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Lexikon

Über 400 Begriffe rund um die Relativitätstheorie und ihre Anwendungen, von "absolute Bewegung" bis "Zwillingsproblem" - auswählbar z.B. über diese Buchstabenliste:

 Nano
Vorsilbe für "Milliardstel". Beispiel: ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter.
 National Aeronautics and Space Administration (NASA)

Luft- und Weltraumbehörde der USA, nicht nur für die bemannte Raumfahrt, sondern auch für unbemannte Sonden und Satelliten zuständig und daher beteiligt an Projekten wie dem Weltraumteleskop Hubble oder dem Gravitationswellendetektor LISA.

Webseiten der NASA

 National Radio Astronomy Observatory (NRAO)

Nationales Radioastronomie-Observatorium der Vereinigten Staaten mit Sitz in Charlottesville, Virginia. Betreibt unter anderem das Very Large Array-Verbundteleskop in New Mexico und das Very Large Baseline Array, ein Netz aus zehn weit auseinanderliegenden Radioteleskopen.

Webseiten des NRAO

 Neutrino

Dem Elektron verwandte Art von Elementarteilchen, allerdings elektrisch ungeladen und mit extrem kleiner Masse. Es gibt drei Sorten von Neutrinos, die Elektron-Neutrino, Myon-Neutrino und Tau-Neutrino heißen.

 Neutron

Elektrisch neutrales, vergleichsweise massives Teilchen; die Kerne der Atome bestehen aus Neutronen und Protonen.

Neutronen sind keine Elementarteilchen, sondern bestehen ihrerseits aus Quarks, die von der starken Kernkraft zusammengehalten werden. Neutronen, Protonen und eine Reihe ähnlicher Teilchen werden zusammengefasst als Baryonen bezeichnet.

Verschiedene Arten von Neutronenmaterie sind der Stoff, aus dem Neutronensterne sind.

 Neutronenstern

Endstufe massereicher Sterne, die als Supernova explodieren. Der Sternenkern kollabiert dabei zu einem extrem kompakten Gebilde von rund 1,4 Sonnenmassen, das fast vollständig aus Kernmaterie besteht, überwiegend aus Neutronen.

Für die Astronomen sind Neutronensterne interessant, weil wir von einigen von ihnen, den sogenannten Pulsaren, höchst regelmäße Pulse elektromagnetischer Strahlung empfangen, für die Relativisten, weil die für die Allgemeine Relativitätstheorie typischen Effekte bei so kompakten Körpern besonders deutlich auftreten (vgl. PSR 1913+16 und den Doppelpulsar PSR J0737-3029A/B).

 Newton

Die Einheit der Kraft im internationalen Einheitensystem (SI). Ein Newton entspricht dabei der Kraft, die nötig ist, um einem Objekt mit einer Masse von einem Kilogramm eine Beschleunigung von einem Meter pro Sekunde-Quadrat zu erteilen.

 Newtonsche Gravitationstheorie

In der vor-Einsteinschen Mechanik, die auf den englischen Physiker und Mathematiker Isaac Newton (1643-1727) zurückgeht, ist die Gravitation eine Kraft, mit der sich Massen gegenseitig anziehen. Wie bei anderen Kräften führt diese Kraftwirkung zu einer Beschleunigung der betreffenden Körper.

In seiner einfachsten Form beschreibt das Newtonsche Gravitationsgesetz die Schwerkraft, die zwischen zwei Massekugeln wirkt. Die Stärke der Kraft, mit der die erste auf die zweite Massekugel wirkt ist gleich der Masse der ersten Kugel mal der Masse der zweiten Kugel mal der Newtonschen Gravitationskonstanten, geteilt durch das Quadrat des Abstandes zwischen den beiden Kugelmittelpunkten. Wie sich aus diesem Gesetz kompliziertere Gravitationswirkungen ableiten lassen, beschreibt ein Abschnitt des Vertiefungsthemas Die Gravitation der Gravitation.

