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Relativitätstheorie für Laien
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 250 Zeilen
- schönen guten abend meine damen und herren ich glaube wenn wir warten bis alle zahlen immer gekommen sind dann warten wir noch eine halbe stunde
- war wahrscheinlich die ganze zeit neue teilnehmer dazu komme ich begrüße sie herzlich zu unserer langen nacht der wissenschaft in konstanz von eine ganze
- menge verschiedener institutionen aber eben auch von der universität und sie sind hier im audi maximum also im großen hörsaal der universität und trotz der
- frühen stunde ist es ja die lange nacht der wissenschaft ist jetzt allenfalls lange nachmittag um halb sechs sind sie doch schon zahlreich erschienen mein
- name ist ganteföhr ich bin professor für experimentalphysik hier in konstanz an der universität und ich gehöre jetzt zu denjenigen physikern von denen zumindest
- die organisatoren der langen nacht glauben dass ich auch in der lage bin mit laien zu sprechen ohne dass die laien schreiend davonlaufen
- oder sagen wir mal frustriert davon laufen und wir haben uns auch als erstes heute nachmittag weil sie ja noch ausgeruht sind die langen nacht ist ja
- noch vor ihnen haben uns dann gleich das schwierigste thema ausgesucht nämlich einsteins relativitätstheorie und ich versuche ihnen jetzt mal ohne dass sie
- zunächst zwei jahre für sie grundstudium hätten eigentlich machen müssen trotzdem dieses highlight der physik die relativitätstheorie nahe zu bringen
- vielleicht reden wir erst mal ein bisschen über einstein man sagt ja immer das bild wohl so würde voll als älterer professor ich glaube in princeton leider
- so also es ist aber auch diese diese würde und diese enorme tief geistigkeit ausstrahlt er war ja auch mal jungen deswegen hier dieses etwas jüngere bild
- und er hat mit 21 sein diplom an unserer nachbar universität hier in der schweiz gemacht an der eth und ich muss sagen ja also unsere diplomanten also heute macht
- man ja den master die brauchen ein bisschen länger und dann hat er ja auch im patentamt gearbeitet in beeren und hat dort
- eigentlich wichtige publikationen gemacht hat zu kommen wir gleich noch das deutet darauf hin dass so ein job im patentamt heute gibt es ja das
- europäische patentamt und meine studenten gehen auch gerne ins europäische patentamt da gibt es also wirklich es muss es ist wohl nicht so
- stressig und außerdem vielleicht noch was zu europäischen patentamt man kann keine steuern bezahlen weil man weiss ja nicht in welches land
- und deswegen ist es eben steuerfrei man verdient also gut und her einstein hatte also auch die job darin bären damals genutzt
- ein paar wichtige publikationen zu machen mit 26 hat er seine promotion also seinen doktor gemacht 1905 und davon sind die heutigen absolventen weit
- entfernt also die brauchen doch normalerweise bis 29 oder bis 30 oder sogar noch länger man muss aber zur entlastung der jüngeren leute von also
- unsere jetzigen generation doch sagen herr ein stein musste ja eben nicht die relativitätstheorie lernen und deswegen deswegen ist das studium eben länger ja
- also wir haben viel mehr erkenntnisse in der physik und deswegen zieht sich das ein bisschen und damals wusste man eigentlich nur die normale mechanik das
- ist bei uns das erste semester in dem sinne hat da eigentlich ziemlich lange gebraucht könnte man sagen ja er hat den nobelpreis nicht etwa für die
- relativitätstheorie bekommen wofür eigentlich dann später sehr berühmt wurde hat also diese licht ablenkung wurde dann nachgewiesen und so wurde
- also wirklich so bekannt dass er in einer zeitung die heute also so man will ja da darf jetzt nichts sagen also jedenfalls so eine tageszeiten mit dem
