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Albert Einstein physik



                        Referat: Albert Einstein

                        ========================

        Dieser   Text   wurde   ursprünglich  für  ein  Referat  in  dem

        Schulfach PHYSIK (Oberstufe)  geschrieben.   Ziel  des  Vortages

        sollte es sein, Kenntnisse

                der Spezielle Relativitätstheorie,

                der Allgemeine Relativitätstheorie

                und der Einheitliche Feldtheorie (nur am Rande)

        in  einer   für   Laien   verständlichen   Darstellungsform   zu

        vermitteln.   Dieser Text stellt die Grundlage des Referats dar.

        Daher sind einzelne Teile (z.  B.  die Bibliographie von  Albert

        Einstein)   nicht   im   Text   enthalten.    Auch  erfolgt  die

        Beschreibung zum Teil in Stichworten,  genauso  wie  sprachliche

        Stolpersteine  u.   U.   noch  vorhanden sein könnten.  Auf eine

        literarische  Quellenangabe  wurde  hier  verzichtet.  Tipp- und

        Rechtschreibfehler wurden nicht bereinigt.

        Da die Auswirkungen von Einsteins Theorien  für  uns  alle  sehr

        gravierend    sind,    sollten   grundlegende   Kenntnisse   der

        Relativitätstheorien zur Allgemeinbildung gehören.

        Dieser Text ist Public Domain.  Er kann  als  Basis  für  eigene

        Referate dienen.  Ich gebe alle Rechte an ihm auf.

        München, den 28.04.1992         Jürgen Altfeld

        ================================================================

        Geplante Dauer: ca. 120 Minuten (an Pausen denken!)

                                         zwischendurch zusammenfassen

                                         und Fragen entgegennehmen

        Abkürzungen:  RT = Relativitätstheorie(en)

        0. Vorwort

           Die   Relativitätstheorien   werden   im   allgemeinen    als

           Unverständlich  angesehen,  nicht  weil die Ergebnisse schwer

           zu verstehen wären, sondern weil sie schwer zu glauben sind!

        1. kurze Biographie

           hier nicht enthalten

        2. Einsteins Modell des wissenschaftlichen Denkens

           (ähnlich der Rhetorik!)

           S: Sinnerlebnisse    und     Wissen,     Erfahrungen     etc.

              (ungeordnet!)

           G: kühner   Gedankensprung,   Spekulation,   Idee,    Ahnung,

              Hypothese:   es gibt keinen logischen (folgernden) Weg von

              S aus dorthin, nur eine Art von 'Intuition'.

           A: Systeme von Axiomen:

              Grundlegende  Behauptungen,  die  man  zur  Tatsache,  zum

              Ausgangspunkt  erhebt,  um darauf aufbauend eine Reihe von

              Folgerungen und Theorien zu entwickeln.

           En: Aus  A  werden auf logischem Wege Einzelaussagen deduktiv

               (vom Allg.  her) hergeleitet, die auf A aufbauen!

           ?: Schließlich  werden  alle Einzel-Aussagen an der Erfahrung

              überprüft (durch Experimente etc.).  Hinweis:  Theoretisch

              ist es unmöglich, eine Theorie als 'endgültig bewiesen' zu

              betrachten!

           Die zeitgenössischen  Forscher  gingen  davon  aus,  daß  man

           aufbauend  auf  S  logische  Folgerungen  ziehen  kann  (sog.

           induktive Methode), welche zu immer mehr Wissen führt.

           Dies erweist sich nicht immer  als  richtig,  weil  es  viele

           Lücken   im   Wissen   gibt   und   dieses  auch  unsortiert,

           widersprüchlich und teils fehlerhaft ist.

           Einsteins Modell der Theorienbildung baut  dagegen  auf  eine

           gewisse  Intuition auf und überbrückt damit Lücken im Wissen.

           In  der  Praxis  erwiesen  sich  Einsteins  Theorien  als  so

           fortschrittlich,   daß   sie   viele  Jahrzehnte  lang  nicht

           vollständig  auf  ihre  Richtigkeit  hin   überprüft   werden

           konnten.

