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Bei Lichtgeschwindigkeit stände im Nenner eine 0. Es käme also ∞ heraus. Die Formel der Längenkontraktion lautet l = l' ⋅ √(1 - v²: c²). Hierbei hängt die relative Länge von der Grundlänge, sowie von der Geschwindigkeit ab. Bei Lichtgeschwindigkeit wäre die Länge also 0! Außerdem kennen Sie ja aus diesem Artikel noch die Formel E = mc² mit m = m': √(1 - v²: c²). Schließlich gibt es noch (für Profis) die Formel des relativistischen Dopplereffektes. Den Dopplereffekt nehmen Sie wahr, wenn beispielsweise ein Polizeiauto mit Sirene an Ihnen vorbeifährt. Dieses Phänomen lässt sich analog auf die relativistische Physik übertragen: Die Frequenz ist abhängig von der Geschwindigkeit. Wenn sich Sender und Empfänger elektromagnetischer Wellen (z. Licht) voneinander entfernen, wird die Frequenz verändert. Es gilt: f' = f ⋅ √((1 - v: c): (1 + v: c)) Wenn Sie diese Grundformeln beherrschen, können Sie bereits viele relativistische Problemstellungen lösen. Video-Tipp: Der Lernroboter Prof. Einstein Im nächsten Praxistipp erklären wir Ihnen, was Gammastrahlung ist.
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Das heißt also: Dadurch, dass Einstein herausgefunden hat, dass Lichtgeschwindigkeit nicht veränderlich ist, müssen die anderen Parameter zwangsweise veränderlich sein? Genau. Eine Geschwindigkeit messen Sie ja immer, indem Sie eine Strecke durch eine Zeit teilen. Bei der Lichtgeschwindigkeit sind das zum Beispiel 299. 792. 458 Meter pro Sekunde. Wenn diese Geschwindigkeit aber immer die gleiche ist, egal wie schnell Sie dem Messobjekt hinterherjagen, ist die einzige logische Möglichkeit, dass sich Strecke und Zeit verändern! Können Sie dafür ein praktisches Beispiel nennen? Vielleicht aus dem Alltag, dass man sich das vorstellen kann? Aus dem Alltag nicht, weil wir es dort meistens mit Geschwindigkeiten zu tun haben, die viel langsamer als die Lichtgeschwindigkeit sind, so dass man diese Effekte nicht sehen kann. Aber im Prinzip kann man ganz genaue Uhren in extrem schnelle Flugzeuge packen und dann messen, dass diese Uhren langsamer gehen. Also es gibt tatsächlich Experimente, die diese Theorie stützen?
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Das ist die spezielle Relativitätstheorie.
In diesem Fall ist m' die Masse in Ruhelage. Die Formel lässt sich jedoch nicht auf die "klassische" Physik übertragen, sondern gilt nur in der relativistischen Physik. E = mc² - Das bedeutet die Formel Die Relativitätstheorie: Was sind Zeitdilatation und Längenkontraktion? Je nach Geschwindigkeit (eines Objektes) kann die Zeit (die bei dem Objekt relativ zum Beobachter vergeht) oder Länge (des Objektes) beeinflusst werden. Zeit und Länge sind also abhängig von der Geschwindigkeit. Je schneller sich ein Objekt im Raum bewegt, desto langsamer vergeht die Zeit relativ zu einem ruhenden Beobachter. Auch in der Nähe von großen Massen vergeht die Zeit langsamer. Genaueres dazu finden Sie auch in unserem Artikel zum Thema " Zeitdilatation ". Wenn sich ein Objekt im Raum mit hoher Geschwindigkeit bewegt, wird auch dessen Länge (in Richtung der Geschwindigkeit) gestaucht. Auch hierzu finden Sie einen gesonderten Artikel, der sich mit der Längenkontraktion befasst. Zeitdilatation bei Objekten (Quelle: CHIP) Krümmung von Raum und Zeit: Große Massen im Raum Zuletzt möchten wir uns noch den großen Massen im Raum (wie zum Beispiel einem Planeten) widmen.
Damit sind wir bereits bei des Pudels Kern: Der Dreh- und Angelpunkt der gesamten ART sind die Einsteinschen Feldgleichungen, die genau diese Einwirkung beschreiben. Wenn man die Mathematik versteht, in der sie geschrieben sind, dann sind sie eine reine Augenweide und gehören mit zum Schönsten, was die Physik zu bieten hat. Ich erspare Sie Ihnen trotzdem, denn die Mathematik, die dahinter steckt, die so genannte Differentialgeometrie, ist das schwierigste was die Mathematik zu bieten hat. Stattdessen erzähle ich Ihnen, was sie im Prinzip aussagen. Raum kann krumm sein Der Knackpunkt an der ART ist die Annahme, dass Raum gekrümmt sein kann – jeder Raum, insbesondere der dreidimensionale, in dem wir leben. Aber, wenn Einstein "Raum" sagt, dann meint er immer die Raum-Zeit, denn beide sind immer eng miteinander verknüpft. Das hatte er bereits bei seiner SRT gezeigt. Übrigens, Raum ist Raum und Zeit ist Zeit. Viele glauben Einstein hätte gezeigt, Zeit wäre eine Art verkappte Raumdimension.
Das übertragen auf unserem Raum bedeutet, ich flöge mit einer Rakete in eine beliebige Richtung in unserem Universum los und käme in einem positiv gekrümmten Universum und selbst mit Licht-geschwindigkeit erst nach Jahrmilliarden aus der entgegengesetzten Richtung zur Erde zurück. Oder ich würde mit zwei Freunden auf zwei entfernten Sternen das Verbindungsdreieck zwischen uns ausmessen und wir stellten dabei fest, dass die Winkelsumme größer als 180° wäre. In einem negativ gekrümmten Universum wäre alles genau anders herum und es wäre endlos und unendlich groß, genauso wie ein absolut flaches Universum (ein euklidisches Universum), das aber eine Winkelsumme von exakt 180° hätte. Unser Universum ist platt hat aber Narben Wir wissen heute durch andere, sehr trickreiche Messungen, dass unser Universum nicht messbar gekrümmt ist. Es ist also aus höherer Dimension betrachtet platt wie eine Flunder. Das ist eine so genannte globale Krümmung. Raum kann aber auch lokal gekrümmt sein, etwa um einen Stern herum.
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Und das war Einsteins Ausgangspunkt. Und was besagt jetzt die Relativitätstheorie? Forscher haben die Lichtgeschwindigkeit gemessen. Und zwar in der Form, wie die Lichtgeschwindigkeit von unterschiedlichen Beobachtern gesehen wird. Zum Beispiel die Lichtgeschwindigkeit entgegen der Erdbewegung um die Sonne und parallel dazu. Dabei kam immer das gleiche Ergebnis heraus, das Licht war immer gleich schnell - egal wie schnell man sich selbst bewegt. Einstein hat das als Ausgangspunkt für seine Theorie genommen. Man kann sich das so vorstellen: Wenn man einen Lichtstrahl losschickt und ihm hinterherrennt, bleibt die Lichtgeschwindigkeit immer die gleiche. Also auch, wenn man mit der Hälfte der Lichtgeschwindigkeit dem Lichtstrahl hinterherrennt, oder gar mit 99 Prozent – der Lichtstrahl bewegt sich trotzdem immer mit der gleichen Geschwindigkeit von einem weg. Und die Frage ist: Wie geht das? Und das geht so: Je schneller man sich bewegt, desto langsamer vergeht die persönliche Zeit. Sie wird also gedehnt, wohingegen der Raum gestaucht wird.