Das Jahr 1905 gilt als „Sternstunde der Physik“, über das sich Carl Friedrich von Weizsäcker wie folgt äußerte:
"1905 eine Explosion von Genie. Vier Publikationen über verschiedene Themen, deren jede, wie man heute sagt, nobelpreiswürdig ist: die spezielle Relativitätstheorie, die Lichtquantenhypothese, die Bestätigung des molekularen Aufbaus der Materie durch die Brown'sche Bewegung, die quantentheoretische Erklärung der spezifischen Wärme fester Körper."
QUELLE
All diese revolutionären Erkenntnisse haben wir einem Mann zu verdanken: Albert Einstein! Ich möchte mich auf die relativistische Physik konzentrieren, die auch nach über hundert Jahren gewöhnungsbedürftig und seltsam erscheint, aber auch ungemein faszinierend.
Hinter Einsteins Abhandlung, mit der unscheinbaren Überschrift
"Zur Elektrodynamik bewegter Körper", die er im jungen Alter von 26 Jahren am 30. Juni 1905 in den Annalen der Physik einreichte, verbarg sich die Spezielle Relativitätstheorie (SRT), die am 26. September 1905 in der berühmten Fachzeitschrift erschien. Der damals 26-jährige Patentbeamte lieferte bereits am nächsten Tag seinen Nachtrag zur SRT, mit dem Titel
"Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?" Diese Abhandlung enthält auch erstmals die berühmteste Formel der Welt E = mc², gem. der Masse und Energie äquivalent sind, und damit war die SRT komplett.
Aber was besagt die SRT? Nun, vereinfacht gesagt geht es um zwei relativ zueinander bewegte Inertialsysteme, d.h. kräftefreie Bezugssysteme, die keiner Beschleunigung unterliegen und sich daher geradlinig bewegen.
Da die spezielle-relativistischen Effekte erst bei sehr großen Geschwindigkeiten deutlich hervortreten und folglich bei den relativ geringen Geschwindigkeiten unserer Erfahrungswelt (einschließlich unserer schnellen Raketen) vernachlässig klein sind, brauchen wir zwei superschnelle Inertialsysteme.
Nehmen wir mal an, uns stünden zwei experimentelle Raumschiffe zur Verfügung. Im Testschiff A sitzt Alice. Lass uns der Einfachheit halber davon ausgehen, dass Alice im Weltraum "parkt".
Bob befindet sich 500 Lichtsekunden von Alice entfernt (etwa der Abstand Erde – Sonne) im Testschiff B und rast mit 0,8 c auf Alice zu. Vom „ruhendem System“ aus betrachtet verzeichnet Alice, dass Bob für die Strecke von 500 Lichtsekunden 625 Sekunden Flugzeit benötigt.
Bob ist aber damit keinesfalls einverstanden. Denn er verzeichnet nur 375 Sekunden Flugzeit. Offenkundig sind sich Alice und Bob uneins über die Dauer des Fluges. Sogar über die Länge ihrer Testschiffe können sie sich nicht einigen. Sie stellen allerdings fest, dass sich die Längenkontraktion parallel zur Zeitdilatation verhält, was einen Zusammenhang vermuten lässt.
Nun werde ich, wie im berühmten Pythagoras, die Werte quadrieren. Dies ist notwendig, um invariante Werte zu erhalten.
• 625 Sekunden ergeben quadriert 390.625 Quadratsekunden.
• Der Abstand von Bob's Startpunkt zu Alice Parkposition beträgt 500 Lichtsekunden, also 250.000 Quadratlichtsekunden.
• Die Differenz beträgt somit 140.625 Quadratlichtsekunden
• Zieht man daraus die Quadratwurzel, so erhält man den
Intervall (den Wert von Bob's Altern, also seine Eigenzeit): 375 Sekunden. Länger dauert der Flug von Bob's Standpunkt nicht.
Der Intervall ist der „Abstand in der Raumzeit“ und stellt einen invarianten Wert dar. (Einstein erwog sogar, seine Relativitätstheorie als
Invariantentheorie zu bezeichnen.)
Licht benötigt für die 500 Lichtsekunden genau 500 Sekunden Flugzeit. Quadratiert man beide Werte und subtrahiert das Quadrat der Flugzeit vom Quadrat des Abstandes, so erhält man als Differenz Null. Daraus ergibt sich logischerweise ein Nullintervall. Licht bewegt sich auf lichtartigen Weltlinien, die sich durch den konstanten Nulluntervall auszeichnen (der raumzeitliche "Abstand", das Intervall von 0, kann nicht unterschritten werden).
Dass wir keine „Testraumschiffe“ haben, welche 80% der Lichtgeschwindigkeit erreichen können, stimmt natürlich, aber dies ist ein ingenieurtechnisches Problem. Die Physik erlaubt jedwede Sublichtgeschwindigkeit. Allerdings ist es uns unmöglich, exakt Lichtgeschwindigkeit zu erreichen. Photonen werden uns immer davon eilen.
So, ich hoffe dass ich alles richtig gemacht habe. Falls ihr Fehler findet, weist mich bitte darauf hin, dann werde ich sie korrigieren.
Einen Preis gibt’s dafür allerdings nicht. 
Korrekturen erübrigen sich, da meine Mitbürger eh alles besser wissen... 
