Was
ist SRT, Spezielle Relativitätstheorie in einfachen Worten
Wissenschaftlich korrekte
Formulierung: 1. "Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Inertialsystemen konstant" 2. "Es gibt kein ausgezeichnetes Inertialsystem" | Einfache
Formulierung: "Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Bezugssystemen die selbe", Egal wie schnell man sich relativ zu einem Lichtstrahl bewegt: Man wird immer dieselbe Lichtgeschwindigkeit messen (300.000 km/s). "Es gibt keinen Äther", also kein Medium, das für Ausbreitung des Lichts notwendig wäre. |
Alltagsbeispiel,
klassisch |
Alltagsbeispiel
so verändert, als ob Relativität gelten würde |
Reales
relativistisches Beispiel |
Die
Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt bekanntlich 330 m/s. Luft ist in
unserer Alltagswelt immer präsent. Sie ist Träger des Schalls. | Wir
glauben zunächst, Äther sei der Träger für Lichtwellen. Die Lichtgeschwindigkeit
liegt bekanntlich bei 300.000 km/s. |
|
Auf
einem Zug
ist eine Messvorrichtung aufgebaut. Diese besteht aus einem Lautsprecher, einem Mikrofon in gewisser Entfernung, und einer Laufzeitmessung. Die Vorrichtung ist so aufgebaut, dass damit die Schallgeschwindigkeit in Fahrtrichtung, zwischen Lautsprecher und Mikrofon, gemessen werden kann. Die Erwartung ist, dass man unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten misst, je nachdem, wie schnell man fährt. Führe man schneller als 330 m/s, dann würde der ausgesendete Schall gar nicht am Mikrofon ankommen. | Die
Erde bewegt sich mit ca. 30 km/s um die Sonne. Auf der Erde befinde
sich eine Messapparatur, mit der sich die Lichtgeschwindigkeit messen
lässt. Diese Apparatur ist so schwenkbar, dass die "Flugrichtung" des
Lichts entweder parallel zur Erdbahn um die Sonne, oder senkrecht dazu
liegt. Die Erwartung ist hier, dass die Erdgeschwindigkeit sich in beiden Ausrichtungen unterschiedlich auf die gemessene Lichtgeschwindigkeit auswirkt. |
|
Der Zug
steht
zunächst. Es wird die Geschwindigkeit des Schalls zwischen Lautsprecher und Mikrofon gemessen. | Die
Messapparatur befinde sich in der einen Ausrichtung. Es wird die Lichtgeschwindigkeit innerhalb der Apparatur gemessen |
|
Ergebnis:
330 m/s | Ergebnis: 330 m/s | Ergebnis: 300.000 km/s |
Nun
fährt der
Zug mit z.B. 30 m/s, das sind ca. 100 km/h. Wieder wird die Geschwindigkeit des Schalls zwischen Lautsprecher und Mikrofon gemessen. | Nun
wird die Messapparatur in die andere Richtung geschwenkt und die
Lichtgeschwindigkeit nochmal gemessen. |
|
Ergebnis:
(330 - 30) m/s = 300 m/s. |
Ergebnis: 330 m/s | Ergebnis: 300.000 km/s. Der theoretische Messfehler hierbei war viel kleiner als die erwartete Abweichung. |
Begründung: Das Medium Luft bewegt sich ja bereits mit 30 m/s an der Messapparatur vorbei. Zum Vergleich: Bei Überschallflugzeugen verlässt der Schall ab einer Fluggeschwindigkeit von 330 m/s das Flugzeug in Flugrichtung überhaupt nicht mehr. |
Genau
hier liegt der Knackpunkt. Die Ergebnisse kann man sich
klassisch, also mit den bis dato bekannten Begrifflichkeiten, nicht
erklären. Wenn man jedoch akzeptiert, dass diese Ergebnisse wahre Antworten der Natur auf durch den Menschen mittels Experiment gestellte Fragen sind, dann hat man die SRT schon halb verstanden. Das "Verstehen" bedeutet hier konkret das Ablassen von bis dahin als sicher geglaubten Naturgesetzen. |