Allgemeine und eingeschränkte Relativitätstheorie

DAS Relativitätstheorie wurde von dem deutschen Physiker Albert Einstein (1879-1955) vorgeschlagen.

Sie stellt die Konjugation zweier Theorien dar: der eingeschränkten (speziellen) Relativitätstheorie und der allgemeinen Relativitätstheorie.

Die spezielle Relativitätstheorie wurde 1905 im Artikel "Die Elektrodynamik bewegter Körper".

Die Allgemeine Relativitätstheorie wurde im November 1915 der Preußischen Akademie der Wissenschaften vorgestellt und wenige Monate später offiziell veröffentlicht.

In der Konjugation dieser beiden Theorien erklärt Einstein die Situationen, in denen die Physik von Isaac Newton versagte.

So entwickelte er Veränderungen, die die Vorschläge für die Konzepte von Raum, Zeit und Schwerkraft revolutionierten.

Theorie der eingeschränkten Relativität

Die spezielle Relativitätstheorie basiert auf zwei Postulaten:

1. Alle Naturgesetze sind in allen Inertialsystemen (nicht beschleunigten Referenzsystemen) gleich.

2. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts im Vakuum ist in allen Inertialbezugssystemen (nicht beschleunigten Bezugssystemen) gleich.

Folgen

Eine Folge des 2. Postulats ist, dass der Wert der Lichtgeschwindigkeit (3 .10⁸ m/s) ist eine Grenze für Geschwindigkeiten. Kein Körper kann sich im Vakuum schneller als Licht bewegen.

Darüber hinaus veränderte die Tatsache, dass die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, die klassischen Vorstellungen von Raum und Zeit.

Raum und Zeit sind nicht mehr absolut und werden relativ.

Die Zeit, die von Beobachtern, die sich relativ zueinander bewegen, zwischen dem gleichen Ereignis gemessen wird, ist unterschiedlich. Daraus ergibt sich die Idee der Zeitdilatation.

Ebenso gibt es eine Raumkontraktion, die von Beobachtern in verschiedenen Zuständen (Ruhe und Bewegung) gemessen wird.

Bewegte Körper kontrahieren in Richtung dieser Bewegung relativ zu ihrer im Ruhezustand gemessenen Größe.

Zeitliche Dilatation und Kontraktion des Raums stellen nur dann signifikante Werte dar, wenn die Werte der beteiligten Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum liegen.

mehr wissen:

• Trägheit
• Lichtgeschwindigkeit

Formel

Die spezielle Relativitätstheorie änderte auch die Vorstellung von Energie.

Energie kann in Masse umgewandelt werden und Masse gilt heute als Energieform.

Dieses Prinzip wird Masse-Energie-Äquivalenz genannt und kann durch die Formel ausgedrückt werden:

UND₀ = mc²

Sein,

UND₀: Ruheenergie
ich: Pasta
ç: Lichtgeschwindigkeit

Diese Beziehung lässt sich leicht in Kernreaktionen verifizieren, bei denen Teilchen und Kerne wechselwirken und Masse in Energie umwandeln und umgekehrt.

Allgemeine Relativitätstheorie

Die allgemeine Theorie wurde von Einstein 10 Jahre nach der eingeschränkten Theorie vorgestellt. Es erweitert den Anwendungsbereich, indem es die Beschreibung physikalischer Phänomene auf beschleunigte (nicht träge) Systeme ausdehnt.

Die Grundidee der Theorie ist, dass die Anwesenheit von Materie die Raumzeit verbiegt. Je größer also die Masse des Körpers ist, desto mehr krümmt er die Raumzeit um ihn herum.

Massenkurven Raumzeit

Ö Prinzip der Gleichwertigkeit, postuliert, dass ein gleichförmig beschleunigter Bezugssystem einem gleichförmigen Gravitationsfeld physikalisch äquivalent ist.

Unter Einbeziehung von Gravitationsfeldern beschreibt die Theorie die Bewegung von Objekten nicht mehr als Krafteinwirkung, sondern als Trajektorien auf der Raum-Zeit-Oberfläche.

Aus dieser neuen Vorstellung war es möglich, das anomale Verhalten der Merkurbahn (Präzession des Merkur-Perihels) zu erklären.

Die Theorie sagte voraus, dass Licht auch der Raum-Zeit-Oberflächenkrümmung folgen sollte, die durch intensive Gravitationsfelder erzeugt wird. Was wurde später bewiesen.

Es wurde auch vorhergesagt, dass die Zeitmessung auch durch Gravitationsfelder beeinflusst wird. Je intensiver das Feld, desto langsamer würde die Zeit vergehen.

Auch diese Vorhersage wurde bestätigt. Damit das Global Positioning Satellite System (GPS) ordnungsgemäß funktioniert, sind Korrekturen erforderlich.

Albert Einstein

Albert Einstein er wurde 1879 in Ulm geboren und starb 1955 in den USA.

Der deutsche Physiker und Mathematiker erhielt 1921 den Nobelpreis für Physik für seine am Quantenphysik und im Studium von photoelektrische Effekte.

Als Sohn einer jüdischen Familie zog er aus Angst vor der Verfolgung durch die Nazis in Deutschland in die USA.

Einstein hat mit seinen Theorien die Wissenschaften revolutioniert

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