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Relativitätstheorie: Abenteuer in Einsteins Raumzeit

Auch nach 90 Jahren sorgt die allgemeine Relativitätstheorie für Überraschungen. Durch geschicktes Ausnutzen der Raumkrümmung könnte ein Fahrzeug im Prinzip sogar durch das Vakuum "vorwärtspaddeln".
Abenteuer in Einsteins RaumzeitLaden...
Mehrere Bücher des russisch-amerikanischen Physikers George Gamow aus den 1940er Jahren schildern die fantastischen Abenteuer eines bescheidenen Bankangestellten namens C. G. H. Tompkins, der im Traum die exotischen Rätsel der modernen Physik hautnah erlebt. In einer dieser Fabelwelten beträgt die Lichtgeschwindigkeit bloß 15 Kilometer pro Stunde; darum braucht Herr Tompkins nur aufs Fahrrad zu steigen, um die seltsamen Effekte von Einsteins spezieller Relativitätstheorie direkt vor Augen zu haben.

Neulich begegnete ich auf gleiche Weise einem Urenkel von Mr Tompkins, der die Tradition seines Vorfahren fortsetzt. Er stellte sich als E. M. Everard vor und berichtete von unglaublichen Erlebnissen, denen erst kürzlich entdeckte Aspekte von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie zu Grunde liegen. Seine Geschichte handelt von gekrümmter Raumzeit, von Katzen, die im freien Fall auf die Füße kommen, von Astronauten, die durch das Vakuum paddeln, um ihre Haut zu retten – und von Isaac Newton, der sich vermutlich im Grab umdreht.

In einem entlegenen Winkel des Kosmos hatte Mr. Everard sein Raumschiff verlassen, um die Außenantenne zu reparieren. Dabei bemerkte er, dass die fernen Sterne verzerrt aussahen, wie durch eine dicke Linse. Außerdem fühlte er, dass etwas seinen Körper sanft dehnte. Da er ahnte, was los war, nahm er einen Laserzeiger und eine Dose Rasierschaum aus seinem Rucksack und gab mit den Manövrierdüsen am Raumanzug ein wenig Gas.

Mit dem Laserstrahl als Richtschnur segelte er 100 Meter geradeaus, dann ein Stück nach links und schließlich zurück zum Ausgangspunkt, wobei er mit dem Schaum ein sauberes Dreieck zog. Dann maß er mit einem Winkelmesser die drei Innenwinkel und addierte sie. Die Summe ergab mehr als 180 Grad.

Diese Verletzung der euklidischen Schulgeometrie erinnerte Mr Everard daran, wie er als Kind den Globus im väterlichen Arbeitszimmer mit Dreiecken bemalt hatte: Auch damals war die Winkelsumme größer als 180 Grad gewesen. Daraus schloss er nun, der ihn umgebende Raum müsse ähnlich gekrümmt sein wie jener Globus...
Juni 2010

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juni 2010

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