Relativitätstheorie für Laien - Prof. Dr. Ganteför
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Ja, nicht schlecht. Was merken wir uns?
1. Einstein bekam den Nobelpreis nicht für eine der beiden Relativitätstheorien, sondern für seine Erklärung des photoelektrischen Effekts. Also, keine Sonnenzellen auf den Dächern ohne Einstein.
2. Die spezielle Relativitätstheorie - 1905 - kommt vor der Allgemeinen Relativitätstheorie - 1916.
3. Die spezielle Relativitätstheorie beschreibt in der Formel E=MC2 das Verhältnis von Energie zu Materie und erklärt die Bewegung durch Raum und Zeit. Das Verhältnis ist äquivalent, Energie kann in diesem Universum nicht verloren gehen, nur in andere Formen von Energie oder Materie (und umgekehrt) umgewandelt werden. Hier liegt das Geheimnis der nutzbaren Kernspaltung begründet, sei es zur Energiegewinnung oder für die Atombombe. Leider bedeutet die Formel auch, dass es für uns Menschen praktisch unmöglich ist, die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen. Außerdem kommt uns bei Lichtgeschwindigkeit das Licht nur noch von vorne entgegen, oder wie Harald Lesch immer sagt: "Buchen Sie bei Reisen mit Lichtgeschwindigkeit keinen Fensterplatz, es lohnt nicht." Ferner ist das, was dem Raumschiff da entgegenkommt, sowie kein klassisches Licht mehr, also Photonen, wie wir sie von der Sonne kennen, sondern allerhärteste Gammastrahlung. Da schützt kein bekannter Lichtschutzfaktor mehr, nur kilometerdickes Bleiglas.
4. Die Allgemeine Relativitätstheorie beschreibt das Verhältnis von Materie zu Raum und Zeit. Wir leben nicht einem dreidimensionalen Raum, wie ein Blick in eine beliebige Ecke eines Zimmers zu suggerieren scheint, sondern in einem vierdimensionalen Raum-Zeit-Kontinuum. Damit erweitert Einstein das Newtonsche Universum und erklärt die Schwerkraft zu einer geometrischen Eigenschaft dieses Kontinuums. Große Massen wie Sonnen, Planeten und Galaxien verformen das Kontinuum. Man kann es sich wie eine dicke Gummimatte vorstellen, auf der ein Medizinball liegt. Die Matte verformt sich nach unten und erschafft einen "Schwerkrafttopf", der Körper mit weniger Masse in eine Umlaufbahn zwingt. Auf die Matte in der Turnhalle bezogen stelle man sich einen Tennisball vor, den man mit Schwung in eine Richtung in die Vertiefung wirft, die der Medizinball geschaffen hat. Der Tennisball wird den Medizinball einige Male umkreisen. So ist das mit Planeten, die eine Sonne umkreisen, sie umkreisen ihr Muttergestirn in diesem Schwerkrafttopf. Große Massen zwingen sogar das Licht in diesen Schwerkrafttopf, d.h. sie krümmen das Licht und richtig große Massen können so als Gravitationslinse fungieren, was bedeutet, dass man Sterne beobachten kann, die eigentlich hinter anderen Objekten liegen und normalerweise von uns aus nicht sichtbar wären. Die Entdeckung solcher Gravitationslinsen im realen Universum gilt als eine messbare Bestätigung von Einsteins Theorie.
5. Man muss sich das wie eine russische Puppe vorstellen. Wir stecken wie der Apfel, der Newton auf den Kopf fiel, im Schwerkrafttopf der Erde fest, der Mond auch. Erde und Mond stecken, zusammen mit den anderen Welten unseres Sonnensystems im Schwerkrafttopf der Sonne. Diese steckt im Schwerkrafttopf der Milchstraße, diese wiederum steckt in dem Topf, den die "Lokale Gruppe" von Galaxien in unserem Teil des Universums bildet. Dazu gehören neben der Milchstraße die Andromeda Galaxis (größer als die Milchstraße), die Galaxis 33 (eine kleinere Spiralgalaxie), die beiden Magellanschen Wolken (irreguläre Galaxien, also nicht die schöne Scheibenform wie Andromeda oder die Milchstraße), ein paar kleinere Kugelsternhaufen - all dies steckt nun wiederum im Schwerkrafttopf des nächsten Superhaufens von Galaxiengruppen, welcher Virgohaufen genannt wird.
