Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Wissenschaftsgeschichte: Einsteins Weg zur allgemeinen Relativitätstheorie

Mit seiner neuen Theorie der Gravitation revolutionierte Albert Einstein vor 100 Jahren unser Denken. Doch auf dem Weg zu jenen Formeln, die heute jeder Physikstudent lernt und Handwerkszeug der theoretischen Astrophysik und Kosmologie sind, rang er jahrelang um eine Lösung.
Albert Einstein ca 1904

Vor 100 Jahren, am 25. November 1915, präsentierte Albert Einstein in einer Sitzung der Preußischen Akademie der Wissenschaften in Berlin eine kurze Abhandlung: "Die Feldgleichungen der Gravita­tion". Es war der Schlussstein des Theoriegebäudes, das wir heute als allgemeine Relativitätstheorie (ART) kennen, der Höhepunkt in Einsteins wissenschaftlicher Karriere.

Ihre Entstehung ist eine der erstaunlichsten Episoden der Wissenschaftsgeschichte. Denn für eine neue Theorie der Schwerkraft gab es kaum eine ernst zu nehmende empirische Begründung. Newtons Modell konnte die astronomischen Tatsachen mit großer Präzision erklären, bis auf einen winzigen Effekt: eine minimale zusätzliche Komponente der Periheldrehung des Merkurs, die Einstein im November 1915 schließlich berechnen konnte. Doch dafür hätte es möglicherweise andere Erklärungen geben können als eine Modifikation des newtonschen Gravitationsgesetzes.

Mit seiner neuen Theorie revolutionierte Einstein unser Weltbild nachhaltig. Anders als in der newtonschen Mechanik sind Raum und Zeit in der allgemeinen Relativitätstheorie keine feste Bühne mehr, auf der sich das physikalische Geschehen zuträgt. Vielmehr werden sie durch ein dynamisches Feld bestimmt, das seinerseits an diesem Geschehen teilhat, indem es physikalischen Wirkungen unterliegt und ebensolche verursacht. Dieses Feld beschreibt die Geometrie von Raum und Zeit. Darüber hinaus ist es Ursache für zwei Erscheinungen, die in der klassischen Physik völlig unterschiedlichen Kräften zugeschrieben werden: der gegensei­tigen Anziehung von Massen durch die Schwerkraft sowie den Effekten, die bei beschleunigten Bewegungen wie in einem Karussell auf die Trägheitskräfte zurückgeführt werden. Nach der allgemeinen Relativitätstheorie sind jedoch Schwerkraft und Trägheit wesensverwandt, etwa so wie sich elektrische und magnetische Kräfte im Elektromagnetismus als zwei verschiedene Aspekte desselben Felds auffassen lassen. ...

Kennen Sie schon …

Sterne und Weltraum – Schwarze Löcher - Gibt es Singularitäten doch nicht?

Der Mathematiker Roy Kerr fand einen vermeintlichen Fehler in der Beschreibung schwarzer Löcher durch Roger Penrose und Stephen Hawking. Lesen Sie, weshalb seine Argumente nicht stichhaltig sind. Der Asteroid Apophis wird sich im April 2029 der Erde dicht annähern. Die ESA plant mit ihrer Mission RAMSES den etwa 350 Meter großen Gesteinsbrocken zu begleiten. Wir stellen die Initiative „Astronomie als Kickstarter“ in Schulen vor und komplettieren unsere Serie „Der Weg zum Deep-Sky-Foto“ anhand konkreter Arbeitsschritte in Bildbearbeitungsprogrammen.

Sterne und Weltraum – Supernovae Ia: Wie schnell expandiert das Universum?

Ein »Jugend forscht«-Gewinner stellt sein Projekt vor, in dem er mit mehreren Supernovae Ia die Hubble-Konstante berechnet. Wir berichten über eine neue Hypothese zu schnellen Radioblitzen und präsentieren das Wendelstein-Observatorium in den Bayerischen Alpen. Woran wäre die Landung der Raumsonde SLIM fast gescheitert? Und wie baut man sich eine Ministernwarte im Garten?

Spektrum Kompakt – Die Suche nach der Weltformel

Seit nunmehr 100 Jahren fragen sich Physiker: Wie lassen sich die vier Grundkräfte vereinen? Fachleute haben dafür wildeste Theorien entwickelt. Und manche stellen auch die Frage: Gibt es eine solche Weltformel überhaupt?

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quelle

Stachel, J. et al. The Collected Papers of Albert Einstein. Princeton University Press, 1987

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.