ALBERT EINSTEIN UND DIE RELATIVITATSTHEORIEN
Albert Einstein wurde am 14. 3. 1879, in Ulm
geboren und starb am 18.4.1955 in Princeton, NJ. Er verbringt seine Jugend in
München, wo seine Familie einen Elektrofachbetrieb besitzt. In seinen jungen
Jahren gibt es keine äußerlichen Zeichen für die Genialität, die Einstein schon
damals besitzt. Er beginnt erst im Alter von drei Jahren zu sprechen und kann
sich mit neun Jahren noch nicht fließend unterhalten. Aber trotz alle dem
entwickelt er eine brillante Neugier für die Natur und komplexe mathematische
Konzepte. Im Alter von zwölf Jahren z.B. bringt er sich die euklidische
Geometrie bei. Einstein haßt die stumpfen und phantasielosen Methoden der
Münchener Schulen, die wir ja nur allzugut aus Filmen und Geschichten kennen.
Als ein erneuter Fehlschlag des Geschäfts, die Familie nach Mailand führt,
nutzt der damals 15 Jährige Albert die Gelegenheit von der Schule zu gehen und
ein Jahr mit seinen Eltern zu verbringen. Als sich dann aber die Frage stellt,
was Albert einmal werden soll, entscheidet er sich, das Gymnasium in Aarau
(Schweiz) zu besuchen und absolviert die Polytechnik in Zürich. Auch hier
gefallen ihm die Methoden der Lehrer ganz und gar nicht. Er schwänzt häufig
Kurse und nutzt die Zeit, um privat Physik zu studieren oder spielt auf seiner
geliebten Violine, auf der er im Alter von 6 Jahren beginnt zu spielen. Er
besteht alle Examen und graduiert von der Polytechnik in 1900 durch das
Benutzen der Hefte eines Klassenkameraden. Seine Professoren meinen damals, daß
er auf keinen fall für eine Position an der Universität in Frage kommen würde.
Für zwei Jahre arbeitet Einstein als Tutor und Vertretungslehrer in der
Schweiz. Im Jahre 1902 sichert er sich dann eine Stellung am Schweizer
Patentamt in Bern. Doch was macht ihn so besonders und woher kommt seine
Genialität. Er selbst schreibt in seiner Auto-Biographie, daß es wahrscheinlich
seine Mutter war, die ihn so inspirierte und ihr Einfluß der Einstein so anders
als alle anderen Wissentschaftler werden ließ. Seine Mutter Pauline wird 1858
in Cannstadt geboren und stirbt 1920 in Berlin. Sie und ihr Ehemann Hermann
(geboren 1847 in Buchau, gestorben 1902 in Mailand ) ziehen ein Kind groß, das
so wichtig für die Welt sein sollte, wie wir nachher sehen werden. Die beste
Beziehung hat Albert zu seiner Schwester Maja (*1881,gestorben1949), dessen Tod
ihn weitaus mehr schockiert als der seiner beiden Ehefrauen. Am 6. Januar 1903
heiratet Einstein seine längjahrige Klassenkameradin aus der Polytechnik,
Mileva Maric. Sie haben zusammen zwei Söhne Hans-Albert und Eduard von denen
letzteren eine schwere psychische Krankheit ereilte. Diese Ehe hält auch nicht
sehr lange und so kommt es, daß Einstein einige Jahre später seine Cousine Elsa
Koch heiratet. Im Jahre 1905 erhält er den Doktortitel der Uni Zürich für seine
Theorie der molekularen Dimensionen. Er veröffentlicht außerdem seine drei
bekanntesten Theorien , die die Physik des 20. Jahrhunderts zu dem gemacht
haben, was es jetzt ist. Auf diese und andere werde ich später zurückkommen.