           Allg: Induktion (Folgerungen aus Einzelfällen)

                                contra

                 Deduktion (Folgerungen aus dem Allgemeinen herleiten)

        3. Die Spezielle Relativitätstheorie (1905 veröffentlicht)

           Allgemeines: Eigenschaften des Lichtes

      !!!  Licht hat im Vakuum eine  Geschwindigkeit  von  rund  300.000

           km/h,  d.   h.  ein Lichtstrahl würde die Erdkugel mehr als 7

           mal in einer Sekunde umrunden!  Die Lichtgeschwindigkeit  ist

           von  der  Dichte  des  Mediums abhängig (in Wasser um 3/4, in

           Glas um 2/3 langsamer).

           Licht gehört zur Gruppe der ELEKTROMAGNETISCHEN WELLEN,  wozu

           u.   a.   auch  Radiowellen,  UV-Strahlen, Infra-Rot-Strahlen

           etc.  gehören.

           Damaliges Problem: Suche nach dem Medium des Lichtes

           Schallwellen benötigen zu  ihrer  Fortpflanzung  ein  Medium:

           Moleküle.   Der Schall breitet sich durch Molekülschwingungen

           aus. Im Vakuum gibt es keinen Schall.

           Man  folgerte  daraus,  daß  auch   die   Lichtstrahlen   ein

           Ausbreitungsmedium  benötigen.   Man nannte dieses Medium den

           'äther' (daher: Radioprogramm im äther).

           Der    äther    müßte    überall    existieren,    wo    sich

           elektromagnetische Wellen ausbreiten können, auch im  Vakuum,

           da  sich  Licht  auch  im Vakuum ausbreitet.  äther sollte im

           ganzen Universum  und  in  allen  Materialien  in  mehr  oder

           weniger  hoher  Dichte  vorhanden sein.  Alle Planeten würden

           sich in diesem äther bewegen, während der äther  stillstehend

           sein  sollte.  Das Licht müßte sich dann mit immer konstanter

           Geschwindigkeit im äther bewegen.

           Die Idee von Existenz des äthers war so einleuchtend, daß sie

           schnell von vielen Seiten akzeptiert wurde.

           Man  versuchte  also  den äther zu entdecken und zu beweisen.

           Doch  alle  Bemühungen  hierzu  hatten  keinen  Erfolg.   Die

           Wissenschaft  befand  sich  in  einem frustrierendem Stadium,

           in einer scheinbaren Sackgasse.

           An diesem Punkt kommt Albert Einstein ins  Spiel.   Er  hatte

           die  Forschungen  zum  Thema  'äther'  und 'Eigenschaften des

           Lichtes' kritisch  verfolgt  und  zog  daraus  zwei  wichtige

           Schlußfolgerungen    (auch   als   'fundamentale   Postulate'

           bekannt):

           1. Der  äther  kann nicht entdeckt werden.  Jede Bewegung ist

              relativ.

           2. Die Lichtgeschwindigkeit ist für  einen  Beobachter  immer

              konstant.

           Die  Relativität  der Bewegung leuchtet ein, weil die Messung

           von Geschwindigkeit und  Bewegungsrichtung  von  einem  fixen

           Bezugspunkt   abhängig   ist   (Beispiel:   zwei  Raketen  im

           Weltraum; Von Brücke auf fließendes Wasser starren).

           Im gesamten Universum  gibt  es  keinen  absoluten  Fixpunkt,

           der  als  Bezugspunkt verwendet werden könnte.  So dreht sich

           z.  B.  die Erde um ihre eigene Achse, insgesamt aber um  die

           Sonne,  unser  Sonnensystem  bewegt sich innerhalb der Galaxie

           und der Milchstraße etc.  Man kann folglich immer nur  sagen,

           daß  sich  ein  Objekt  mit  einer bestimmten Geschwindigkeit

           und  Bewegungsrichtung   relativ   zu   diesem   oder   jenem

           Bezugspunkt bewegt! ['Rom ist Mittelpunkt des Universums']

           Was  hat  dies  mit  dem  äther zu tun?  - Ein stillstehender

           (fixer!) äther, nach dem  man  suchte,  würde  eine  absolute

           Bewegung    voraussetzen,    wir    haben    jedoch    gerade

           festgestellt,  daß  es  nur  eine  relative  Bewegung   gibt.

