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
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.
Physik
Mathematik Wie misst man die Höhe von Bergen?
Heute kann man das mit Satelliten und GPS ziemlich genau messen, aber auch früher gab es sehr genaue Methoden zur Vermessung von Berghöhen. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.
Physik Wird ein Flugzeug schwerer, wenn ein Vogel darin fliegt?
Eine Waage würde auch einen fliegenden Vogel in einem fliegenden Flugzeug messen können. Das Flugzeug ist sogar bei jedem Flügelschlag des Vogels schwerer. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.
