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May 5, 2011

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Was bedeutet „alles ist relativ?

by Redaktion

Das Relativitätsprinzip lautet: Bestimmte Eigenschaften und physikalische Größen sind nur relativ zu einer Beobachterperspektive definierbar oder messbar. Das Relativitätsprinzip ist ein Grundpfeiler der Physik. Es geht auf Galileo Galilei zurück. Es wurde von Albert Einstein zur Relativitätstheorie weiter entwickelt. 

Die Angabe einer Geschwindigkeit etwa macht nur Sinn, wenn sie relativ zu etwas anderem angegeben wird. Im Normalfall ist das andere die ruhende Erdoberfläche. Wenn man aber bedenkt, dass sich die Erde dreht, und die Erde um die Sonne bewegt, und die Sonne sich in der Galaxie Milchstraße bewegt, könnte man wirklich zu dem Satz gelangen: “alles ist relativ”. Der Satz „alles ist relativ“ bedeutet aber nicht, dass alles “wurscht” ist.

Ein Messwert heißt absolut, wenn er für sich selbst steht:

Es hat jetzt 17 Grad Celsius.

Ein Messwert heißt relativ, wenn er mit einem anderen verglichen wird:

Es ist heute um 20% wärmer als im Vorjahr zur selben Zeit.

Galileo Galilei formulierte das Relativitätsprinzip anhand der seinerzeit umstrittenen Frage, ob sich eine Kugel an Bord eines fahrenden Schiffes in Bewegung oder in Ruhe befinde. Seine Analyse des Problems lautete, dass die Beantwortung der Frage von der Position des jeweiligen Beobachters abhängt:

Ein Beobachter, der sich ebenfalls an Bord des Schiffes befindet, sieht die Kugel in Ruhe, während ein Beobachter am Ufer die Kugel sich zusammen mit dem Schiff bewegen sieht.

Die Eigenschaft, in Bewegung zu sein, ist demnach keine, die der Kugel alleine zukommt, sondern hängt von der Wahl des Bezugssystems ab.

Physikalische Eigenschaften müssen nach Galilei eingeteilt werden in relative, die also von Eigenschaften des Beobachters abhängen und absolute, die unabhängig von der Wahl des Bezugssystems festgestellt oder gemessen werden können.

In physikalischen Begriffen besagt das Relativitätsprinzip, dass in relativ zueinander gleichförmig bewegten Inertialsystemen die gleichen Naturgesetze gelten. Wenn “komische Effekte” auftreten, ist das oft ein Hinweis dafür, dass man sich nicht in einem Intertialsystem befindet.

Ein Inertialsystem ist ein ruhendes oder sich gleichförmig bewegendes, unbeschleunigtes System.

Im Speisewagen scheint alles normal zu sein, wenn die Dinge am Tisch sich so benehmen, wie sie das immer tun. Wenn aber plötzlich die Kaffee-Tasse vom Tisch fährt, kann man davon ausgehen, dass man sich nicht mehr in einem Inertialsystem befindet. Der Zug bremst oder beschleunigt – oder fährt zu schnell oder langsam in eine Kurve, das ist ebenfalls eine beschleunigte Bewegung.

Das Relativitätsprinzip wurde von Albert Einstein zur Relativitätstheorie erweitert. Einstein forderte das Relativitätsprinzip nicht nur für die Gesetze der Mechanik, sondern auch der Elektrodynamik.

Die Folge war, dass man zugunsten eines allgemeinen Relativitätsprinzips auf die Vorstellung eines absoluten Raums und einer absoluten Zeit verzichten musste.

Für Geschwindigkeiten, die gegenüber der Lichtgeschwindigkeit klein sind, geht Einsteins Relativitätsprinzip in das Relativitätsprinzip von Galilei über.

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1 Comment Post a comment
  1. Sep 21 2014

    Excellent

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