen einer Relativität unterliegen. Seine Theorie basiert darauf, dass die Gravitation in einem Schwerefeld nicht von der Trägheitskraft bei einer Beschleunigung oder der Fliehkraft in einer Kurve unterschieden werden kann. Die Physik ist auf der Erde die gleiche, wie in einer Rakete, die mit einer Kraft beschleunigt wird, die der Schwerkraft der Erde entspricht. Einstein machte also die Gleichheit von träger und schwerer Masse zu einem Grundprinzip der Physik.

Mit der ART ist die Physik der Schwerkraft eine Frage der Symmetrie des Raumes geworden. Masse krümmt den sie umgebenden Raum und erzeugt dadurch das messbare Gravitationsfeld, das als Verzerrung des Raumes aufgefasst werden kann. Daraus folgt, dass alles, was sich im Raum aufhält, von der Gravitation beeinflusst wird. Auch masselose Teilchen wie Photonen werden vom Schwerefeld beeinflusst. Zeit und Raummaßstäbe können sich durch das Feld verändern.

Mathematik

Mathematisch ist die ART viel komplizierter, als die SRT. In der SRT gibt es immer einfache Koordinatensysteme, die Inertialsysteme, mit denen das ganze Universum überzogen werden kann und in denen die mechanischen Grundgleichungen recht einfach sind. In der ART kann man dagegen oft nur Koordinaten einführen, die ein begrenztes Gebiet beschreiben. Diese Koordinatensysteme sind nicht unbedingt geradlinig. Sie dürfen aus krummen Linien bestehen, die sich in beliebigen Winkeln schneiden, und bestimmen durch ihre Struktur die Gravitationskräfte.

Aussagen

Die ART ist experimentell sehr gut bestätigt. Ihre wichtigsten Aussagen macht sie in der Astronomie, wo sie zum ersten Mal die Bahn des sonnennächsten Planeten, des Merkur, richtig beschrieben hat. Außerdem besagt die ART, dass große Massen Licht ablenken, also die Wirkung von Linsen haben. Diese sogenannten Gravitationslinsen können ebenfalls am Himmel beobachtet werden. Es gibt aber auch irdische Anwendungen der ART. So ist die satellitengestützte Bestimmung des Ortes auf der Erde (das Global Positioning System, GPS) nur zuverlässig möglich, wenn man die Effekte der allgemeinen Relativitätstheorie beachtet.

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Allgemeine Relativitätstheorie im EXIKA-Lexikon

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Wie die Relativitätstheorie überprüft werden soll und Die "Grenzen des Universums" - existieren nicht aus dem Internet-Magazin ORF ON Science

Letzte Änderung: 14.04.2007