Adobe Stock
Jo dat ass wierklech sou, an ass schonn experimentell bewisen. Zum Beispill, am Joer 1985 op der STS-61-A Space Shuttle Missioun. Fir dëst ze rauszefannen, hunn däitsch Fuerscher extrem präzis Aueren benotzt. Déi, déi op dem Raumschëff ëm d'Welt geflunn ass, huet tatsächlech ugewisen, datt eng Ëmlafbunn manner laang dauert, wéi déi selwecht Auer um Buedem. Den Ënnerscheed ass awer extrem kleng, an et gesäit een deen réischt no villen Stellen hannert dem Komma, also just ee ganz klengen Brochdeel vun enger sekonn/millisekonn?.
Wéi kann dat sinn? Ass vläit just déi eng Auer bëssen nogaang?
Nee, deen Effekt gëtt Zäitdilatatioun genannt. Den Albert Einstein huet dat a senger Relativitéitstheorie am Joer 1905 beschriwwen. Den Einstein huet erkannt datt d'Zäit net absolut ass: si leeft net op all Punkt am Universum d’selwecht séier. Wéi séier d'Zäit leeft hänkt zum Beispill vun der Geschwindegkeet of, mat där ee sech beweegt. De Grond dofir ass d'Liichtgeschwindegkeet. Si ass de Repère deen Zäit bestëmmt. Näischt am Universum ka méi séier reesen wéi Liicht – an dat sinn ongeféier 300.000 Kilometer pro Sekonn.
Dir musst mir dat méi am Detail erklären.
Ok, komm mir maachen e Gedankeexperiment: En Astronaut flitt laanscht d'Äerd an engem super, super séieren, duerchsichtege Raumschëff. Mir beobachten et vun der Äerd duerch en Teleskop.
Um Plaffong vum Raumschëff ass e Spigel montéiert. Dee Moment wou mir hien kucken - a mir stellen eis dat an enger ultra Zäitlupp vir – liicht den Astronaut mat senger Täschelut op säi Plaffongsspigel. D'Liicht vun der Täschlut schéisst mat der Liichtgeschwindegkeet no uewen a gëtt vum Spiggel riicht no ënnen reflektéiert. Also fir den Astronaut geet den Liichtstrahl (deen een sech vläit besser wéi e Liichtball virstellt) riicht erop a fällt rëm riicht zréck an d'Taschenluucht.
Ech weess wat kënnt. Well d'Raumschëff sech séier beweegt, gesäit et fir eis anescht aus.
Genee! Mir gesinn jo och nach d’Beweegung vum Raumschëff. Währenddeem de Liichtstral am Raumschëff no uewen an zréck flitzt, beweegt sech d’Raumschëff no vir. Fir eis op der Äerd gläicht de Liichtstrahl engem ëmgedréinten V, a flitt also fir eis eng méi eng grouss Streck wéi fir den Astronaut.
Dank dem Einstein, wësse mer awer datt d'Liichtgeschwindegkeet (am Vakuum) konstant ass am ganze Universum – an dës Geschwindegkeet moost een an meter pro sekonn. Fir den Astronaut huet d’Liicht vun der Täschenlut méi e kuerze Wee wéi fir eis. Well d’Vitesse awer konstant ass muss d'Zäit manner laang sinn - Soss géif d’Rechnung net opgoen. Am Raumschëff vergeet doduerch d’Zäit méi lues wéi fir eis op der Äerd.
Dat heescht, wann ech just séier genuch ronderëm d'Äerd fléien, wäerten meng Kanner méi al si wéi ech, wann ech landen?
