Einsteins Relativierung von Zeit und Raum

Wissenschaft und Technik 1915:

Albert Einstein entwickelt 1915 die allgemeine Relativitätstheorie, die seine 1905 publizierte spezielle Relativitätstheorie erweitert.

Die Erkenntnisse der speziellen Relativitätstheorie galten nur für nicht beschleunigte, mit konstanter Geschwindigkeit bewegte Systeme (sog. Inertialsysteme). Die allgemeine Relativitätstheorie hingegen berücksichtigt auch die Auswirkungen der vorhandenen Gravitationsfelder, d. h. die Aussagen der Relativitätstheorie werden auf beschleunigte Systeme erweitert.

Grundgedanke dieser Theorie ist die Äquivalenz schwerer und träger Massen: In einem geschlossenen System sind die Auswirkungen einer gleichförmigen Beschleunigung des Systems nicht von der eines homogenen Schwerefeldes zu unterscheiden (wenn in einem geschlossenen Kasten Körper konstant beschleunigt zu Boden fallen, kann dies sowohl mit einer auf die Körper wirkenden Gravitationskraft als auch mit einer der Fallrichtung der Körper entgegengesetzten konstanten Beschleunigung des Kastens erklärt werden). Trägheitskräfte sind von Gravitationskräften danach nicht prinzipiell unterscheidbar. Aus dieser Grundüberlegung entwickelt Einstein in komplizierten abstrakt-mathematischen Gedankengängen die Konsequenzen der allgemeinen Relativitätstheorie für die mathematisch-physikalischen Vorstellungen vom Aufbau des Universums. Sämtliche raumzeitlichen Koordinatensysteme sind gleichberechtigt. Die Sätze der klassischen (Euklidischen) Geometrie lassen sich daher nicht mehr anwenden; deren Grundbegriffe wie Gerade und Ebene haben ihren exakten Sinn verloren, da sich die Körper nicht mehr fest im Raum anordnen lassen. Nach der allgemeinen Relativitätstheorie befindet sich ein Körper in einer unentwegt wirksam werdenden Deformation. Um dies in mathematischen Gesetzmäßigkeiten erfassen zu können, entwickelt Einstein die Vorstellung von einem gekrümmten Raum, einer vierdimensionalen Raum-Zeit-Welt.

Zu den bekanntesten Folgerungen der allgemeinen Relativitätstheorie gehört die Relativität der Zeit. Der Ablauf der Zeit ist abhängig von der Geschwindigkeit des Bezugssystems: Für einen mit Lichtgeschwindigkeit durchs Weltall fliegenden Raumpiloten würde die Zeit z. B. langsamer vergehen als für die Menschen auf der Erde.