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Radar

Abkürzung des englischen "Radio Detection and Ranging", etwa: Nachweis und Abstandsbestimmung mit Hilfe von Radiowellen. Auf der Erde eingesetzt u.a. im Flug- und Schiffsverkehr; für die Allgemeine Relativitätstheorie interessant, da sich durch an Planeten reflektierte Radarsignale beispielsweise die relativistische Lichtlaufzeitverzögerung nachweisen lässt.

Radioastronomie

Teilgebiet der Astronomie, das sich mit der Beobachtung von Radiowellen beschäftigt, die uns aus den Tiefen des Alls erreichen. Solche Beobachtungen haben beispielsweise zur Entdeckung der Radiogalaxien, der Quasare und der Pulsare geführt.

Radiobereich

Abschnitt des Spektrums elektromagnetischer Strahlung, der Frequenzen von einigen Tausend bis einigen Milliarden Schwingungen pro Sekunde umfasst, entsprechend Wellenlängen von einigen Kilometern bis einigen Zentimetern. Wie der Name schon sagt: Dies sind die elektromagnetischen Wellen, dank derer Radio- und Fernsehsendungen vom Funkturm über Antennen ins Empfangsgerät gelangen. Auch die Beobachtungen kosmischer Radiowellen im Rahmen der Radioastronomie hat sich als äußerst interessant erwiesen.

Radiogalaxie

Eine Variante der aktiven Galaxienkerne, junger Galaxien, deren Zentralbereich extrem viel Energie abstrahlt. Radiogalaxien zeichnen sich durch sehr hohe Radioabstrahlung aus (größer als 10³⁵ Watt), deren Quellen auch außerhalb des sichtbaren Teils der Galaxie liegen. Üblicherweise stehen dahinter Radioblasen, Gasbereiche, die von sogenannten Jets zum Leuchten angeregt werden.

Energiequelle ist nach heutiger Auffassung das supermassive Schwarze Loch im Galaxienkern.

Radioteleskop

Antenne, die Astronomen verwenden, um damit Radioastronomie zu betreiben, also etwa Pulsare oder Radiogalaxien zu beobachten.

Radiowellen

Elektromagnetische Wellen mit Frequenzen von einigen Tausend bis einigen Milliarden Schwingungen pro Sekunde, entsprechend Wellenlängen von einigen Kilometern bis einigen Zentimetern. Wie der Name schon sagt: Dies sind die elektromagnetischen Wellen, dank derer Radio- und Fernsehsendungen vom Funkturm über Antennen ins Empfangsgerät gelangen. Auch die Beobachtungen kosmischer Radiowellen im Rahmen der Radioastronomie hat sich als äußerst interessant erwiesen.

Raum

Im engeren Sinne: Der Raum, wie wir ihn aus dem Alltag kennen - die Gesamtheit aller Orte, an denen sich Objekte befinden können, ein Gebilde mit drei Dimensionen.

Im allgemeineren Sinne sind in der Mathematik auch allgemeinere Punktmengen Räume - eine Linie beispielsweise, eine Punktmenge mit nur einer Dimension, oder eine zweidimensionale Fläche, aber auch höherdimensionale Räume. In solchen Räumen muss zudem nicht zwangsweise die Euklidische Geometrie gelten, wie sie in den Schulen gelehrt wird, es kann sich auch aum allgemeinere, verzerrte Gebilde handeln, etwa um Räume mit Krümmung.

Raumkrümmung

Siehe Krümmung.

Raumzeit

Bereits im Rahmen der Speziellen Relativitätstheorie kommen relativ zueinander bewegte Beobachter zu unterschiedlichen Ergebnis, wenn es darum geht, ob zwei Ereignisse gleichzeitig stattfinden oder wie weit entfernt voneinander zwei Objekte sind. Vom Beobachter unabhängig ist dort nur die Gesamtheit von Raum und Zeit, die Gesamtheit aller Ereignisse, die irgendwo im Raum zu irgendwelchen Zeitpunkten stattfinden, eben die Raumzeit. Wie diese Raumzeit in Zeit und Raum zerlegt wird, variiert von Beobachter zu Beobachter.

