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Das sind die Blinks zu

Die perfekte Theorie

Das Jahrhundert der Genies und der Kampf um die Relativitätstheorie

Von Pedro G. Ferreira
15 Minuten
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Die perfekte Theorie: Das Jahrhundert der Genies und der Kampf um die Relativitätstheorie von Pedro G. Ferreira

Einsteins Relativitätstheorie öffnet uns die Tore zum Universum, zum Beginn der Zeit und der Entstehung der Sterne und Galaxien. Vor über hundert Jahren erdacht, gilt sie noch heute vielen als Die perfekte Theorie (2019). Diese Blinks erzählen die Geschichte hinter der Allgemeinen Relativitätstheorie. Sie beschreiben, wie sie Einstein sie entwickelte, wie sich die Geister der Wissenschaft über die Zeit den Kopf an ihr zerrieben und welche Zukunft Einsteins Werk wohl findet.

  • Alle, die nachts in den Himmel starren und staunen
  • Kenner der Physik und solche, die sie nie verstehen konnten
  • Interessierte, die die Worte „Urknall“, „Schwarzes Loch“ oder „Raumzeit“ ihrem Wortschatz hinzufügen wollen

Am Cern in der Schweiz, in Berkeley oder in London – an vielen prestigeträchtigen Orten der Wissenschaft hat Pedro G. Ferreira bereits Station gemacht. Heute ist er Professor für Astrophysik an der renommierten Oxford University. Seit über 25 Jahren forscht er zur Allgemeinen Relativität und den großen Fragen der Kosmologie.

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Die perfekte Theorie

Das Jahrhundert der Genies und der Kampf um die Relativitätstheorie

Von Pedro G. Ferreira
  • Lesedauer: 15 Minuten
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Die perfekte Theorie: Das Jahrhundert der Genies und der Kampf um die Relativitätstheorie von Pedro G. Ferreira
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Einsteins Relativitätstheorie öffnet uns die Tore zum Universum, zum Beginn der Zeit und der Entstehung der Sterne und Galaxien. Vor über hundert Jahren erdacht, gilt sie noch heute vielen als Die perfekte Theorie (2019). Diese Blinks erzählen die Geschichte hinter der Allgemeinen Relativitätstheorie. Sie beschreiben, wie sie Einstein sie entwickelte, wie sich die Geister der Wissenschaft über die Zeit den Kopf an ihr zerrieben und welche Zukunft Einsteins Werk wohl findet.

Kernaussage 1 von 9

In fantasievollen Stunden und auf kleinen Zetteln wuchs Einsteins Relativitätstheorie heran.

„Ein ganz gescheiter Junge“ sei Albert Einstein, bemerkte einst einer seiner Professoren. Allein einen großen Fehler habe er: Nichts wolle er sich sagen lassen. Und als ihm sein Diplomvater an der Universität Zürich ein eigens ausgewähltes Thema verwehrte, hatte der junge Genius schon keine Lust mehr. Lieblos kritzelte er eine Arbeit zusammen und glanzlos wurde die Note. An eine nachfolgende universitäre Anstellung war nicht zu denken. Stattdessen führte es Einstein nach seinem Abschluss an das Schweizer Patentamt in Bern.

Das sollte sich für die Weltgeschichte als großes Glück erweisen. Denn dort fand Einstein wieder Lust an der Physik. Während der Arbeit vertiefte er sich in Gedankenexperimente und entwarf die Grundzüge seiner Relativitätstheorie.

Eigentlich hatte Einstein eine volle Stelle. Täglich von 8 bis 18 Uhr sollte er an den Erfindungen anderer tüfteln und diese prüfen. Aber die Pflichten ließen sich in wenigen Stunden erledigen. Während der restlichen Zeit widmete sich Einstein, wie er selbst scherzte, seinem kleinen „Büro für theoretische Physik“, das er in der unteren Schublade seines Schreibtisches verbarg. Dort sammelten sich die Notizen zu seinen Überlegungen an.

Im Jahr 1905 dann waren seine Schriften publikationsreif. Einstein veröffentlichte zwei unter Physikern für Aufsehen sorgende Artikel. Der erste formulierte die Erkenntnis, dass Licht und Materie gleiche Eigenschaften aufwiesen. So wie Materie besteht auch Licht aus kleinen Energiepaketen, die wir heute Photonen nennen. Der zweite Artikel behandelte das Relativitätsprinzip. Hier entwarf Einstein seine vorläufige Spezielle Relativitätstheorie.

Ausgangspunkt dieser revolutionären Gedanken war ein physikalisches Dilemma. Die neueren Erkenntnisse Michael Faradays und James Clerk Maxwells über die Elektrizität und den Magnetismus widersprachen der klassischen Physik nach Galileo Galilei und Isaac Newton. Newtons Bewegungsgesetze und der Elektromagnetismus wollten nicht recht zueinanderpassen. Denn je nach Bezugssystem eines Betrachters schienen die Gesetze der Physik verschieden zu sein. Befand sich z.B. ein Betrachter in Bewegung und ein anderer stand still, so konnte theoretisch der eine elektromagnetische Kräfte wahrnehmen, der andere aber nicht.

Einstein versuchte dieses Dilemma zu lösen. Dazu formulierte er zwei Postulate, auf denen seine Relativitätstheorie aufbauen sollte. Erstens mussten die Gesetze der Physik in jedem Bezugssystem dieselben sein. Und zweitens musste dafür die Geschwindigkeit des Lichts immer denselben Wert von rund 300.000 km/s annehmen.

Auf diesen Grundannahmen baute Einsteins Spezielle Relativitätstheorie auf, die damit das physikalische Dilemma lösen konnte. Doch schon tat sich ein neues Problem auf: Newtons Gravitationslehre und die Spezielle Relativität – sie wollten einfach keine Freunde werden.

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