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Mit Relativitätstheorie in der sein Physik zwei Theorien von Albert Einstein angegeben, nämlich die spezielle Relativitätstheorie und der generelle Relativität.

Die zentrale Idee der Relativität ist, dass die Gesetze der Mechanik oder Physik im Allgemeinen nicht von der Geschwindigkeit abhängen sollten, die ein Beobachter im Verhältnis zu anderen Beobachtern hat. Galileo Galileo hatte bereits um 1600 eine Vision zu diesem Prinzip. Jahrhunderte später wurden die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie entwickelt.

Galileis Relativitätstheorie

Galileis Relativitätstheorie (ein Name, der übrigens auf Einsteins Theorien zurückgeht) basiert auf folgendem Prinzip: Die Gesetze der Mechanik sind für Beobachter in zwei Systemen gleich, die einstimmig (eine Bewegung, die Beschleunigung Noch verzögern wissen) relativ zueinander bewegen. Wenn der eine Trägheitsrahmen als die anderen auch. Es ist für dieselben beiden Beobachter unmöglich, aus den Gesetzen der Mechanik zu bestimmen, welcher von ihnen eine absolute Bewegung ausführt oder möglicherweise stillsteht. Dies hat unmittelbar zur Folge, dass es nur relative und keine absoluten Geschwindigkeiten gibt – daher der Name Relativitätsprinzip.

In Galileis Relativitätstheorie werden Koordinatensysteme, die sich relativ zueinander gleichförmig bewegen, wie folgt verwandt. Angenommen, bezüglich des Systems S ist die Geschwindigkeit eines anderen Systems S' gleich v, und dass die Nullstellen beider Systeme zum Zeitpunkt t = 0 zusammenfallen. Wenn wir Positionen in S einnehmen mit r bezeichnen und in S' mit r', gilt nach einer Zeit t:

${displaystyle mathbf {r} '=mathbf {r} -mathbf {v} t}$

der Klassiker Mechanik laut der Newtonsche Gesetze übernahm dieses Relativitätsprinzip von Galileo Galileo.

Spezielle Relativitätstheorie

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Die spezielle Relativitätstheorie war 1905 von Albert Einstein entwickelt.^[1] Diese Theorie basiert auf den folgenden zwei Postulate:

• Die Gesetze der Physik, einschließlich derer der Elektrodynamik, sind die gleichen für Beobachter in Inertialrahmen Das einstimmig relativ zueinander bewegen.
• Das Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist eine universelle Konstante, mit anderen Worten: Beobachter in Inertialsystemen messen die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum immer mit der gleichen Geschwindigkeit (später mit 299.792.458 m/s bestimmt), unabhängig von ihrer Relativbewegung.

Das erste Postulat kommt der Grundidee von Galileis Relativitätstheorie tatsächlich nahe. Das zweite Postulat war (zur Zeit Einsteins) ein völlig neues Prinzip mit (trotz seiner formalen Einfachheit) besonders weitreichenden Konsequenzen. Um diese beiden Grundideen in Einklang zu bringen, gibt es spezielle Transformationen, die Lorentz-Transformationen, um den Ort und die Zeit eines Beobachters in den Ort und die Zeit eines anderen umzuwandeln. Daraus folgt, dass Ort und Zeit zusammenhängen. Ebenso sei elektrisch und MagnetfelderE und B für verschiedene Beobachter mit Lorentztransformationen.

Einsteins Artikel erschien 1905 unter dem Titel Zur Elektrodynamik mover Körper, zur Elektrodynamik bewegter Körper. Die Theorie postuliert, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum für alle Beobachter gleich ist. Dies entsprach den Ergebnissen der Michelson- und Morley-Experiment, die die Wissenschaft bis dahin noch nicht ganz herausgefunden hatte, wie sie damit umgehen sollte. In diesen Experimenten wurde gezeigt, dass es kein absolut stagnierendes Medium gibt, das Äther, die als Träger von Lichtwellen fungieren würde.

Auch die spezielle Relativitätstheorie stimmt voll und ganz mit der Maxwells Gesetze für die Elektromagnetismus. Magnetismus ist der relativistische Effekt von Elektrizität. Angenommen, ein Beobachter sieht eine stationäre elektrische Ladung und damit ein elektrisches Feld. Ein anderer Beobachter in gleichförmiger Bewegung gegenüber dem ersten sieht eine bewegte Ladung, also einen elektrischen Strom, also ein magnetisches Feld.

Aus der speziellen Relativitätstheorie folgt auch Einsteins berühmtes Masse-Energie-Beziehung${displaystyle mathbf {E} = mathbf {mc^{2}} }$, das ist die Äquivalenz von Masse und Energie drückt aus. Die Theorie drückt auch aus, dass Raum und Zeit Erscheinungen derselben sind Freizeit mit vier Maße sind: Zeit spielt die Rolle der vierte Dimension. Gleichzeitigkeit ist relativ: Zwei Phänomene, die für einen Beobachter gleichzeitig auftreten, können für einen anderen Beobachter zu unterschiedlichen Zeiten auftreten. Die Theorie sagt voraus, dass sich die Länge verkürzt, das sogenannte Längenkontraktion oder Lorentz-Kontraktion, und die Zeit läuft langsamer, die sogenannte Zeitdilatation, laut der Lorentzfaktor, da sich die Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit annähert. Dies beinhaltet in Synchrotrons demonstriert und auch mit Myonen von kosmische Strahlung. Die Lichtgeschwindigkeit ist die schnellstmögliche Geschwindigkeit: Teilchen, die schneller als das licht würde umziehen, Tachyonen, würde alle möglichen Paradoxien verursachen.

Allgemeine Relativitätstheorie

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Die Allgemeine Relativitätstheorie wurde von Albert Einstein in einer Vorlesungsreihe für die Preußisch Akademie der Wissenschaften in 1915.^[1]

Dieses Theorie geht von dem Postulat aus, dass Beobachter, die in einem gleichmäßigen Gravitationsfeld ruhen, anderen Beobachtern mit einer konstanten (gleichförmigen) Beschleunigung Erfahrung.

Diese Verallgemeinerung des Relativitätsprinzips geht einher mit einer neuen Theorie der Schwere. In dieser Theorie erscheint die Gravitation nicht mehr als a Leistung so gesehen bei der Newtonsche Gesetze war der Fall, sondern als geometrische Eigenschaft des Raumes selbst. EIN Masse zieht die Platz Überall krumm, was den Anschein erweckt, dass die Massen andere Massen anziehen. Nach Newton ist die Schwerkraft schneller als das Licht. Zum Beispiel, wenn die Mond plötzlich verschwinden, Sie würden zuerst die Gezeiten zurückweichen sehen und erst dann, dass die Mondscheibe vom Himmel verschwand. In der Allgemeinen Relativitätstheorie manifestiert sich die Wirkung der Gravitation nicht schneller als das Licht.

Einstein sagte damit die Ablenkung des Lichts eines Sterns durch die Sonne voraus. Arthur Eddington habe das bei der gemerkt Sonnenfinsternis auf der Insel Prinzip am 29. Mai 1919. Er erklärte auch die Umlaufbahn des Planeten Merkur, die nein Ellipse beschreibt als die Keplers Gesetze Law angeben, aber eine Rosette (das Perihel-Präzession des Merkur). Er sagte auch voraus, dass höhere Standuhren schneller laufen, was Atomuhren wurde tatsächlich nachgewiesen.

Verweise

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