           Folglich kann man den äther nicht entdecken!

           Es sollte angemerkt werden, daß Einstein an dieser Stelle die

           Existenz   des  äthers  weder  bestritt,  noch  voraussetzte!

           Vielmehr ist die Existenz des äthers für die  Gültigkeit  der

           speziellen Relativitätstheorie unerheblich.

           Daß   die  Lichtgeschwindigkeit  immer  dieselbe  relativ  zu

           einem  Beobachter  sein  sollte,  ist  in  der  Tat  kaum  zu

           glauben.   Was bedeutet dies?  Wenn sich ein Planet mit einer

           Geschwindigkeit von  100.000  km/s  auf  die  Erde  zubewegt,

           dann  treffen  dessen  Lichtstrahlen  nicht  etwa mit 400.000

           km/s auf die Erde, sondern trotzdem mit 300.000  km/s.   Dies

           läßt  sich  an  dieser  Stelle noch nicht beweisen, doch dazu

           später mehr.

           Man beachte, wie Einstein gemäß dem bereits zuvor erläutertem

           Modell des wissenschaftlichen Denkens vorging und zuerst zwei

           Axiome (grundlegende Behauptungen) aufstellte!

           Obwohl   die   konstante  Lichtgeschwindigkeit  dem  gesunden

           Menschenverstand  zu  widersprechen  scheint,  sprachen  alle

           bisherigen  Experimente  dafür.   Einstein glaubte, es handle

           sich dabei um ein grundlegendes Gesetz des Universums.

           Die  Relativitätstheorien  sind  nicht   etwa   deshalb   als

           unverständlich  bekannt,  weil  sie  schwer  nachzuvollziehen

           wären, sondern eher deshalb, weil man  ihre  Folgerungen  nur

           schwer  glauben  kann!   Das  liegt  daran,  daß wir alles an

           unseren bisherigen Erfahrungen messen, die jedoch  nur  einen

           kleinen  Teil einer Gesamtheit ausmachen (dem Universum, oder

           noch mehr?).  Daher kommt  man  kaum  auf  die  Idee,  unsere

           Erfahrungen  könnten nur ein Spezialfall von viel allgemeiner

           gefaßten Gesetzlichkeiten sein.

           Folgerungen aus diesen Behauptungen

           Wenn diese Axiome wirklich gelten, dann kann  man  aus  ihnen

           verschiedene   Formeln   ableiten.    Um   seine  Theorie  zu

           bekräftigen   und   um   experimentelle   Bestätigungen    zu

           ermöglichen,  entwickelte  Einstein  eine  Reihe von Formeln.

           Mit Hilfe dieser Formeln konnte man  jedoch  auch  vollkommen

           neue   Vorhersagen   ableiten,   die  später  übrigens  durch

           Experimente und Beobachtungen bestätigt wurden.

      !!!  Im  Gegensatz  zur Allgemeinen Relativitätstheorie gelten die

      !!!  nachfolgenden  Formeln  nur  bei  einer  Beschleunigung   von

       o   null, also einer konstanten Geschwindigkeit.

           1. Gleichung

              Die Längenverkürzung eines Objektes, das  sich  mit  einer

              relativen   Geschwindigkeit  v  zu  einem  anderen  Objekt

              bewegt.

              L' = L * Wurzel aus [ 1 - (vý / cý) ]

              Könnte man von einem Objekt aus  die  aktuelle  Länge  des

              anderen  Objektes messen (und umgekehrt!), würde die Länge

              mit zunehmender  Geschwindigkeit  abnehmen.   Zu  beachten

              ist,  daß  die  Lichtgeschwindigkeit  nicht  überschritten

              werden kann, weil dann ein negativer Wert unter der Wurzel

              stehen würde (mathematisch nicht erlaubt).

