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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. ...

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  • Quelle

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