Das Leben Einsteins wird schlagartig besser und er ist weltweit die gefragteste
Persönlichkeit schlechthin. In 1922 bekommt er dann u.a. für den
Photoelektrischen Effekt den Nobelpreis für Physik. Da Einstein jüdisch ist und
die Entwicklung des Zionismus vorantreibt und kräftig unterstützt, muß er in
den 30- Jahren nach Amerika auswandern und wird Professor für Physik an der
Universität in Princeton,NJ. Während des 1.Weltkrieges hilft er, durch seine
Entdeckungen im Bereich der Nuklearphysik indirekt, mit etlichen anderen
Wissentschaftlern, die erste Atombombe zu entwickeln und rettet somit laut der
US Regierung tausende von Marines, die (ohne die Kapitulation der Japaner nach
Hiroshima und Nagasaki) beim anlanden an der südlichen Küste Japans den
sicheren Tod gefunden hätten. Obwohl Einstein eigentlich nichts mit dem Bombenabwurf
zu tun hat und auch nichts über ihn weiß plagt es ihn sein restliches Leben
lang, daß er zu der Erfindung dieser schrecklichen Waffe beigetragen hatte.
Nach dem zweiten Weltkrieg wird ihm angeboten Präsident von Israel zu werden.
Er lehnt allerdings, dankend, ab und verschreibt sich den Rest seines Lebens
Frieden zu schaffen und die Abrüstung voranzutreiben . Er schreibt seine
Autobiographie, die zum größten Teil aus seiner Kindheit und Jugend erzählt. Er
wird zum Symbol des Zionismus und zum Denker des Jahrhunderts, in dem er sehr
ausführlich seine Philosophie über "Gott und die Welt" in etlichen Büchern
offenbahrt.
In der ersten seiner bekannten drei Theorien
geht es um die Brown'sche Bewegung. In ihr macht Einstein signifkante
Vorraussagungen über die Bewegung von kleinsten, in Gasen oder Flüssigkeiten
schwebender Teilchen, die später durch Experimente bestätigt werden. Seine
zweite Theorie die sich auf den Photoelektrischen Effekt bezieht, enthältt
revolutionäre Thesen, die sich auf die Natur des Lichtes beziehen. Einstein
schlägt in ihr nicht nur vor, daß Licht unter speziellen Umständen als ein
Zusammenschluß von Teilchen bezeichnet werden kann, er hypothesiert außerdem,
daß die Energie, die von jedem Lichtpartikel (dem Photon) getragen wird, proportional
zur Frequenz der Strahlung ist. Die Gleichung dazu, die auch Planck's Gleichung
genannt wird lautet E=h*v, wobei E die Energie der Strahlung, h eine universale
konstante (auch Planck's konstante genannt nach dem Deutschen Physiker Max
Planck, 6.6*10-34) und v die Frequenz der Strahlung, ist. ^^^^^^^^^^^
!!!Neuerdings wird mit 1.05 * 10^-27 und dafür: !!!w=2pi/T anstatt v = 1/T
Dieser Vorschlag, daß die Energie, die ein
Lichtstrahl enthält in individuellen Einheiten oder auch quanten genannt vorkommt,
widersprach einer 100-jährigen Tradition die besagte, daß die Energie des
Lichts aus kontinuirlichen Prozessen besteht und eine art Offenbarung sei. Zu
dieser Zeit versteht allerdings kaum jemand etwas von Einstein's und Planck's
Theorien. Tatsächlich, ist der Amerikanische Physiker Robert Andrews Millikan
sehr überrascht und voller Furcht, als er diese Theorien per Experiment einige
Jahre später bestätigt. Einstein, dessen Hauptziel es ist die
Elektromagnetische Strahlung zu verstehen, treibt später die Entwicklung einer
Theorie an, die eine Fusion des Wellen- und Teilchenmodells für Licht wird.
Wieder einmal sind die Physiker nicht sehr von Einstein's Ideen angetan, sofern
sie diese überhaupt nachvollziehen können. Einstein's dritte Theorie, (1905) die
er wie die zwei vorhergehenden in Form eines kleinen Buches veröffentlicht
trägt den Titel "Über die Elektrodynamik sich bewegender Körper" und enthält
daß was später einmal als die spezielle Theorie der Relativität bekannt wird.