              Eigentlich verkürzt sich nicht nur die Länge  des  Objekts

              mit seiner Geschwindigkeit, sondern auch die Entfernung zu

              anderen Objekten, die eine andere relative Geschwindigkeit

              haben.

           2. Gleichung

              Die  Massenzunahme  mit  der  Geschwindigkeit:  Ein Objekt

              mit der Masse m im  Stillstand  wird  immer  schwerer,  je

              schneller   es   sich  relativ  zu  einem  anderem  Objekt

              bewegt.    Die   Massenzunahme   kann   jedoch   nur   vom

              Beobachter  ermittelt  werden,  die  Messung  der  eigenen

              Masse würde keine Veränderung ergeben!

              m' = m / Wurzel aus [ 1 - (vý / cý) ]

              Es ist interessant,  daß  korpulente  Menschen  versuchen,

              durch  Sport  wie z.  B.  Laufen abzunehmen.  Je schneller

              sie laufen, um so schwerer werden sie!

              Auch   diese   Formel   läßt   den   Schluß  zu,  daß  die

              Lichtgeschwindigkeit die maximal mögliche  Geschwindigkeit

              ist  (weil  die  Wurzel sonst negativ würde).  Man erkennt

              außerdem,  daß  ein   Objekt,   welches   sich   mit   der

              Lichtgeschwindigkeit   bewegt,   eine   unendliche   Masse

              besitzt (Grenzwert von Masse geteilt durch 0).

           3. Gleichung

              Die   Addition   von   zwei   Geschwindigkeiten  (relative

              Geschwindigkeit):   Zwei  Objekte,  die  sich  mit   einer

              relativen  Geschwindigkeit  von v1 und v2 zu einem anderem

              Bezugssystem bewegen, haben im Bezug zum  jeweils  anderem

              Objekt  eine  Geschwindigkeit,  die  sich  nach  folgender

              Formel berechnet:

              v =    v1 + v2

                  -------------

                   1 + v1 * v2

                       -------

                        

              Folglich ist die bisher verwendete Formel  v  =  v1  +  v2

              nur     eine     Näherungsformel,     die     bei    hohen

              Geschwindigkeiten  jedoch  ungenau  ist  (man  könnte  die

              Lichtgeschwindigkeit    überschreiten!).     Für   geringe

              Geschwindigkeiten (wie  sie  auf  der  Erde  üblich  sind)

              liefert sie jedoch ausreichend genaue Ergebnisse.

           4. Gleichung

              Die Gleichwertigkeit von Masse und Energie:  Die  Energie,

              die  in  einem  Objekt  steckt, hängt von seiner Masse ab.

              Wir  wissen,  daß  die  Masse  mit   der   Geschwindigkeit

              zunimmt.   Folglich  muß  auch  die Energie zunehmen, weil

              zwei   verschieden    schwere    Objekt    bei    gleicher

              Geschwindigkeit   auch   eine   verschieden  hohe  Energie

              besitzen (potentielle oder kinetische Energie).

              E = m * cý

              Diese Formel besagt, wieviel Energie man maximal von einer

              Masse erhält,  wenn  man  die  gesamte  Masse  in  Energie

              umwandeln  würde.  Würde dies gelingen, könnte man wenigen

              Tonnen  Masse  die  ganze  Erde  jahrelang   mit   Energie

              versorgen!  Die Atombombe ist ein trauriger Beweis dafür.

              Unsere üblichen  Energieerzeugungsformen  geschehen  durch

              chemische  Prozesse,  bei  der  nicht  etwa  die  Masse in

              Energie umgewandelt wird,  sondern  nur  eine  Veränderung

              molekularen  Struktur  unter  Abgabe  von Energie erreicht

              wird (z.  B.  Verbrennung).  Die Umwandlung von  Masse  in

              Energie geschieht jedoch durch sog. nukleare Prozesse.

              Aus dieser Formel kann man auch schließen, daß Objekt  mit

              irgendeiner     Masse     nicht     einmal    GENAU    die

              Lichtgeschwindigkeit erreichen  können,  weil  ihre  Masse

              dann  unendlich  groß  sein würde.  Folglich müßte man für

              diese Beschleunigung auch unendlich viel Energie zuführen,

              also alle Energie des Universums plus noch mehr Energie!