Der Raum, den wir aus dem Alltag gewohnt sind, hat drei Dimensionen. Nimmt man die Zeit hinzu, dann kommt damit auch eine weitere Dimension hinzu - die Raumzeit hat insgesamt vier Dimensionen.

Die Idee der Raumzeit ist zudem ein Grundbaustein der Allgemeinen Relativitätstheorie. Analog dazu, wie eine Ebene flach ist, eine Kugelfläche dagegen gekrümmt, treten in der Allgemeinen Relativitätstheorie gekrümmte und verzerrte Versionen der einfachen Raumzeit der Speziellen Relativitätstheorie auf. Krümmung ist in der Allgemeinen Relativitätstheorie mit dem Vorhandensein von Gravitation verbunden.

Eine Einführung in die Grundideen der beiden Relativitätstheorien bieten die Kapitel Spezielle Relativitätstheorie und Allgemeine Relativitätstheorie von Einstein für Einsteiger. Mit Analogien zwischen Raumzeit und Alltagsraum beschäftigen sich zwei Vertiefungsthemen: Mit einem Raum-Analogon zur Zeitdilatation das Thema Zeitdilatation und Wanderschaft, mit dem Zwillingsproblem das Thema Zwillinge und Wanderer.

Raumzeitgerade

In der Speziellen Relativitätstheorie: Eine Weltlinie eines Objektes, dass sich mit konstanter Geschwindigkeit auf einer geraden Bahn bewegt. Das Raumzeit-Analogon zu Geraden im Raum oder in der Fläche.

Raumzeitkrümmung

Siehe Krümmung.

Raumzeitsingularität

Siehe den Eintrag Singularität, Raumzeitsingularität.

Rekombination, Rekombinationsphase

Phase bei einem Weltalter von etwa 300 000 Jahren, in dem das durch die Urknallmodelle beschriebene Universum bei seiner Expansion kalt genug geworden war, so dass sich Atomkerne und Elektronen zu Atomen verbinden konnten, ohne gleich wieder aufgespalten zu werden. Die Etymologie von "Re-Kombination" ist missverständlich - es handelte sich eher um eine Erst-Kombination dieser Teilchen zu Atomen. Bei diesem Prozess koppelte sich außerdem das Geschick der kosmischen Hintergrundstrahlung von dem des restlichen Universums ab.

relativistisch

Modelle, Effekte oder Phänomene, bei denen die Spezielle Relativitätstheorie oder die Allgemeine Relativitätstheorie eine Rolle spielen, heißen relativistisch.

Beispiele sind die relativistische Massenzunahme als ein Effekt der Speziellen Relativitätstheorie und die relativistische Lichtlaufzeitverzögerung als ein Effekt der Allgemeinen Relativitätstheorie.

Außerdem werden Bedingungen, unter denen die Unterschiede zwischen der relativistischen Physik und ihren klassischen Vorgängertheorien besonders ausgeprägt sind, als relativistisch beschrieben. Wenn beispielsweise Objekte Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit erreichen, so dass Effekte wie relativistische Massenzunahme oder Zeitdehnung sehr deutlich werden, spricht man auch von relativistischen Geschwindigkeiten; niedrige Geschwindigkeiten, in denen die relativistischen Effekte kaum messbar sind, heißen nichtrelativistisch.

relativistische Mechanik

Siehe Mechanik, relativistische.

Relativitätsprinzip

Grundprinzip der Speziellen Relativitätstheorie: für zwei mit konstanter Geschwindigkeit gegeneinander bewegte Beobachter (genauer: Inertialbeobachter) sind die Gesetze der Physik dieselben. Es gibt kein Schlüsselexperiment, anhand dessen man argumentieren könnte, einer dieser Beobachter sei absolut "in Ruhe" - in Bezug auf die Physik sind alle Beobachter gleichberechtigt, jeder kann sich selbst mit dem gleichen Recht als in Ruhe betrachten, und letztendlich gibt es nur Bewegungen der verschiedenen Beobachter relativ zueinander - zumindest, was Bewegungen mit konstanter Geschwindigkeit angeht.