Seit Sir Isaac Newton haben die Chemiker und Physiker schon versucht die Natur
der Materie und der Strahlung und wie der Zusammenhang zwischen beiden in der
Natur ist, zu verstehen . Das mechanische Gesetze Fundamental sind wird als die
Mechanische Weltanschauung bekannt, während die elektromagnetischen Gesetze
ebenfalls Fundamental sind und als die Elektromagnetische Weltanschauung
bekannt werden. Beide jedoch können keine Erklärung für die gegenseitige
Wirkung, die Strahlung (wie zB. ein Lichtstrahl) und Materie aufeinander ausüben,
geben. Da ich aber an dieser Stelle nicht zu weit in die Quantenphysik
abtauchen will, versuche ich noch eine der beiden Relativitätstheorien (nämlich
die Spezielle, die ich wichtiger finde), um die es hier im groben geht, so
einfach wie möglich zu beschreiben. Physikalische Ereignisse werden immer im
Zusammenhang mit einem sogenannten Bezugssystem beobachtet, einer art Basis,
die mit reellen Maßstäben ausgerüstet ist, wie z.B. einer Uhr. Mathematisch
werden diese Vorgänge mit den Koordinaten x, y und z und als vierter Dimension
t, der Zeit, ausgedrückt. Wenn sich nun in so einem System ein kräftefreier
Körper bewegt, vorausgestzt die Bewegung ist geradlinig und gleichmäßig d.h die
Geschwindigkeit bleibt konstant, wird dieses System, Inertialsystem oder auch
Inertial frame of reference genannt. Für jeden kräftefreien Körper ist ein
Inertialsystem vorhanden in dem er sich nicht zu bewegen , also ruhend,
scheint. Stellt man sich aber jetzt verschiedene dieser sogenannten Ruhesysteme
vor mit jeweils unendlich vielen Beobachtern in ihnen, so scheint es doch
schier unmöglich eine mathematische Beschreibung zu finden, die für jeden
Beobachter gültig ist. Hier kommt dann Einstein ins Spiel und stellt mehrere
Thesen auf, die wie folgt lauten. Einstein war der Meinung, daß alle
Inertialsysteme gleichwertig sind und daß sich Licht in allen geradlinig
ausbreitet und die Lichtgeschwindigkeit, die bei 300.000 km/s liegt, in einem
Vakuum in allen Systemen gleich ist. Nach diesen und anderen Vermutungen und
Thesen wird dann die spezielle Relativitätstheorie aufgestellt. Hier ein paar
der elementaren Bestandteile dieser Theorie. Wenn eines zweier Ereignisse
innerhalb eines Inertialen Systems, die zwar räumlich getrennt, aber zeitgleich
sind in ein anderes verschoben wird so sind diese, von nun an, nicht mehr
zeitgleich. Diese kausal verbundenen Ereignisse, die sich an den Zeitpunkten t1
und t2 abspielen und sich an Ortspunkten, die durch die Ortsvektoren r1 und r2
markiert sind abspielen, liegen innerhalb eines bzw. des Lichtkegels und können
sich der Raum- Zeitbedingung nach zu folge :c2 (t2-t1)2 -(r2-r1)2> oder = 0
allerhöchstens in Lichtgeschwindigkeit bewegen. Da die folgenden Gleichungen
über Zeitdillation und Längenkontraktion noch weitaus komplizierter (vor allem in
der Anwendung) sind möchte ich sie erst gar nicht anschneiden um Konfusionen
vorzubeugen. Ein Teil dieser Theorie dürfte allerdings wohl jedem bekannt sein.
Dieses Prinzip, daß mit der Gleichung E=m*c2 ausgedrückt wird besagt, das jede
Energie E einer Masse m entspricht. Dieses Prinzip ist das Aquivalenzprinzip.
Meiner Meinung nach war Albert Einstein, der wohl genialste Wissenschaftler des
20. Jahrhunderts .
