Leute,
Obwohl ich in Materialwissenschaften promoviert habe, habe ich meinen Bachelor in technischer Physik gemacht. Während meines Bachelorstudiums studierte ich Einsteins spezielle Relativitätstheorie, die erstmals 1905 in einer Arbeit mit dem Titel "Über die Elektrodynamik bewegter Körper" vorgestellt wurde. Diese Arbeit war Teil seines Annus Mirabilis[i] (Wunderjahr). In diesem Jahr veröffentlichte Einstein vier Arbeiten, die die Physik revolutionierten. Neben der Arbeit über die spezielle Relativitätstheorie schrieb er eine Abhandlung über die Brownsche Bewegung, in der er die Existenz von Molekülen und Atomen nachwies. In einer weiteren Arbeit erklärte er den photoelektrischen Effekt, der zur Begründung der Quantenmechanik beitrug. Für diese Arbeit erhielt er den Nobelpreis für Physik. In einer letzten Arbeit entwickelte Einstein die wohl berühmteste Gleichung der Welt: E=mc2. Interessant ist, dass er all diese Arbeiten während seiner Tätigkeit als Patentassessor im Schweizer Patentamt verfasste. Diese vier Arbeiten sowie seine 1915 entwickelte allgemeine Relativitätstheorie bilden die Grundlage der modernen Physik. Es wäre schwierig, die Bedeutung all dieser Leistungen überzubewerten.
Das Papier "Über die Elektrodynamik bewegter Körper" führte zu dem Konzept, das gemeinhin als Spezielle Relativitätstheorie bezeichnet wird. Sie ist "speziell", weil sie sich nur mit Bezugssystemen befasst, die sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegen, d. h. nicht beschleunigen. Diese Arten von Bezugssystemen sind in Abbildung 1 dargestellt. Ein Teil der Speziellen Relativitätstheorie besagt, dass kein Experiment durchgeführt werden kann, um zu zeigen, dass ein Bezugsrahmen stationär ist oder sich mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit bewegt. Wenn eine Person einen Ball in einem der beiden in Abbildung 1 gezeigten Bezugssysteme wirft, ist die Bewegung gleich.
Abbildung 1. Das linke Bezugssystem ist stationär, während sich das rechte mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. In beiden Fällen hat der Ball die gleiche Flugbahn.
Was bedeutet "relativ"? Die meisten Menschen gehen davon aus, dass Zeit, Entfernung und Masse absolut sind. Eine Stunde ist eine Konstante, ein Meter ist eine Konstante, ebenso wie ein Kilogramm. Die Spezielle Relativitätstheorie besagt, dass keine dieser Messgrößen konstant ist. Die einzige Konstante ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, die in jedem ruhenden oder sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegenden Bezugssystem gleich groß ist.
Die Tatsache, dass die Lichtgeschwindigkeit in einem ruhenden und einem bewegten Bezugssystem gleich groß ist, führt zu mehreren interessanten "Paradoxien". Eines davon ist, dass ein Zwilling, der mit 60 % der Lichtgeschwindigkeit zu einem sechs Lichtjahre entfernten Stern reist und mit der gleichen Geschwindigkeit zurückkehrt, um 16 Jahre gealtert ist, während seine Zwillingsschwester, die auf der Erde geblieben ist, um 20 Jahre gealtert ist!
Ich werde dieses Paradoxon auf der SMTA Pan Pacific 2023 erläutern. Besuchen Sie uns, um diese und viele andere Präsentationen zur elektronischen Montage zu sehen.
Zum Wohl,
Dr. Ron
