Spezielle und allgemeine Relativitätstheorie ist eine der herausragendsten Errungenschaften des menschlichen Denkens. Sie wurden zu Beginn des letzten Jahrhunderts formuliert und waren Teil eines einzigen Durchbruchs des Menschen beim Verständnis der Natur der umgebenden Welt. Zwischen ihnen besteht jedoch auch ein auffälliger Unterschied, der darin besteht, dass die erste Theorie, obwohl sie den üblichen Vorstellungen widersprach, eine logische Folge der Verallgemeinerung von Beobachtungstatsachen war. Die Allgemeine Relativitätstheorie war das Produkt eines Gedankenexperiments. Tatsächlich war es eine echte intellektuelle Leistung seines Schöpfers, des deutschen Physikers Albert Einstein.
Albert Einstein veröffentlichte 1915 sein Werk, das erstmals die Allgemeine Relativitätstheorie formulierte. Wie vieles in der modernen Physik widerspricht diese Theorie unseren intuitiven Vorstellungen von der Welt um uns herum. Ray Dinverno sagte: „Wahrlich, der intellektuelle Sprung, den Einstein brauchte, um von der speziellen Relativitätstheorie zur allgemeinen Relativitätstheorie zu gelangen, ist einer der größten in der Geschichte der Menschheit …“. Mich selberEinstein gestand in einem Brief an einen Kollegen: „Ich habe noch nie mit einer solchen Spannung gearbeitet … Im Vergleich zur allgemeinen Relativitätstheorie ist die ursprüngliche Theorie ein Kinderspiel … “.
Nach der speziellen Relativitätstheorie sind Raum und Zeit keine unabhängigen Einheiten. Im Gegenteil, sie sind unterschiedliche Manifestationen einer einzigen Raumzeit. Die Beziehung zwischen Zeit- und Raumkoordinaten ist unterschiedlich für Referenzrahmen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Dies führt insbesondere dazu, dass zwei Ereignisse, die für den einen Beobachter gleichzeitig erscheinen, für einen anderen zu unterschiedlichen Zeiten eintreten können.
Diese Theorie erklärte jedoch nicht die Natur der Anziehungskräfte. Das hat die allgemeine Relativitätstheorie getan. Ihre Postulate enthielten neben den Grundlagen der Spezi altheorie die These vom untrennbaren Zusammenhang zwischen Materie und Raumzeit. Sie sagt, dass die Schwerkraft auf die Krümmung des Raums zurückzuführen ist, die um materielle Objekte herum auftritt. Mit anderen Worten: Materie sagt dem Raum, wie er sich krümmen soll, und Raum sagt der Materie, wie sie sich bewegen soll.
Daher gibt diese Theorie ein vollständiges Bild, in dem die Raumzeit den Schauplatz der Existenz von Materie bildet, und andererseits die Materie ihre Eigenschaften bestimmt.
Die Allgemeine Relativitätstheorie ist der Eckpfeiler der Grundlagenforschung. Trotzdem wurde sie erst 1993 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Er wurde den Astrophysikern Hulse und Taylor für die Erklärung der Präzession eines Binärsystems verliehenPulsar - ein System bestehend aus zwei Neutronensternen. Vor kurzem, im Jahr 2011, wurde ein weiterer Nobelpreis für den Beitrag dieser Theorie zur Kosmologie und die Erklärung der Expansion des Universums verliehen.
Und obwohl seine Auswirkungen auf der Erde und im erdnahen Weltraum vernachlässigbar sind, hat es sehr wichtige praktische Anwendungen. Die wohl wichtigsten davon sind globale Positionsbestimmungssysteme wie das amerikanische GPS und das russische GLONASS. Ohne Berücksichtigung der Auswirkungen der Relativitätstheorie wären diese Systeme mindestens eine Größenordnung ungenauer. Wenn Sie also ein GPS-Telefon haben, funktioniert die Allgemeine Relativitätstheorie für Sie.