6. Die wahren Schwerkraftmonster sind Schwarze Löcher. Sie krümmen nicht nur das Licht, sondern verschlucken es gänzlich. Einstein, der sie mathematisch ersonnen hatte, gefiel die Vorstellung eines Schwarzen Loches nicht. Er glaubte nicht an sie im realen Universum. Aber er hatte Recht, selbst da, wo er irrte. Heute wissen wir, dass praktisch im Zentrum jeder großen Galaxie ein solches Monster haust.
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Leider bedeutet die Formel auch, dass es für uns Menschen praktisch unmöglich ist, die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen. Außerdem kommt uns bei Lichtgeschwindigkeit das Licht nur noch von vorne entgegen, oder wie Harald Lesch immer sagt: "Buchen Sie bei Reisen mit Lichtgeschwindigkeit keinen Fensterplatz, es lohnt nicht." Ferner ist das, was dem Raumschiff da entgegenkommt, sowie kein klassisches Licht mehr, also Photonen, wie wir sie von der Sonne kennen, sondern allerhärteste Gammastrahlung. Da schützt kein bekannter Lichtschutzfaktor mehr, nur kilometerdickes Bleiglas.
Leider bedeutet das auch, dass Zeitsprünge und deshalb Reisen in andere Bereiche dieser Galaxis (Milchstraße) oder erst Recht in andere Galaxien, wie wir es von Kirk, Spock, Scotty und Co. (Star Trek IV: Zurück in Die Gegenwart) kennen, auch langfristig völlig unmöglich sein werden. Oder? -
Wenn man das alles einigermaßen verstanden hat, geht es im folgenden Vortrag weiter. Da wird es richtig spannend:
Quantenmechanik | Harald Lesch
https://youtu.be/FwNV_e-Xz68 -
Leider bedeutet das auch, dass Zeitsprünge und deshalb Reisen in andere Bereiche dieser Galaxis (Milchstraße) oder erst Recht in andere Galaxien, wie wir es von Kirk, Spock, Scotty und Co. kennen, auch langfristig völlig unmöglich sein werden. Oder?
Wie es aussieht, ja. Jedenfalls nach unseren bis jetzt bekannten Gesetzen der Physik.Aber das ist ein "ja" mit einem echten "aber", denn wir kennen nur 5% des bekannten Universums. 95% machen die Dunkle Materie und die Dunkle Energie aus, wovon wir keinerlei Kenntnis haben, weil wir außer der Schwerkraftwirkung keinerlei Austausch mit der Dunklen Materie haben - die Dunkle Energie erklärt, warum sich das Universum schneller ausdehnt als es nach den Berechnungen sollte.
Vielleicht, aber auch nur vielleicht, liegt hier in der Zukunft die Möglichkeit einer Lösung. Die Chinesen bauen gerade einen noch größeren Teilchenbeschleuniger als das CERN. Wer weiß, was für exotische Teilchen erscheinen, wenn man die Goldatome mit noch mehr Energie aufeinander prallen lässt. Tachyonen beispielsweise sind hypothetische Teilchen, die immer schneller als das Licht sind, die nach der Theorie also sofort zerfallen, wenn sie unter die Lichtgeschwindigkeit abgebremst werden. Sie dürften aber, wenn es sie denn gibt, noch schwerer zu behandeln sein als die Antimaterie, die Kirk, Spock und Co. aus dem fiktiven Element "Dilithium" gewinnen, um ein Warpfeld zu erschaffen. Dieses Warpfeld soll, wie in dem von dir geposteten Vortrag dargestellt, den Raum verkürzen. Insoweit geht die Warpfeldtheorie mit der wirklichen Theorie sogar konform.
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Zitat
„Der erste direkte Nachweis“
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Alle uns bekannte Materie im Universum setzt sich aus winzigen Bausteinen – den Elementarteilchen – zusammen. Ihre Eigenschaften lassen sich mit Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider am Forschungszentrum CERN im Detail untersuchen. Dort haben Forscher mit den Detektoren des ALICE-Experiments nun ein Phänomen beobachtet, das bislang nur aus theoretischen Berechnungen bekannt war.
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Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt „Run 3 von ALICE am LHC“ im Zeitraum von Juli 2021 bis Juni 2024 mit rund 8 900 000 Euro.
Fördersumme: 8 894 698 Euro
Förderzeitraum: 01.07.2021 bis 30.06.2024
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Mit dem Large Hadron Collider – kurz LHC – beschleunigen wir Protonen auf sehr hohe Energien und lassen sie aufeinanderprallen. Bei diesen Kollisionen brechen die Protonen in ihre Bestandteile – die Quarks und Gluonen – auf. Mit großen Detektoren wie denen des ALICE-Experiments können wir dann die Eigenschaften dieser winzigen Teilchen und die sogenannte starke Kraft, die zwischen ihnen wirkt, genauer untersuchen.
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