           5. Gleichung

              Verlangsamung  der  Zeit:   Je  schneller  sich ein Objekt

              bewegt,   um so   langsamer   scheint   dort   für    einen

              außenstehenden Beobachter die Zeit zu vergehen.

              t' = t * Wurzel aus [ 1 - (vý / cý) ]

              Die   Zeit   im  bewegtem  Objekt  selbst  vergeht  gleich

              schnell  (weil  die  relative  Geschwindigkeit   zu   sich

              selbst immer 0 ist!).

              Früher ging man davon aus,  daß  die  Zeit  für  alle  und

              überall  im  Universum  gleich  schnell abläuft, Zeit also

              eine unveränderliche  Grundeinheit  darstellt.   Dies  ist

              nicht der Fall.

              Beispiel:  Zwillingsparadoxon:  Einer  fliegt  mit  Rakete

              und  kommt  jünger  zurück.  Warum nicht Zwilling auf Erde

              jünger? Oder beide? -> wegen Beschleunigung (allg. RT!)

              -> Raumfahrer altern immer weniger als Erdlinge

           Experimentelle Beweise für die Spezielle Relativitätstheorie

           Untersuchungen mit radioaktiven Substanzen haben bereits 1902

           gezeigt, daß die Masse der Teilchen,  die  als  Beta-Strahlen

           ausgesendet   werden,   mit   der  Geschwindigkeit  zunehmen.

           Bereits damals schien es unlogisch, daß eine Substanz aus  so

           vielen  verschiedenen  Teilchen bestehen könnte, die zusammen

           die Beta-Strahlung bewirken.

           Gleiche   Ergebnisse  wurden  bei  den  Atom-Beschleunigungs-

           Anlagen  festgestellt.   Diese  Maschinen  benützt  man   zur

           Atomzertrümmerung,  um  die  Struktur  der  Atom-Teilchen  zu

           untersuchen.   Durch  die  angenäherte   Lichtgeschwindigkeit

           nehmen  die  Atome  stark  an  Masse  zu,  was  sich auf ihre

           Trägheit und ihre Aufschlageigenschaften auswirkt.

           Die Zeitverzögerung wurde mit einer genau  laufenden  Atomuhr

           bestätigt.  Die Uhr befand sich in einem Düsenjet, das um die

           Erde flog.

           Ebenfalls  wurde  die  Zeitverzögerung   mit   beschleunigten

           Wasserstoffatomen nachgewiesen (veränderte Vibrationsfrequenz

           des Elektrons).

           Bis  wir  Menschen den Zeitverzögerungseffekt jedoch am eigen

           Leib  (als  Raumfahrer)  erleben  können,  werden  wohl  noch

           einige Jahre ins Land gehen.

           Bindungsenergie  (binding  energy):    Aufgrund   der   hohen

           Energiemenge  in  geringsten Massen hatte man wenig Hoffnung,

           Einsteins Formel jemals  an  normalen  Mengen  von  Masse  zu

           verifizieren.   Die Wissenschaftler konzentrierten sich daher

           auf kleinste Maßstäbe:  auf Atome.  Ein Element  wie  z.   B.

           Uran  besteht  aus 146 Neutronen und 92 (positiven) Protonen.

           Es bekannt, daß sich  gleiche  Ladungen  abstoßen.   Trotzdem

           halten  die  92  Protonen  des  Urankerns  auf  engstem  Raum

           zusammen.  Aus diesem Grund müssen die  Protonen  durch  eine

           sehr  viel  stärkere  Energie  zusammengehalten  werden,  die

           sog.   'Bindungsenergie'.  Würde man den Kern in viele kleine

           Teile zertrümmern, würde diese  Bindungsenergie  freiwerden.

