Physik

Welchen praktischen Nutzen hat Einsteins Relativitätstheorie?

Stand
AUTOR/IN
Gábor Paál
Gábor Paál (Foto: SWR, Oliver Reuther)

Audio herunterladen (2,8 MB | MP3)

Relativitätstheorie ist wichtig für die Satellitennavigation

Das beste Beispiel ist die Satellitennavigation. Um zu wissen, wo ich bin, hat mein Navigations-Gerät (GPS oder Galileo) Kontakt mit vier Satelliten. Jeder dieser Satelliten sendet ein Signal mit folgenden Informationen:

  • Ich bin Satellit XY
  • Ich befinde mich auf folgender Position
  • Es ist jetzt so und so viel Uhr – wobei die letzte Angabe bis auf winzige Sekundenbruchteile genau ist

Einstein: Je geringer die Gravitation, desto schneller vergeht die Zeit

Aus diesen Angaben von vier Satelliten ermittelt mein Gerät seine Position: Dazu vergleicht es die eigene Zeit mit dem Zeitsignal des Satelliten – aus dem Unterschied lässt sich die Laufzeit des Signals und damit die Entfernung des Satelliten ermitteln.
Das Problem ist aber: Die Zeiten stimmen leider nicht überein. Die Satelliten befinden sich 20.000 Kilometer von der Erde entfernt, dort ist das Gravitationsfeld schwächer. Je geringer die Gravitation, desto schneller vergeht laut Einstein die Zeit. Im Fall der Navigationssatelliten ist der Unterschied zwar winzig (ein Milliardstel Prozent!), aber vorhanden. Nur wenn dieser Fehler automatisch korrigiert wird, zeigt mein Navi mir verlässlich meine Position an.

Hoffnung: Höhenmessung verbessern und Vulkanausbrüche genauer vorhersagen

Wissenschaftler tüfteln an weiteren Anwendungsmöglichkeiten, um sich diese Zeitverzerrung durch die Relativitätstheorie zunutze zu machen. Eine ist die Höhenmessung. Vermutlich schon bald wird es Atomuhren geben, die so genau sind, dass sie "merken", wenn man sie 10 Zentimeter anhebt. Einfach aufgrund des geringeren Schwerefelds und der dort schneller vergehenden Zeit.

Geophysiker wiederum hoffen auf bessere Vorhersagen für Vulkanausbrüche. Denn vor einem Vulkanausbruch sammelt sich im Untergrund Magma. Auch diese Ansammlung von Masse verändert das Gravitationsfeld – deshalb die Hoffnung, dies eines Tages mithilfe ultragenauer Uhren frühzeitig messen zu können.

Albert Einstein

6.2.1924 Albert Einstein: "Meine Relativitätstheorie"

6.2.1924 | Der Physiker Albert Einstein (1879 - 1955) entwickelte eine allen bisherigen Erfahrungen widersprechende Vorstellung von Raum und Zeit. 1924 schildert er in einem Vortrag, wie er zur Formulierung der Relativitätstheorie kam. – archivradio.de

Porträt Mileva Einstein – Vom Scheitern in der Physik und in der Liebe

Mileva Marić und Albert Einstein studierten, rechneten und diskutierten gemeinsam – und heirateten trotz enormer Widerstände. Eine Lovestory. Bis Albert berühmt wurde.

SWR2 Wissen SWR2

Physik

Neurowissenschaften Ist das Gehirn mit einem Computer oder einer Festplatte zu vergleichen?

Die Idee, dass Geist und Gehirn sich wie Software und Hardware zueinander verhalten und als zwei Ebenen klar voneinander getrennt werden können, vertritt in der Kognitionswissenschaft niemand mehr. Von Thomas Metzinger

Physik Erhöhen Fähnchen am Auto den Spritverbrauch?

Wenn Fähnchen im Wind flattern, erhöht sich der Luftwiderstand. Dieser Widerstand wird umso größer, je schneller das Auto fährt. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Derzeit gefragt

Tiere Warum schreien Hühner, nachdem sie ein Ei gelegt haben?

Hühner haben ständig zu allen Situationen irgendwelche akustischen Kommentare abzugeben; sie sind ständig in akustischer Kommunikation. Und es sind hoch soziale Vögel. Das bedeutet, dass dieses Gegacker nach der Eiablage in diesem Zusammenhang gesehen werden muss. Von Hans-Heiner Bergmann

Ornithologie In welchen Abständen legen Meisen ihre Eier?

Eine Blaumeise kann bis zu 12 Eier legen – jeden Tag eins. Trotzdem schlüpfen die Jungen alle gleichzeitig, denn gebrütet wird erst, wenn das Gelege vollständig ist. Von Hans-Heiner Bergmann

Tierverhalten Warum krähen Hähne bei Sonnenaufgang?

Hähne krähen, um ihr Revier zu markieren. Und wenn einer früh morgens angefangen hat, dann machen alle anderen Hähne auch mit. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Ornithologie Benutzen Blaumeisen das Nest vom Vorjahr oder bauen sie neu?

Das alte Nest, so wie es ist, wird nie mehr direkt benutzt, sondern die Vögel bauen ein neues Nestchen darüber. Von Claus König

Biologie Warum sind manche Eier weiß und manche braun?

Als Faustregel stimmt tatsächlich, was man oft hört, nämlich dass braune Hühner braune Eier und weiße Hühner weiße Eier legen. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Redewendung "Da lachen ja die Hühner"? – Woher kommt der Ausdruck?

Dass die Hühner lachen, wenn jemand etwas ankündigt, ist etwas eher Lachhaftes und Scherzhaftes. Auf diese Art und Weise kann man das, was da im Raume steht, auch heruntermachen und sagen: "Das ist so, dass da die Hühner sogar lachen." Von Rolf-Bernhard Essig