Die verbogene Raum-Zeit

Planeten und Sterne im Weltraum. Der Kosmos wurde als ein riesiges
Uhrwerk betrachtet, dessen Bewegungsabläufe von der klassischen
Physik bestimmt wurden. Die Grundpfeiler der Newtonschen
Mechanik waren die Stabilität und Unveränderlichkeit von
Raum, Zeitablauf und Materie im Kosmos.
Mit Einsteins Spezieller Relativitätstheorie erfuhren diese
Begriffe eine neue Deutung, die überraschende Konsequenzen
nach sich zog. So erwiesen sich Raum und Zeit als Phänomene, die
vom Zustand des Beobachters abhängig sind. Auch von der
Universalität der Masse, einem wichtigen Aspekt der Newtonschen
Physik, mußte man Abschied nehmen: Masse konnte sich unter
gewissen Bedingungen in Energie verwandeln und umgekehrt, entsprechend
der Einsteinschen Gleichung E = mc 2 , eine Folge der
Speziellen Relativitätstheorie. Diese Relation besagt, daß jedem
Stück Materie eine enorme Energie entspricht, die man erhält,
wenn man die entsprechende Masse mit dem Quadrat der
Lichtgeschwindigkeit c (c = 300.000 km/s) multipliziert. Allerdings
läßt sich diese Energie nur in Ausnahmefällen freisetzen,
etwa bei Kernreaktionen oder bei der Explosion eines Sterns im
Kosmos (»Supernova«).
Eine der interessanten Konsequenzen der Speziellen Relativitätstheorie,
deren Grundlagen Einstein im Jahre 1905 konzipiert
hatte, ist die Vereinheitlichung von Raum und Zeit. Es erwies
sich, daß es nicht möglich ist, Raum und Zeit als zwei völlig
getrennte Phänomene zu betrachten, wie es einst Newton gelehrt
hatte. In Einsteins Theorie verschmolzen Raum und Zeit zu einer
Einheit, zur Raum-Zeit. Eine der Folgen dieser Einheit ist die
Abhängigkeit des Ablaufs der Zeit vom Bewegungszustand. In
einem schnell bewegten System läuft die Zeit langsamer ab als in
einem ruhenden, was beispielsweise zum sogenannten Zwillingsparadoxon
führt - zwei Zwillinge, der eine in Ruhe auf der Erde,
der andere in schneller Bewegung etwa in einem Raumschiff im
Weltraum, altern verschieden rasch.
Diese und andere Konsequenzen der Relativitätstheorie scheinen
im Widerspruch zur Erfahrung zu stehen, zu den intuitiven
Vorstellungen über den uns umgebenden Raum und den anschei-
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