Relativitätstheorien

Die Lehrziele vom Kapitel über die Relativitätstheorien bestehen darin, dem Lernenden verständlich zu erklären, was man über Masse in der speziellen und in der allgemeinen Relativitätstheorie aussagen kann. Wir lernen den Lorenzfaktor und seine Bedeutung in der speziellen Relativitätstheorie kennen und kommen über das Äquivalenzprinzip von träger uns schwerer Masse zu den Aussagen der allgemeinen Relativitätstheorie, der zufolge sich Körper und Lichtstrahlen entlang von Geodäten einer gekrümmten Raumzeit bewegen. Wir lernen die Gravitation als eine der 4 Grundlegenden Wechselwirkungen kennen, die sich bislang als einzige der Quantisierung entzieht. Wir lernen die Friedmann Gleichungen kennen, bei denen man abhängig von einem Parameter zwischen offenem, flachen und geschlossenem Universum unterscheiden kann. Weiters beschäftigen wir uns mit der Einsteinschen Feldgleichungen der ART, die  einen Zusammenhang zwischen dem Einstein-Tensor G mit den Krümmungseigenschaften der Raumzeit und dem Energie-Impuls-Tensor T herstellt. Die darin enthaltene kosmologische Konstante macht Aussagen über die Expansion des Universums und bietet einen Ansatz zur Erklärung der dunklen Energie, die in Form einer Anti-Gravitation ein sich immer schneller ausdehnendes Universum bewirken könnte. Abschließend gehen wir noch auf (vereinfachende) Lösungen der Einsteinschen Feldgleichung ein, die uns Erklärungen für schwarze Löcher und den Ereignishorizont bieten. Sosehr sich die ART auch bewährt hat, so versagt sie doch an den2 Krümmungssingularitäten der Astronomie, der Raumzeit-Singularität im Zentrum eines schwarzen Lochst und an der Urknall-Singularität. 1960 hast Sephen Hawking dann nachgewiesen, dass auf Grund der Notwendigkeit der beiden Singularitäten in der ART, die Art unvollständig und nachbesserungsbedürftig sein muss.

Hier findest du folgende Inhalte

Kapitel Tabs