           Wo  kommt  diese  Energie  nun her?  Die Antwort gibt uns die

           Formel E = mcý.  Die freigewordene Bindungsenergie  entstand

           aus  einem  Teil  der  Atomkernmasse.   Folglich  wiegen  die

           einzelnen  Atomteile  nach  der  Zertrümmerung  weniger   als

           vorher.   Die  fehlende  Masse muß der freigewordenen Energie

           entsprechen.  Dieser Nachweis wurde bereits 1932  in  England

           erbracht.

           Ein  weiteres  Beispiel für die 'Nutzung' der Bindungsenergie

           ist die Atombombe  (->Kernspaltung).   Hier  werden  entweder

           Uran  oder  Plutonium  gespalten.  Es ist anzumerken, daß nur

           Elemente, die schwerer als Silber sind (Atomgewicht 108), bei

           ihrer Spaltung auch wirklich mehr Energie freigeben, als  für

           ihre Spaltung vorher aufgewendet werden mußte!

           Wie kann man nun Elemente, die leichter sind als Silber, dazu

           bewegen, Energie freizusetzen?  Indem man den ganzen  Vorgang

           umkehrt:  anstatt Atomkerne zu spalten fügt man mehrere Teile

           zu  einem  Atomkern zusammen.  Auch hierbei wird ein Teil der

           Masse der Einzelteile in  Energie  umgewandelt,  wodurch  das

           Verschmelzungsergebnis  ein  leichterer Atomkern ist.  Diesen

           Prozeß der Energiefreisetzung durch Verschmelzen von mehreren

           leichten Atomkernen zu  einem  schweren  Atomkern  nennt  man

           'Kernfussion' (Verschmelzung).  Die Wasserstoffbombe arbeitet

           nach diesem Prinzip!

           Früher dachte man, unsere Sonne verbrennt irgendein Material,

           um  diese  Menge  an  Energie  abzugeben.   Sie   wäre   dann

           allerdings  nach  etwa  300 Jahren 'ausgebrannt'.  Heute weiß

           man, daß in der  Sonne  eine  Kernfussion  stattfindet.   Sie

           wandelt   über   eine  Kette  von  Kernreaktionen  jeweils  4

           Wasserstoffkerne (4 Protonen) in Helium um (2 Protonen).  Der

           resultierende Massenverlust ist die freiwerdende Energie  der

           Sonne,  die  noch für lange Zeit reichen wird (ca.  15 bis 30

           Milliarden Jahre).  Durch den Massenverlust schrumpfen Sonnen

           immer mehr Zusammen, bis sie verbraucht sind (=> Theorie über

           die  Bildung  von  schwarzen  Löchern).   Der  Unterschied

           zwischen  der  Fussion  einer  Atombombe  und der Sonne liegt

           jedoch in Geschwindigkeit, in der die Umwandlung erfolgt!

           Ferner     arbeiten     auch     Atomreaktoren    nach    dem

           Kernspaltungsprinzip.  Auch hier erfolgt eine  sehr  langsame

           und  'kontrollierte'  Kernspaltung.  Die freiwerdende Energie

           wird in Form von Hitze zur Stromerzeugung verwendet.

           Raum und Zeit in der vorrelativistische Physik

           Vor der Anerkennung der Relativitätstheorie  betrachtete  man

           den  Raum  mit  seinen  drei  Bestandteilen (x, y, z) und die

           eindimensionale   Zeit   (t)   getrennt   voneinander.    Man

           beachtete  nicht,  daß  Raum  und  Zeit  eigentlich  erst ein

           konkretes Ereignis beschreiben, weil  zur  Signalübermittlung

           eine   bestimmte   Zeit  vergeht,  bevor  ein  räumlich  weit

           entferntes Ereignis auch  wirklich  wahrgenommen  wird  (vgl.

           Betrachtungen  über  Gleichzeitigkeit  eines  Ereignisses  in

           verschiedenen Entfernungen).

           Mit   der   Anerkennung  der  Relativitätstheorie  mußte  man

           zugleich die Trennung von Raum  und  Zeit  aufgeben  und  die

           Raum-Zeit (sog.  vierdimensionales Kontinuum) anerkennen.