Theoretesch jo. Awer an der Praxis ass dëst net ze maachen. Bei de séiersten Raumschëffer – hei si mir bei 0,004 Prozent vun der Liichtgeschwindegkeet – géif een den Ënnerscheed eréischt op der zéngter Plaz hannert dem Komma gesinn. Wann d'Raumschëff en Zéngtel vun der Liichtgeschwindegkeet hätt – also wansinneg 108 Millioune Kilometer an der Stonn - dann eelze mir do ongeféier 0,5 Prozent méi lues wéi op der Äerd. Iwwer e Joer wier dat manner wéi zwee Deeg. Méi interessant gëtt et, wa mir der Liichtgeschwindegkeet méi no kommen: bei 90 Prozent eelze mir an der Ëmlafbunn nëmme nach hallef sou séier wéi op der Äerd. Bei 99 Prozent, nëmmen e siewentel esou séier a bei Liichtgeschwindegkeet – jo, da géif d'Zäit fir eis am Raumschëff theoretesch stoe bleiwen. Bis mer technologesch nëmmen an des Gréisstenuerdnungen kommen hunn d’Wëssenschaftler an d'Ingenieuren nach vill ze dinn. A genee dofir bleift d'Fuerschung spannend!
Schwéierkraft hëlt seng Zäit
Den Einstein huet e puer Saache fir seng speziell Relativitéitstheorie missen vereinfachen. Zum Beispill huet hien idealiséiert an einfach d'Schwéierkraaft ignoréiert. Et war eréischt a senger Allgemenger Relativitéitstheorie, datt hien d'Schwéierkraaft u Bord bruecht huet an erëm eppes ganz Erstaunleches entdeckt huet: Gravitatiounszäitdilatatioun. Dës seet, datt wat mir méi no bei enger grousser Mass sidd, wat méi lues d'Zäit vergeet. Dat heescht, datt een, deen héich op engem Bierg wunnt, e bësse méi séier eelzt wéi een am Dall. Well d’Biergspëtzten ass elo nach méi wäit vum Schwéierpunkt am Zentrum vun der Äerd ewech sinn. Awer den Effekt ass sou extrem kleng datt eis dat ni géif opfalen. Trotzdeem beaflosst et eisen Alldag enorm. D'Navigatiounssatellitten, déi eis mat enger präziser Genauegkeet op eis Destinatioun bréngen, emkreesen d'Äerd op enger Héicht vu méi wéi 20.000 Kilometer. D'Zäit vergeet also méi séier fir si. An deen – wann och klengen - Ënnerscheed géif d'Resultat vun der Positiounsbestëmmung vun eisem Navigatiounssystem verfälschen an eis vum Wee ofbréngen. Dofir muss beim GPS a Co d'Gravitatiounszäitdilatatioun ëmmer mat berücksichtegt ginn.
Alles ass relativ
Den Albert Einstein war en aussergewéinlecht Genie. Mat de speziellen an allgemenge Relativitéitstheorien huet hien d’Grenzen vun der Physik a senger Zäit gesprengt an d'Basis fir eist aktuellt Verständnis vum Universum geluecht. Hien huet d'Vitesse vum Liicht als eng grouss Konstant beschriwwen an och als Geschwindegkeetslimit am Universum definéiert. Hien huet d'Equivalenz vun Energie a Mass beschriwwen. Dëst bedeit datt wat méi Energie un e System geliwwert gëtt, wat seng Mass méi grouss gëtt. Hien beschreift den Equivalenzprinzip. Deementspriechend kann ee weder bestëmmen nach moossen, ob een am fräie Fall oder Gewiichtlos ass. An hien huet de Raum mat sengen dräi Dimensiounen ëm eng Véiert erweidert an domat d’Raumzäit agefouert. Vill vun deem, wat hien dovun ofgeleet huet, war zu där Zäit nëmmen Theorie. Awer bis elo, konnt all eenzel Prognose, déi de Wëssenschaftler gemaach hunn, och tatsächlech an Experimenter bestätegt ginn.
Auteur: scienceRELATIONS/Kai Dürfeld
Iwwersetzung: Joseph Rodesch (FNR)
Infobox
Dëse Reportage gouf an Zesummenaarbecht mat RTL Radio ausgeschafft an op der Antenne vun RTL Radio diffuséiert. All zweet Woch présentéiert de Mr Science op RTL Radio wat fir eng Fuerschung hannert Objeten aus dem Alldag stécht. All d’Emissioune fënns du hei : http://radio.rtl.lu/emissiounen/science/
