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Relativitätstheorie
Man unterscheidet zwischen der speziellen Relativitätstheorie (in der Physik ist die spezielle Relativitätstheorie die allgemein anerkannte und experimentell gut bestätigte physikalische Theorie über das Verhältnis von Raum und Zeit) und der allgemeinen Relativitätstheorie. Das Besondere beschreibt das Verhalten von Raum, Zeit und Masse aus der Sicht von Beobachtern, die sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen. Es wird behauptet, dass die Zeit nicht überall gleich ist, sondern von Bezugssystemen abhängt.
Für Betrachter, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen, würde die Zeit anders fließen und der Raum anders geformt werden.
Man kann sich nun vorstellen, dass von einem Zwillingspaar der eine im Raumschiff durch den Raum fliegt, während der andere auf der Erde bleibt. Beide sind 20 Jahre alt, wenn ein Zwilling die Erde verlässt. Wenn er nach 20 Jahren seiner Zeit zurückkehrt, ist er 40 Jahre alt, aber sein Bruder ist schon 90 Jahre nach der Zeit auf Erden. Dieses Phänomen wird das Zwillingsparadoxon genannt (In der Physik ist das Zwillingsparadoxon ein Gedankenexperiment in der speziellen Relativitätstheorie, an dem ein eineiige Zwillinge beteiligt sind, von denen einer in einer Hochgeschwindigkeitsrakete eine Reise in den Weltraum unternimmt und nach Hau
se zurückkehrt, um festzustellen, dass der Zwilling, der auf der Erde geblieben i
st, mehr gealtert ist).
Dies verursacht auch den Effekt der Rotverschiebung (in der Physik tritt Rotverschiebung auf, wenn Licht oder andere elektromagnetische Strahlung von einem Objekt in der Wellenlänge erhöht oder zum roten Ende des Spektrums verschoben wird) (auch Dopplereffekt (Der Dopplereffekt ist die Änderung der Frequenz oder Wellenlänge einer Welle für einen Beobachter, der sich relativ zu seiner Quelle bewegt). ): Wir alle kennen dieses Phänomen. Beispiel: Ein Krankenwagen fährt mit Blinklicht und Sirene auf Sie zu. Der Ton erscheint hoch. Aber sobald es vorbei ist, wird der Klang immer tiefer und tiefer. Das Gleiche gilt für das Licht. Je weiter sich ein Körper von Ihnen entfernt, desto weiter verschiebt sich sein Spektrum nach rot. Wenn sich ein Körper zu einem bewegt, wird sein Spektrum nach blau verschoben. Dies zeigt sich besonders deutlich in fernen Galaxien. Nach weiteren Überlegungen dehnt sich die Zeit aus, die Masse nimmt zu, aber die Distanz schrumpft, sobald sich ein Körper etwa mit c (=Lichtgeschwindigkeit) bewegt. Die Zeit dehnt sich aus, wenn sich der Körper schneller bewegt. Der Weg wird bei hoher Geschwindigkeit kürzer. Die Länge eines Raumschiffes, das sich bei fast c bewegt, nimmt mit der Zeit ab.
Die Masse eines Körpers nimmt zu, sobald sich ein Körper schneller bewegt. D.h. eine Rakete, die sich mit fast c bewegt, hat auch eine sehr hohe Masse und kann daher nur mit höherem Aufwand beschleunigt werden.
Ebenso hängt die Masse eines Objekts vom Bewegungszustand des Betrachters ab, der es misst. Bewegte Massen erscheinen schwerer. All diese Phänomene machen sich erst bei Geschwindigkeiten bemerkbar, die im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit signifikant sind, so dass sie vor Einstein nicht wahrgenommen wurden. Nähert sich die Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit, strebt die Masse nach Unendlichkeit und damit auch nach der Energie, die für die weitere Beschleunigung benötigt wird.
Je schneller sich eine Masse bewegt, desto schwerer wird sie und desto mehr Energie muss zur Beschleunigung der Masse eingesetzt werden.
