Welt der Naturwissenschaften

Eine Sammlung von Essays als schneller Zugang zu den Naturwissenschaften für Selbstdenker und andere Minderheiten.

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WELTJAHR DER PHYSIK: RAUM UND ZEIT

„Ich glaube nur das, was ich sehe“ ist der Urteilsspruch eines Menschen, der davon überzeugt ist, dass man nur den eigenen Sinnen trauen darf. Gäbe es eine Steigerungsform für falsch, hier wäre sie angebracht, denn Röntgen- und Gammastrahlen sind genauso wenig unmittelbar wahrnehmbar wie Antimaterie oder subatomare Teilchen. Letztere spielen in der Welt der Quanten mit unserer Wahrnehmung sogar Katz und Maus, indem sie abwechselnd als Teilchen oder Wellen erscheinen und durch scheinbar unüberwindliche Barrieren hindurch “tunneln“.

Eine der schlimmsten Beleidigungen der menschlichen Wahrnehmungsfähigkeit stellt die Relativitätstheorie dar. Begonnen hatte alles mit dem jungen schottischen Physiker James Clerk Maxwell, der im 19. Jahrhundert ein System von Differentialgleichungen über elektrische und magnetische Felder präsentiert hatte. Alle elektromagnetischen Strahlen, also Licht, Radiowellen, Mikrowellen und andere, breiteten sich demnach unabhängig von jedem äußeren Bezug immer mit Lichtgeschwindigkeit aus. Einige Physiker hatten das bemerkt. Da sie in Maxwells Theorien keinen Fehler entdecken konnten, begannen sie, allfällige Konsequenzen in Betracht zu ziehen. Die Folgerungen waren aber so unbegreiflich, dass es schon eines Genies bedurfte um die Sache konsequent durchzudenken.

Das Genie war ein Angestellter im Patentamt in Bern namens Albert Einstein. Einstein zog sich in seiner Freizeit in sein Arbeitszimmer zurück. Er hatte kein Labor und außer einer Handvoll Brieffreunde keine Kollegen, mit denen er diskutieren konnte. Zudem besaß er nur Physikbücher, leeres Papier, einen Bleistift und seinen Intellekt. 1905 veröffentlichte er mehrere Aufsätze, darunter „Zur Elektrodynamik bewegter Körper“. Diese Arbeit wurde später als „Spezielle Relativitätstheorie“ bekannt. Einstein vertrat darin die Auffassung, dass es weder einen absoluten Raum noch eine absolute Zeit gibt und dass die Materie in eine unvorstellbar hohe Energiemenge umwandelbar ist.

Zehn Jahre später publizierte Einstein eine neue Theorie der Gravitation, die heute als „allgemeine Relativitätstheorie“ bekannt ist. Die Kernaussage lautet, dass die Schwerkraft das Gefüge aus Raum und Zeit verändert. Geringe Schwerkraftfelder wie auf der Erde verändern die Raumzeit nur unwesentlich, aber ein kosmischer Schlund wie ein Schwarzes Loch lässt die Zeit still stehen.

Einsteins Lehrgebäude spaltete jahrzehntelang die Welt der Wissenschaft. Heute stehen die Aussagen der Relativitätstheorie außer Streit, weil sie sich in vielen Bereichen der Technik und Wissenschaft, vom GPS über die Hochenergiephysik bis zur Kosmologie, als leistungsfähig und konkurrenzlos erwiesen haben.

Albert Einstein
Einstein widerlegt?
Die Relativitätstheorie
Die zerrinnende Zeit
Die Gedanken Gottes
Theorie und Wahrheit
Die zerrinnende Zeit
Einsteins Photonen
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© 2005 Rudolf Öller, Bregenz

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