Physik

Welchen praktischen Nutzen hat Einsteins Relativitätstheorie?

Stand

Von Autor/in Gábor Paál

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.

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

22.8.1930 Albert Einstein: Völkerversöhnung als große Chance des Rundfunks

Am 22. August 1930 spricht Albert Einstein auf der Funkausstellung in Berlin, die seit ihrem Beginn 1924 immer größer geworden ist. Eröffnet wird die 7. Funkausstellung von Reichsrundfunkkommissar Hans Bredow. Ihm ist es gelungen, Albert Einstein einzuladen und dazu zu bewegen, "aus seiner Studierstube" auf diese Veranstaltung zu kommen. Schließlich gehöre er der Allgemeinheit. Hans Bredow kündigt Einstein dem Publikum an. Einstein selbst spricht nach etwa anderthalb Minuten.

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.

Wetter Wie misst man im Meer den Seegang, also die Höhe von Wellen?

Früher – bis vor 50 Jahren – haben Seeleute das einfach mit Augenmaß gemacht. Sie haben auf die Wellen geschaut und aufgrund ihrer Erfahrung den Seegang geschätzt. Heute gibt es verschiedene Methoden. Von Gábor Paál. | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Ozeane Wie viel Licht dringt in die Tiefsee vor?

In die größten Teile der Tiefsee dringt gar kein Licht vor. Tatsächlich findet man dort nur das Licht, das von den Organismen selbst erzeugt wird; das ist sehr schwach. Von Antje Boetius

Physik Kann man durch Zentrifugalkraft künstliche Schwerkraft erzeugen?

Durch Zentrifugalkraft kann man tatsächlich künstliche Schwerkraft erzeugen. Wir haben kein Sinnesorgan, das die Art der Kraft unterscheidet – das wäre also kein Problem. Von Metin Tolan

Archäologie Wurden die Mauern von Jericho tatsächlich durch Posaunen zum Einsturz gebracht?

Jericho war in der Zeit, als die Landnahme stattgefunden hat, überhaupt nicht besiedelt. Es ist ein Ort, der um 1300 v. Chr. aufgegeben wurde und dann erst wieder ab 1100 neu besiedelt wurde. Von Wolfgang Zwickel

Optik Warum sind Alpenflüsse oft blau oder türkis?

Wegen der hohen Fließgeschwindigkeit spielen Schlamm und Algen bei Gebirgsflüssen keine Rolle. Was also ist die Ursache der intensiven Farbe? Von Gábor Paál |Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Geschichte Wie verbreitet waren Kreuzigungen im Römischen Reich?

Die Kreuzigung war eine besonders schlimme und perfide Art der Hinrichtung. Sie war bereits vor den Römern Praxis und wurde von diesen fortgeführt. Von Hans-Joachim Gehrke