           Nicht der Raumpunkt alleine, in dem  etwas  geschieht,  nicht

           der  Zeitpunkt  alleine,  in  dem etwas geschieht, beschreibt

           dieses Ereignis genau.  Erst die  Kombination  dieser  beiden

           Elemente  beschreibt  das Ereignis (vierdimensional) wirklich

           absolut (und nicht relativ wie bei der  Aufspaltung  in  Raum

           und Zeit).

           Man   sollte   jedoch  nicht  übersehen,  daß  die  zeitliche

           Koordinate  der   Zeit   keinesfalls   mit   den   räumlichen

           Koordinaten  gleichwertig  ist.   Dies  ist  bereits  an  der

           Erfahrung erkennbar, daß  die  Zeit  nicht  rückwärts  laufen

           kann  (auf  einen  mathematisch-physikalischen  Beweis muß an

           dieser Stelle verzichtet werden).

           So  wurde  aus  dem  dreidimensionalen  Raum (von Newton) der

           vierdimensionaler Raum Einsteins.

        4. Die Allgemeine Relativitätstheorie (1916 veröffentlicht)

           Schon   bald  nach  der  Veröffentlichung  seiner  speziellen

           Theorie 1905 begann Einstein mit dem Versuch,  diese  Theorie

           zu   verallgemeinern.    Die  spez.   Theorie  gilt  nur  bei

           gleichbleibender  relativer   Geschwindigkeit,   also   einer

           Beschleunigung  von  null.   Die  Allg.   RT  sollte nun auch

           Objekte   beschreiben,   bei   denen   sich   die    relative

           Geschwindigkeit  verändert,  also  eine  Beschleunigung  bzw.

           Verzögerung vorkommt.

           Beispiel:   Aufzug  steigt   oder   fällt   BESCHLEUNIGT   ->

           Gewichtsveränderung     der     Personen    bis    hin    zur

           Schwerelosigkeit.  Nun:  Raumschiff mit schwerelosen Personen

           darin:    Beschleunigung    /    Verzögerung    oder    knapp

           vorbeifliegender     Planet     (Massenanziehung)     bewirkt

           Gewichtsveränderung.  Hätte Raumschiff  kein  Fenster,  wüßte

           man nicht den Grund hierfür!

           ->  äquivalenzprinzip:   Die Auswirkungen der Gravitation und

           einer Beschleunigungsbewegung sind  gleichwertig  und  können

           nicht voneinander unterschieden werden.

           Dies  ist  die  grundlegende Annahme der allgemeinen RT.  Mit

           Hilfe eines verhältnismäßig  neuen  Zweiges  der  Mathematik,

           der  Tensoren-Kalkulation  entwickelte Einstein drei wichtige

           Schlußfolgerungen aus dieser Annahme.

           1.   Das  bereits  von   Newton   durch   reine   Beobachtung

           ermittelte    Gesetz   der   Massenanziehung   wurde   weiter

           verfeinert.

                F = G * M1 * M2            G = Gravitationskonstante

                        -------

                           2.00000016

                          d

           Diese kleine änderung des Exponenten hat große  Folgen.   Die

           stets  gleichbleibende  Elipsenbahn  von  Planeten  ist  nach

           Einstein  eigentlich  eine  langsam  rotierende  Elipsenbahn!

           Die  Rotation  ist  jedoch  so gering, daß selbst die Erde 34

           Millionen Jahre benötigt, um sich einmal  einmal  vollständig

           zu drehen.

           Die   rotierende   Elipsenbahn   wurde   am  Planeten  Merkur

           nachgewiesen,   da   sich   dieser   sehr   schnell    bewegt

           (Umlaufgeschwindigkeit)   und   somit   eine  verhältnismäßig

           schnelle Rotationsbahn zeigt.

           2.   Lichtstrahlen  werden  von  Massen  angezogen  und  ihre

           Laufbahn dadurch gekrümmt!

           Dies   wurde   mit   einer   Beobachtung   eines   verfrühten

           Sternaufgangs bei einer Sonnenfinsternis bestätigt.

           Interessant  ist  die  sberlegung,  wie  groß  und schwer ein

           Stern sein müßte, um alle Lichtstrahlen  in  seiner  Umgebung

           zu verschlucken (schwarze Löcher!).