Sie geht davon aus, dass die Natur des Raumes durch die Verteilung und Bewegung der Materie in ihm beeinflusst wird:
In einem starken Gravitationsfeld (in der Physik ist ein Gravitationsfeld ein Modell zur Erklärung des Einflusses, den ein massiver Körper in den Raum um sich herum ausübt und eine Kraft auf einen anderen massiven Körper ausübt), wie es zum Beispiel in sogenannten “Schwarzen Löchern (Ein schwarzes Loch ist ein Bereich der Raumzeit, der so starke Gravitationseffekte aufweist, dass nicht einmal Teilchen und elektromagnetische Strahlung wie Licht aus dem Inneren des Raumes entweichen können) “, sind die Raum- und Zeitbedingungen anders als im gravitationsfreien Raum.
Sie besagt, dass die Energie (E) gleich der Masse (m) mal der Lichtgeschwindigkeit mit der Leistung von zwei (c²) ist.
Das bedeutet, dass die Masse durch Multiplikation mit dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit (Lichtgeschwindigkeit = 300 000 km pro Sekunde) in eine riesige Energiemenge umgewandelt werden kann.
E steht für Energie und m für Masse. c² ist die Lichtgeschwindigkeit (Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, allgemein bezeichnet, ist eine universelle physikalische Konstante, die in vielen Bereichen der Physik wichtig ist) hoch 2 (= 9000000000000000000 m/s ²). Dies zeigt, dass schon eine kleine Masse einer großen Energiemenge entspricht. Besonders deutlich wird dies bei der Atom - oder Wasserstoffbombe, aber auch bei unserer Sonne .
Diese Gleichung wird z.B. in der Atombombe verwendet (Eine Kernwaffe ist ein Sprengkörper, der seine zerstörerische Kraft aus Kernreaktionen, entweder der Spaltung oder einer Kombination aus Spaltung und Fusion, bezieht). In der Bombe, die die japanische Stadt Hiroshima 1945 zerstörte, war nur 1 Gramm Masse! Durch seine Spaltung wurde eine enorme Menge an Energie freigesetzt.
In der Physik ist ein Inertialsystem (von lateinisch inert = inaktiv, inert) ein Bezugssystem, in dem sich ein Beobachter ohne Einfluss von Kräften geradlinig bewegt. Die allgemeine Relativitätstheorie beschreibt die Wechselwirkung zwischen Raum und Zeit einerseits und Masse andererseits. In ihrer Kernaussage schreibt sie die Schwerkraft einem geometrischen Phänomen in einer gekrümmten 4-dimensionalen Raumzeit zu (in der Physik ist Raumzeit jedes mathematische Modell, das Raum und Zeit zu einem einzigen verwobenen Kontinuum verbindet). Es wurde von Albert Einstein (Albert Einstein war ein in Deutschland geborener theoretischer Physiker) entwickelt und 1916 veröffentlicht. Die allgemeine Relativitätstheorie ist eine Erweiterung der spezifischen Theorie und wird auf ausreichend kleine Bereiche der Raumzeit angewandt. Obwohl die allgemeine Relativitätstheorie (Allgemeine Relativitätstheorie ist die von Albert Einstein 1915 veröffentlichte geometrische Gravitationstheorie und die aktuelle Beschreibung der Gravitation in der modernen Physik) experimentell nicht so leicht zugänglich ist wie die spezifische, gibt es genügend experimentelle Belege dafür. Insbesondere in der von Einstein formulierten Form konnte sie sich bisher gegen alle später vorgeschlagenen Alternativen durchsetzen. Der folgende Artikel baut auf den Erläuterungen des Artikels Relativitätstheorie auf und zielt darauf ab, das Verständnis der dort genannten Phänomene und Strukturen zu vertiefen. Die Schwerkraft ist die Schwerkraft oder, im Falle der Erde , die Schwerkraft. So fallen beispielsweise Gegenstände auf den Boden. Die
Umlaufbahn der Erde um die Sonne wird ebenfalls durch die Schwerkraft bestimmt.