- die man an jedem kiosk findet da war er auf der titelseite weil er ihm eine ganz wichtige entdeckung gemacht hat diese licht ablenkung im gravitationsfeld ja
- davon können wir heute nur träumen wenn wir so eine entdeckung machen da kommen wir auf gar keinen fall in die tagespresse aber da es gab so einen
- allgemeinen optimismus für entdeckungen ja man erforschen die welt ist wir haben wirklich umwälzende entdeckung gibt es immer noch aber man hat sich ein
- bisschen dran gewöhnt dann hat er die brownsche bewegung erklärt auch in diesem jahr 1905 und eben die spezielle relativitätstheorie deswegen habe ich
- das jetzt rot markiert die spezielle relativitätstheorie hat deswegen speziell weil sie für anfänger geeignet ist also wenn sie meinen dass die
- schwierig ist die spezielle es gibt ja noch die allgemeine relativitätstheorie und die ist dann richtig schwierig okay aber wir machen dann erstmal die
- spezielle relativitätstheorie aus dem jahr 1905 ja er hat der mittdreißiger professor bekommen an der eth zürich und wir haben ja heute diese ganzen
- evaluation ich war also die studenten also eigentlich muss ich ja die studenten bewerten das ist heute anders rum
- die studenten bewerten den professor und es so wenn ich jetzt eine vorlesung halten die manche studenten nicht verstehen dann liegt das nicht etwa an
- den studenten sondern an mir es ist sogar so weit gekommen dass ich in der prüfung eine studentin hatte da habe ich dann hat das team durch gefahren haben
- wir gar nichts verstanden weil es ja das können sie doch nicht mehr an lassen sie haben das nie richtig erklärt da müsste ich eigentlich meine noten müssen ja
- also dann denke ich ja okay da kann man nichts machen jedenfalls bei einschlagen war es so dass seine vorlesung vollkommen unverständlich waren und er
- hatte schwierigkeiten überhaupt eine professur zu bekommen weil die studenten eben tatsächlich weggeblieben sind ja das nicht aber eben daran dass wir
- wirklich sehr schlau war es dann gewechselt nach berlin ins in die kaiser-wilhelm-gesellschaft das gebäude gibt es heute noch fritz haber institut
- eines der max-planck-institute sehr würdevoll und hat da den top job bekommen den man bekommen kann auch heute noch max planck direktor
- eigentlich also damals hieß es nicht aber heute meistens max planck und das bedeutet man hat keine lehre mehr hatte auch keinen zweck weil ihnen ja sowieso
- keiner verstanden hat aber er musste keine vorlesung machen sondern konnte sich eben auf die forschung konzentrieren und hat dann unter diesen
- sehr guten bedingungen eben die relativitätstheorie für fortgeschrittene entwickelt die machen wir nur ganz kurz ok ja und dann kommen wir in die düstere
- zeit deutschland sonst 133 er ist nach usa ausgewandert nach princeton und wurde eine 62 sogar amerikanischer staatsbürger da kommen wir dann auch
- noch mal zurück wir fangen wir also mal mit der speziellen relativitätstheorie für anfänger an und zwar unabhängig davon jemanden wenn sie sich ein auto
- kaufen da wollen sie auch nicht wissen wie jetzt der vergaser funktioniert oder wie viele zahnräder im getriebe sind sie
- wollen wissen ja wie schnell 14 18 ordentlichen einigung das heißt wir gehen jetzt nicht in die ableitung der relativitätstheorie
- und zeigen sondern zeigen nur was kann denn die relativitätstheorie und sie sagt dass die zeit relativ ist für einen beobachter auf der erde vergeht in einem
- nahe der lichtgeschwindigkeit vorbeifliegenden raumschiff die zeit langsamer als auf der erde als sie schauen auf eine uhr eines
- raumschiffs dass sie ordentlich schnell vorbei fließen müssen mal mit schwenken und der tig der sekundenzeiger langsamer das ist eigentlich ungewöhnlich habe mal
- wird denkt na gut geht nach da ist irgendein defekt drin oder so aber nein es ist eine eigenschaft unserer raum zeit also unseres raumes und unserer