Die Unterschiede zwischen der Newtonschen Gravitation und Einsteins Gravitationstheorie, der Allgemeinen Relativitätstheorie, lassen sich im Rahmen der so genannten post-Newtonschen Näherungen systematisch beschreiben.

 nichtlinear

In einigen physikalischen Theorien lassen sich Einflüsse direkt addieren - ist beispielsweise die elektrische Kraft eines bestimmten geladenen Körpers bekannt, sowie die elektrische Kraft, die von einem zweiten Körper, dann ist die elektrische Kraft, die ein Testteilchen verspürt, wenn beide Körper anwesend sind, gerade die Summe der EInzelkräfte. Theorien mit solcher einfachen Addition heißen linear; Theorien, in denen sich die Einzeleinflüsse nicht einfach addieren, heißen nichtlinear.

Ein Beispiel für eine nichtlineare Theorie ist Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie. Weitere Informationen hierzu wie zur Definition von Linearität und Nichtlinearität bietet das Vertiefungsthema Die Gravitation der Gravitation.

 Nukleosynthese

Fachausdruck für Elemententstehung. Nach Aussage der Urknallmodelle war das frühe Universum mit einer Teilchensuppe gef¨llt, die beispielsweise Protonen und Neutronen enthielt. Nukleosynthese ist der Sammelbegriff für all jene Prozesse, dank derer aus dieser Suppe letztendlich die zusammengesetzten Atomkerne hervorgegangen sind, die wir im heutigen Universum finden.

Dabei ist ein Teil der leichten Elemente (schwerer Wasserstoff, Helium, Lithium) bereits bei einer kosmischen Zeit von Sekunden bis Minuten entstanden (primordiale Nukleosynthese); leichte und schwerere Elemente bis hin zum Eisen entstanden und entstehen bei der Kernfusion im Inneren von Sternen; schwerere Elemente entstehen bei Supernova-Explosionen in deren Rahmen die im Sterninneren erzeugten Elemente (stellare Nukleosynthese) zudem in den Weltraum hinausgeblasen werden.

Einen Überblick über die primordiale Nukleosynthese bietet das Vertiefungsthema Elemententstehung im frühen Universum. Informationen zur Physik hinter der Elemententstehung finden sich im Vertiefungsthema Gleichgewicht und Veränderung, während Der Blick in die chemische Vergangenheit ausführt, wie sich die entsprechenden Vorhersagen der Urknallmodelle anhand von astronomischen Beobachtungsdaten überprüfen lassen.

 numerische Relativitätstheorie

Teilgebiet der Physik, das die Struktur und Anwendungen von Einsteins Relativitätstheorien - der Speziellen und insbesondere der Allgemeinen Relativitätstheorie - mit Hilfe von Computersimulationen erforscht.

Kernstück der Allgemeinen Relativitätstheorie sind die Einsteingleichungen. Sie beschreiben den Zusammenhang zwischen bestimmten Materieeigenschaften einerseits und geometrischen Eigenschaften der Raumzeit andererseits. Ein Modelluniversum, in dem die Materie die Raumzeit in genau jener Weise verzerrt, wie es die Einsteingleichungen vorschreiben - und in dem die Raumzeit umgekehrt in genau der vorgeschriebenen Weise die Bewegung der Materie beeinflusst - bezeichnet man als Lösung der Einsteingleichungen. Einige einfache Lösungen lassen sich direkt in Form von einfachen Formeln angeben ("exakte Lösungen"). Andere Lösungen, insbesondere solche, die komplizierteren Materiekonfigurationen entsprechen, lassen sich nur angeben, wenn man Raum, Zeit und Materie mit Hilfe von Computern simuliert ("numerische Lösungen") - solche Simulationen durchzuführen ist eine Hauptaufgabe der numerischen Relativitätstheorie.

Die numerische Relativitätstheorie hat bereits zu einer Reihe interessanter Erkenntnisse etwa über die Eigenschaften von Schwarzen Löchern und Gravitationswellen geführt, beispielsweise was die Gravitationswellen betrifft, die erzeugt werden, wenn zwei Schwarze Löcher zusammenstoßen und miteinander verschmelzen. Weiterhin verdanken wir den numerischen Methoden wertvolle Informationen über die Vorhersagen, die sich aus der Allgemeinen Relativitätstheorie über die Eigenschaften der Raumzeit nahe der Singularitäten im Inneren Schwarzer Löcher gewinnen lassen (siehe das Vertiefungsthema Singularitäten als Raumzeit-Knetmaschine).

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