Eine Einführung in die von Einstein gezogenen Konsequenzen des Relativitätsprinzips bietet das Kapitel Spezielle Relativitätstheorie von Einstein für Einsteiger.

Relativitätstheorie(n)

Die auf Albert Einstein zurückgehenden Theorien von Raum und Zeit: Die Spezielle Relativitätstheorie, in der die Gravitation außen vor bleibt, und die Allgemeine Relativität, in der die Gravitation als Verzerrung von Raum und Zeit in Erscheinung tritt.

Eine Einführung in die Grundideen der beiden Relativitätstheorien bieten die Kapitel Spezielle Relativitätstheorie und Allgemeine Relativitätstheorie von Einstein für Einsteiger.

Viele weitere Informationen zu den Relativitätstheorien und der auf ihnen basierenden relativistischen Physik bieten unsere Vertiefungsthemen.

Resonanzdetektor

Detektor für Gravitationswellen, bei dem es darum geht, den Einfluss dieser Wellen auf eine in sich schwingende Testmasse nachzuweisen.

Das Funktionsprinzip der Resonanzdetektoren wird im Vertiefungsthema Schwingende Körper beschrieben.

Riccisingularität

Eine besondere Art von Raumzeitsingularität (also einer Grenze, an der die Raumzeit endet), die mit unendlich hoher Energiedichte assoziiert ist.

Weitere Informationen über die verschiedenen Arten von Singularitäten bietet das Vertiefungsthema Raumzeitsingularitäten.

Röntgenastronomie

Teilgebiet der Astronomie, das sich mit der Beobachtung von Röntgenstrahlung beschäftigt, die uns aus den Tiefen des Alls erreicht. Sehr heiße Materie sendet solche Strahlung als Wärmestrahlung aus, und so zeigen sich im Röntgenlicht beispielsweise die heißen Gase in den Akkretionsscheiben von Schwarzen Löchern.

Röntgenlicht, Röntgenstrahlung

Synonym: Röntgenwellen und (insbesondere in der Astronomie) Röntgenlicht. Elektromagnetische Wellen mit Frequenzen von einigen 100 Billiarden bis 100 Trillionen Schwingungen pro Sekunde, entsprechend Wellenlängen von einigen Milliardstel bis Billionstel Metern. Im Alltag vor allem als medizinisches Werkzeug bekannt - mit Hilfe von Röntgenstrahlung lassen sich Bilder vom Körperinneren erstellen.

Rotverschiebung

Die Frequenz einer einfachen Lichtwelle hängt direkt mit ihrer Farbe zusammen (siehe auch: Spektrum). Niederfrequentes Licht entspricht der Farbe Rot. Verändert sich die Frequenz einer einfachen Lichtwelle hin zu niedrigeren Frequenzen (etwa durch den Dopplereffekt), dann entspricht das einer Verschiebung in Richtung auf das rote Ende des Spektrums und wird daher Rotverschiebung genannt.

Von diesem Ausgangspunkt aus hat sich die Bezeichung "Rotverschiebung" für eine Frequenzerniedrigung allgemein eingebürgert und wird auch für elektromagnetische Strahlung verwandt, deren Frequenzen überhaupt keiner sichtbaren Farbe mehr entsprechen, noch allgemeiner auch für andere Arten von Wellen (etwa Gravitationswellen).

Im Rahmen der allgemeinen Relativiätstheorie ist insbesondere die kosmologische Rotverschiebung interessant.

Ruhemasse

In der Speziellen Relativitätstheorie ist die träge Masse eines Objekts davon abhängig, wie schnell es sich relativ zum Beobachter bewegt. Die Ruhemasse ist die träge Masse eines Objekts, gemessen von einem relativ zu diesem Objekt ruhenden Beobachter. Mit dieser Definition ist die Ruhemasse so etwas wie ein Maß für den Materieinhalt des Körpers.