Grundlegende Prinzipien der Allgemeinen Relativitätstheorie

11. Oktober 2015, 19:32
posten

Relativitätsprinzip

Das Relativitätsprinzip ist eines der drei grundlegenden Prinzipien der Allgemeinen Relativitätstheorie. Nach diesem Prinzip haben die Gesetze der Physik in allen Koordinatensystemen dieselbe Form.

Äquivalenzprinzip

Bei dieser Überlegung ließ sich Albert Einstein vom Gedankenexperiment leiten, ob eine Person in einem Aufzug einen Unterschied spürt, ob die Gravitationskraft auf den Aufzug wirkt oder eine Beschleunigung. Nach Einsteins Äquivalenzprinzip muss die Qualität dieser Kräfte dieselbe sein – man würde also keinen Unterschied spüren.

Machsches Prinzip

Bei der Entwicklung der Allgemeinen Relativitätstheorie war Einstein stark vom Physiker und Philosophen Ernst Mach beeinflusst. Vor allem Machs Annahme, dass die Trägheitskräfte eines Körpers von dessen Bewegung in Bezug auf andere Körper abhängen – und nicht in Relation zu einem absoluten Raum -, fand Einstein sehr überzeugend. Bis heute ist allerdings umstritten, wie sich dieses Machsche Prinzip tatsächlich zur Allgemeinen Relativitätstheorie verhält.

Feldgleichungen

Das letzte Puzzlestück der Allgemeinen Relativitätstheorie bildeten die "Feldgleichungen der Gravitation", die Einstein am 25. November 1915 veröffentlichte. Diese stellen einen Zusammenhang zwischen den Krümmungseigenschaften der Raumzeit und der Energiedichte der Materie her.

Lichtablenkung

Eine der wesentlichen Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie war, dass Lichtstrahlen, die sich an großen Massen vorbeibewegen, von diesen abgelenkt werden. Dieser Effekt konnte auch 1919 bei einer Sonnenfinsternis beobachtet und dadurch die Theorie erstmals experimentell bestätigt werden. Bis heute wird die Lichtablenkung im Gravitationslinseneffekt in der Astrophysik genutzt.

Gravitationswellen

Bei Gravitationswellen handelt es sich um Fluktuationen der Raumzeitkrümmung, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Zunächst war Einstein der Ansicht, dass diese nicht existieren, später revidierte er allerdings seine Ansicht. Heute werden sie als weitgehend gesichert angenommen, wobei sie bisher nur indirekt nachgewiesen werden konnten. Das Hauptproblem bei ihrem Nachweis ist, dass ihre Signale von zu vielen Störungen überlagert werden.

(7.10.2015)

  • Bei einer Sonnenfinsternis bestätigte sich Einsteins Theorie.
    foto: ap

    Bei einer Sonnenfinsternis bestätigte sich Einsteins Theorie.

Share if you care.