Forschungsquartett | Einstein: Die Relativitätstheorie feiert Jubiläum – Teil II

Albert Einstein - Genie und Grenzgänger

05.11.2015

Vor 110 Jahren beginnt Einstein, unser Weltbild zu revolutionieren. Teil II über Genie und Grenzgänger Albert Einstein: Die Allgemeine Relativitätstheorie.

„Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen.“ – Albert Einstein

Und Einstein hört nicht auf, zu fragen. Nach der Veröffentlichung seiner speziellen Relativitätstheorie 1905 fragt er weiter nach den neuen Grundlagen der Physik. Diese müssen auf seinen Überlegungen zur Relativität von Raum und Zeit bei Messungen von Körpern fußen. Einstein erkennt schnell, dass noch einiges an Arbeit auf ihn zukommt.

Ergebnis dieser Arbeit ist die allgemeine Relativitätstheorie im Jahr 1915. Diese Theorie ist eine Kombination seiner speziellen Theorie mit der Gravitationslehre von Isaac Newton.

KruegerDie Geometrie der Raumzeit wird in Zusammenhang gebracht mit der Gravitation. Die Raumzeit gibt vor, wie große Massen sich zu bewegen haben und andersrum krümmen große Massen die Raumzeit.Olaf Krüger promoviert am Albert-Einstein-Institut in . 

 „Ich habe schon wieder was verbrochen in der Gravitationstheorie, was mich ein wenig in Gefahr setzt, in einem Tollhaus interniert zu werden.“ – Albert Einstein

Die Raumzeit wird von der Masse gekrümmt – wie bitte soll man sich das vorstellen? Im Alltag bekommen wir wenig davon mit. Dafür ist Einsteins Theorie umso wichtiger, wenn es um Betrachtungen des Universums geht.

Seine Allgemeine Relativitätstheorie trifft Aussagen zur Entwicklung des Kosmos, die sich experimentell beobachten lassen. So sagt sie die Ausdehnung des Universums voraus – ein Jahrzehnt später wird diese Aussage bestätigt. Und sie besagt einen möglichen Anfang des Universums: den Urknall.

Und so klingt die Ausdehnung des Universums seit dem Urknall in 100 Sekunden:

Der Sound des Universums - (c) John G. Cramer - 2013

Erklärung: Bei der Erforschung des Universums entdeckten Wissenschaftler ein ständiges Rauschen – die kosmische Hintergrundstrahlung. Die ist ein Überrest aus der Zeit des Urknalls. Der Physiker John G. Cramer hat diese Strahlung in hörbare Schallwellen umgewandelt und daraus ein Sounddokument gebastelt.

Trotzdem dauert es noch einige Jahrzehnte, bis die Allgemeine Relativitätstheorie die volle wissenschaftliche Beachtung erfährt. Das hat unter anderem mit einer anderen Theorie zu tun, die in der Welt der Physik für Aufsehen sorgt:

„Je mehr Erfolge die Quantentheorie hat, desto dümmer sieht sie aus.“ – Einstein

Die Quantentheorie wird Anfang des 20. Jahrhunderts erstmals von Max Planck beschrieben. Im Grunde sagt sie folgendes aus:

Alexander Blum_Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte_ForschungsquartettDie Kernaussage der Quantentheorie ist, dass wir uns die Welt nicht vorzustellen haben als kleine Teilchen, die sich auf wohldefinierten Bahnen bewegen, sondern als Wahrscheinlichkeiten davon, wie und wo sich die Teilchen bewegen, und dass, wenn wir eine Messung durchführen, die Ergebnisse nicht festgelegt sind. Die Welt ist in ihrer Grundstruktur nur Wahrscheinlichkeitsverteilung.Alexander Blum forscht am Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte in Berlin zum Thema 'Relativitätstheorie'. 

Die Quantentheorie beschreibt vor allem den mikroskopischen Bereich. Einsteins Relativitätstheorie beschreibt hingegen den Bereich großer Körper – wie Planeten, Sterne und deren Wechselwirkungen. Ab 1915 versucht Einstein seine Theorie mit der Quantentheorie zu verbinden: er ist auf der Suche nach einer großen einheitlichen Weltformel. Allerdings hat er damit wenig Erfolg. Und bis heute jagen Forscher nach einer einheitlichen physikalischen Theorie.

Renaissance der Relativitätstheorie

Mehr Erfolg hat dagegen Einsteins Relativitätstheorie. Nach dem zweiten Weltkrieg wenden sich immer mehr Forscher der Theorie zu, um Phänomene im Universum zu beschreiben – wie etwa die Schwarzen Löcher oder die kosmische Hintergrundstrahlung.

Physiker Olaf Krüger vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik hat jeden Tag mit ihr zu tun. Und auch Wissenschaftshistoriker Alexander Blum vom Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte beschäftigt sich mit ihr: Sie ist eben auch ein Sinnbild für die Entwicklung und den Fortschritt wissenschaftlicher Forschung.

detektor.fm-Redakteur Max Heeke versucht sich im zweiten Teil zu Genie und Grenzgänger Albert Einstein an der Allgemeinen Relativitätstheorie und deren Folgen.


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