           Die  Berechnung  der  Lichtablenkung  durch  Massen   erfolgt

           ebenfalls   durch   die  obige  Formel  der  Massenanziehung.

           Voraussetzung ist,  daß  Licht-Photonen  ein  Gewicht  haben,

           solange sie in Bewegung sind.  Dies ist der Fall.  Würden die

           Licht-Photonen  jedoch  stillstehen,  hätten  sie keine Masse

           mehr (Restmasse 0, siehe Formel der spez.  RT!).

           3.  Gravitationsmassen verlangsamen den Zeitablauf.  Je  mehr

           Masse, um so langsamer vergeht die Zeit!

           Die  Zeitverlangsamung  wurde  wie  bei der spez.  RT mit der

           verlangsamten  Vibration   von   Atomen   und   der   dadurch

           folgenden Rotverschiebung des Lichtes nachgewiesen.

        5. Die einheitliche Feldtheorie

           Bis  zu  seinem  Tod  im Jahre 1955 war Einstein dann mit der

           Entwicklung der einheitlichen FT beschäftigt.  Er  hat  diese

           Theorie jedoch nie vollenden können.

           Hierzu einige kurze sberlegungen (Auszug):

           Massenanziehung: F = G * (m1 * m2) / dý

           Anziehung zweier ungleicher Ladungen: (Coulomb-Gesetz)

                        F = C * (q1 * q2) / dý

           Anziehung zweier ungleicher Magnetpole:

                        F = K * (M1 * M2) / dý

           Diese  drei  Formeln  drücken  in mathematisch gleicher Weise

           drei vollkommen unabhängige physikalische Phänomene.

           Lediglich  bei   der   Massenanziehung   ist   bisher   keine

           Abstoßung bekannt!!! (Antischwerkraft!?).

           Historisch   wurden   diese   Formeln  vollkommen  unabhängig

           voneinander  durch  empirische   Befunde   entwickelt.    Die

           ähnliche  Form  der  Formeln  läßt  jedoch den Schluß zu, daß

           alle    drei    Phänomene    einer    gleichen    natürlichen

           Gesetzmäßigkeit  zugrunde  liegen.   Die  drei  Formeln  sind

           folglich   nur    Teilzweige    einer    allgemeineren    und

           grundlegenderen naturgesetzlichen Formel.

           Diese  grundlegende  Formel zu finden ist ein Teilbereich der

           einheitlichen FT.

           Der zweite Zweck ist jedoch weitaus  größer  als  der  erste.

           Es   ist  der  Versuch,  ALLE  PHYSIKALISCHEN  PHäNOMENE  aus

           einigen wenigen EINFACHEN UND  GRUNDLEGENDEN  PRINZIPIEN  der

           Natur abzuleiten.

           1953, zwei Jahre von seinem Tod, veröffentlichte Einstein die

           bisherigen  Ergebnisse  seiner  Forschung  (ein   14-seitiges

           Dokument  mit 28 Formelbestandteilen).  Die Formel war jedoch

           nur sehr beschränkt verwendbar.

           Die  einheitliche  FT  wäre also eine universelle Weltformel,

           die praktisch  die  letzten  physikalischen  Geheimnisse  der

           Universums   entschlüsseln   würde   (siehe  Dürrenmatt  'Die

           Physiker' Seite 69).

        7.  Diskussion:   Wissenschaft  vs.   Moral;  Notwendigkeit  der

            Wissenschaft

            -> 'Goldener Mittelweg'

          - Täuschung über die Wirklichkeit von Erfahrungen

          - alles  ist relativ (hängt vom Standpunkt = Axiome und deren

            Gültigkeit ab)

            ->  (experimentelle)  Verifikationen  erhöhen  das Vertrauen

                in  eine  Theorie,  können  jedoch   nie   deren   allg.

                Gültigkeit    umfassend    bestätigen.    Eine   einzige

                Falsifikation  erzwingt   jedoch   eine   Einschränkung,

                änderung oder sogar die Aufgabe einer Theorie.







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