Allgemeine Relativitätstheorie / Einsteiger-Tour Teil Fazit

Ziel dieses Kapitels war es, zumindest einen ungefähren Eindruck von den Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu liefern.

Einsteins Gravitationstheorie führte die Physiker zu einer Reihe neuer Phänomene und Modellvorstellungen. Die wichtigsten davon – Gravitationswellen, Schwarze Löcher, die Urknallmodelle – werden in den nachfolgenden Kapiteln behandelt.

Im Rahmen von Einstein für Einsteiger geht es dementsprechend weiter mit einem der neuen Phänomene, die Einstein vorhersagte: Kapitel 3: Gravitationswellen.

Alternativ besteht die Möglichkeit, zuerst in den Vertiefungsthemen zu den Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu stöbern.

Aus der Reihe „Faszination Astronomie Online“ gibt es außerdem einige zusammenfassende und weiterführende Vorträge zum Thema.

Bildungswissenschaftlerin Dr. Magdalena Kersting von der Osloer Universität gibt einen Überblick über die Grundgedanken der Allgemeinen Relativitätstheorie.

Prof. Dr. Claus Lämmerzahl vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation der Uni Bremen berichtet über die experimentellen Bestätigungen von Einsteins Theorie.

Prof. Dr. Joachim Wambsganß vom Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg vertieft in diesem Vortrag den Gravitationslinseneffekt.

Die Mathematikerin Dr. Melanie Graf von der University of Washington spricht über eines der fundamentalen Resultate der Allgemeinen Relativitätstheorie: Raumzeitsingularitäten.

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Definitioner

Urknallmodelle

Die Urknallmodelle sind die Standardmodelle der heutigen Kosmologie. Sie beschreiben ein expandierendes Universum, das aus einer heißen Frühphase hervorgegangen ist. In ihnen ist der Anfang des Universums eine Raumzeit-Singularität, ein Zustand unendlich großer Dichte (weitere Informationen zu Singularitäten bietet das Vertiefungsthema Raumzeitsingularitäten). Diese Singularität ist der Urknall im engeren Sinne, im weiteren Sinne wird Urknall dagegen auch für die auf die Singularität folgende heiße Frühphase verwandt, aus der unser Universum hervorgegangen ist. Diese Unterscheidung ist wichtig: Die Physik der heißen Frühphase ist durch Beobachtungen gut abgesichert, die Anfangssingularität ist dagegen höchstwahrscheinlich ein unphysikalisches Artefakt, dass sich ergibt, da die Allgemeine Relativitätstheorie, auf der die Urknallmodelle beruhen, die Effekte der Quantenphysik außer acht lässt (weitere Informationen zu den beiden Bedeutungen des Wortes bietet das Vertiefungsthema Der doppelte Urknall). Eine Einführung in die Grundlagen dieser Modelle bietet das Kapitel Kosmologie von Einstein für Einsteiger. Informationen zu einer Reihe weiterer Aspekte der Urknallmodelle finden sich bei den Vertiefungsthemen in der Kategorie Kosmologie.

Relativitätstheorie

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.

Licht

Licht im engeren Sinne ist elektromagnetische Strahlung, die wir Menschen mit bloßem Auge wahrnehmen können, entsprechend Wellenlängen zwischen 400 und 700 Nano meter. In der Relativitätstheorie und auch sonst in der Astronomie wird der Begriff Licht dagegen oft allgemein für alle Arten elektromagnetischer Strahlung verwendet, man spricht beispielsweise vom Infrarotlicht oder vom Röntgenlicht; Licht im engeren Sinne heißt dann "sichtbares Licht". Im Rahmen der klassischen Physik wird das Verhalten des Lichts durch die Maxwellschen Gleichungen beschrieben; in der Quantenphysik stellt sich heraus, dass Licht ein Strom von Energiequanten ist, die Lichtteilchen oder Photonen genannt werden.

Gravitationswellen

Störungen der Raumgeometrie, die sich mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum ausbreiten.

Nähere Informationen liefert der Abschnitt Gravitationswellen von Einstein für Einsteiger.

Informationen zu einer Reihe weiterer Aspekte der Gravitationswellenphysik finden sich in den Vertiefungsthemen in der Kategorie Gravitationswellen.

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