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gealtert ist. Die Relativität von Raum und Zeit stört uns, denn sie läuft unserem Gefühl zuwider. In unserer täglichen Erfahrung scheinen Raum und Zeit nicht zu schrumpfen. Wir wollen uns gern weismachen, dass diese seltsamen Effekte von Raum und Zeit nur mathematische Vorstellungen sind. Der französische Mathematiker Poincaré hat 1905 dieselben Raum-Zeit-Umwandlungsgesetze auch entdeckt, sie jedoch als Postulate ohne physikalische Bedeutung angesehen. Einstein hat als erster die physikalischen Folgen dieser Gesetze erkannt; aus diesem Grund gilt er auch als Erfinder der Relativität. Er nahm die Physik ernst. Uhren gehen wirklich langsamer, wenn sie sich bewegen. Die Raum-Zeit der speziellen Relativität kann man nicht begrifflich, sondern physisch erleben, wenn man sich vorstellt, man sei knapp siebzehn Millionen Kilometer groß. Das Licht braucht etwa eine Minute, um 17 Millionen Kilometer zurückzulegen. Wenn man dann mit den Zehen wackeln wollte, vorausgesetzt dass Nervenimpulse bis auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden können, dauerte es eine Minute, bis das Signal die Zehen erreichte und eine weitere Minute, bis es zum Gehirn zurückkäme und meldete, dass die Zehen tatsächlich gewackelt haben. Man käme sich vor wie in einem Zeitlupenfilm und hätte einen Körper aus elastischem Kautschuk. Beim Laufen höbe sich der Oberschenkel lange vor dem Fuß, denn die Nervenimpulse kämen zuerst im Oberschenkel und erst eine halbe Minute später im Fuß an. Da die Lichtgeschwindigkeit endlich ist, könnte man das Bein nicht koordiniert auf einmal heben; man wäre nicht in der Lage, dem Fuß, dem Knie und dem Oberschenkel das Signal zu übermitteln, dass sie sich gleichzeitig bewegen sollen. Es gibt kein Signal, das sich schneller als das Licht fortbewegen kann; nichts bewegt sich augenblicklich. Wir können uns auch zwei Menschen von normaler Größe vorstellen, einen auf der Erde und den anderen in einem Raumschiff, das sich fast mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt. Beide haben Sitze in der ersten Reihe und sehen der Vorstellung einer 17 Millionen Kilometer großen Tänzerin zu, die sich durch das Sonnensystem bewegt wie auf einer Bühne. Es ist eine hervorragende Darbietung, und später unterhalten sich die beiden darüber, aber sie können sich nicht einigen, was sie gesehen haben. Der Zuschauer im Raumschiff sagt, die Tänzerin habe zuerst den Arm und dann den Fuß bewegt, aber der Zuschauer auf der Erde hat es genau in der umgekehrten Reihenfolge gesehen. Selbst wenn sie versuchen, die Bewegungen der Tänzerin zu analysieren und dabei die endliche Lichtgeschwindigkeit und die Bewegung des Raumschiffs und der Erde zu berücksichtigen, können sie sich nicht einig werden. Der Grund liegt darin, dass das zweite Postulat der speziellen Relativität, wonach die Lichtgeschwindigkeit eine absolute Konstante darstellt, die Existenz einer Universalzeit für alle Beobachter ausschließt. Selbst die zeitliche Reihenfolge von Ereignissen kann für Beobachter verschieden sein, die sich relativ zueinander bewegen; solche zeitlichen Ordnungen haben keine absolute Bedeutung. Die Folgen der speziellen Relativität scheinen im Vergleich zu unseren täglichen Erlebnissen paradox zu sein. Die unbekannte Welt der speziellen Relativität wird nur dann erkennbar, wenn Geschwindigkeiten bis in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit vordringen; die Geschwindigkeiten, mit denen wir im Alltagsleben zu tun haben, sind nicht entfernt so hoch. Aber die spezielle Relativität ist eine logisch in sich schlüssige und kohärente Theorie; es gibt hier keine Paradoxa. Einstein schrieb 1905 noch eine vierte, kurze Arbeit, die in ihren letzten Konsequenzen erst 1907 voll entwickelt war. Durch die Analyse der Bewegungsenergie E eines relativistischen Teilchens von der Masse m begründete er, dass das Teilchen eine Energie 19
aufwies, die durch die Formel E = mc 2 gegeben war. Die Konstante c ist die Lichtgeschwindigkeit. Eine 17 Millionen Kilometer große Tänzerin bewegt sich durch das Sonnensystem und wird von der Erde und von einem Raumschiff aus betrachtet, das sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit relativ zur Erde bewegt. Die Beobachter auf der Erde und im Raumschiff können sich nicht darüber einig werden, ob die Tänzerin zuerst die Hand oder den Fuß bewegt hat. Selbst nach Berücksichtigung ihrer relativen Bewegung und der endlichen Lichtgeschwindigkeit können sie sich nicht darauf einigen, welches Ereignis »wirklich« zuerst stattgefunden hat. Im Gegensatz zum Newtonschen Zeitbegriff gibt es nach der speziellen Relativitätstheorie keine Universalzeit. 20
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