Was ist spezielle Relativitätstheorie?
Spezielle Relativitätstheorie ist eine wissenschaftliche Theorie, die beschreibt, wie sich Materie durch Zeit und Raum bewegt. Als es 1905 zum ersten Mal von Albert Einstein veröffentlicht wurde, löste die spezielle Relativitätstheorie eine Revolution in der Physik aus und ließ uns das Universum in einem neuen Licht betrachten. Die spezielle Relativitätstheorie ist eine der am besten bestätigten Physiktheorien aller Zeiten, und ihre Vorhersagen wurden auf mehr als zwanzig Dezimalstellen genau überprüft.
Die beiden grundlegenden Postulate der speziellen Relativitätstheorie lauten, dass die Gesetze der Physik unabhängig von der absoluten Geschwindigkeit gleich sind und dass die Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter konstant ist. Wenn Sie sich in einer geschlossenen Box mit konstanter Geschwindigkeit bewegen, sagt die spezielle Relativitätstheorie voraus, dass kein Experiment, das Sie in der Box durchführen, Ihnen sagen kann, wie schnell sich die Box bewegt. Ebenso bleibt die Lichtgeschwindigkeit für einen Betrachter innerhalb der Box gleich, selbst wenn sich die Box selbst mit einem großen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit bewegt.
Die spezielle Relativitätstheorie gibt die von Newton entwickelten Begriffe "absoluter Raum" und "absolute Zeit" auf. Unter besonderer Relativität gibt es keine einzige Weltzeit; Vielmehr ist die Zeit für jeden Beobachter anders. Es gibt auch kein einziges universelles Raummaß; Ein einzelnes Lineal kann länger oder kürzer sein, je nachdem, wer es misst. Schließlich vereint die spezielle Relativitätstheorie die Konzepte von Raum und Zeit in einer einzigen vierdimensionalen Struktur namens "Raumzeit".
Gemäß der speziellen Relativitätstheorie scheint sich ein Objekt seltsam zu verhalten, wenn es sich relativ zu Ihnen mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Seine Masse wird zunehmen, so dass es immer schwerer wird, sich zu beschleunigen, wenn es sich der Lichtgeschwindigkeit nähert. Es scheint in seiner Bewegungsrichtung zu schrumpfen und wird mit zunehmender Geschwindigkeit immer verzerrter. Die Zeit des Objekts wird ebenfalls verzerrt. Befindet sich auf dem Objekt eine Uhr, scheint diese langsamer zu ticken. Diese Effekte treten bei jedem Objekt auf, machen sich jedoch erst bemerkbar, wenn sich Objekte der Lichtgeschwindigkeit nähern.
Eine spezielle Relativitätstheorie verhindert, dass sich ein Objekt schneller als mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt. Wenn ein Objekt für einen Beobachter schneller als die Lichtgeschwindigkeit zu sein scheint, muss es möglich sein, einen Beobachter zu finden, der sieht, wie sich das Objekt in der Zeit zurückbewegt. Wenn sich die Geschwindigkeit eines Objekts der des Lichts nähert, werden seine Masse und kinetische Energie unendlich. Selbst Informationen können möglicherweise nicht schneller als Licht übertragen werden, da auf diese Weise Nachrichten auch rechtzeitig rückwärts gesendet werden können.