- zeit zusammen ja und dann gibt es noch einen dazugehörigen effekt wenn die zeit langsamer geht dann sind die strecken kürzer es gibt ein zusammenziehen des
- raumes selber in einem bewegten system ein vorbeugendes raumschiff ist kürzer in richtung der geschwindigkeit ja und damit sie das auch glauben habe ich hier
- also eine computeranimation wobei das natürlich so eine sache ist also computer animation kann man ja viele machen also möglich aber das ist schon
- das was man im experiment vielleicht nicht an autos aber an anderen dingen tatsächlich nachweisen kann jetzt versuche ich hier mal den rechner
- dazu zu bewegen diesen film abzuspielen und was wir hier sehen ist also dieses auto im vordergrund dahinter ist nur ne uhr zum als symbol und dieses auto
- beschleunigt die ganze zahlen und ist beschleunigt jetzt auf 50 prozent der lichtgeschwindigkeit wir fahren mit der kamera mit so dass es anscheinend stehen
- bleibt und so bei 80 bis 90 prozent der lichtgeschwindigkeit wird es verkürzt in richtung der vorwärts geschwärzt fährt also geradeaus und in dieser richtung
- wird es zusammen gezogen und diese längen kontraktion auch die zahl die rezession die sind ja die antwort auf den alten traum von albert einstein hier
- sehen sie ihn er versucht eine lichtwelle einzuholen das war seine frage was passiert wenn ich mich so schnell bewege wie das licht
- bleibt dann die welle stehen aber eine welle kann ja nicht bleiben sie muss sich bewegen sonst existiert sie nicht was tatsächlich
- passiert ist wenn man eben mit lichtgeschwindigkeit unterwegs ist ist dass das universum in der richtung in der ich unterwegs bin auf die länge 0
- kontrolliert und die zeit bleibt stehen die zeit selber ja das kann man jetzt verstehen oder sagen okay das ist wirklich schwierig zu verstehen aber so
- verhält sich unser raum bei 90 prozent der lichtgeschwindigkeit gibt es eine längen kontraktion auf 44 also auf etwa die hälfte in der richtung in der sie
- unterwegs sind und bei reisen mit 100% lichtgeschwindigkeit schrumpft die länge auf null und die zeit bleibt stehen und das passiert wirklich draußen im
- universum hier wo wir uns da maximal sagen wir mal jetzt neuerdings haben ja viele 30 zonen nicht der fall so ganz langsam und auf der autobahn könnte man
- aber eigentlich mit lichtgeschwindigkeit unterwegs sein in deutschland war es gibt ja keine geschwindigkeitsbegrenzung das hätte eben auch den vorteil wenn sie
- jetzt mit so einer hohen geschwindigkeit nach stuttgart fahren da kommt es ihnen hingegen wegen der längen kontraktion es sind dann nicht mehr diese 150 kilometer
- sondern eben nur noch 140 noch ja allerdings ich weiß nicht genau ob das wirklich gewichtig keine geschwindigkeitsbegrenzungen sie müssen
- nur bei 60 an der baustelle dann schon abbremsen was vielleicht ein bisschen schwierig ist okay also nehmen wir mal ein beispiel aus dem alltag wir haben
- einen zug mit einem sehr langen flachen güterwagen und darauf befindet sich ein abfahrer und der zug bewegt sich mit lichtgeschwindigkeit die wird immer mit
- ce abgekürzt in der physik wir haben dann gerne solche buchstaben c das weiß jeder ist nicht geschwindigkeit amon den beobachter vorbei auf den güterwagen
- fährt ein radfahrer nicht nehmen so machen sie hätten keinen gegenwind war weil ich geschwindigkeit hätten sie schon sehr viel gegenwind da können sie
- also mal sagen wir mal so also ohne gegenwind fahren sie jetzt als radfahrer darauf noch in vorwärts richtung und da müsste man ja die geschwindigkeiten
- addieren sie werden dann also die nicht geschwindigkeit von dem zug plus die fahrradfahrer geschwindigkeit 20 stundenkilometern hätten sie ja
- überlichtgeschwindigkeit drauf also als gedankenexperiment es gibt keine überlichtgeschwindigkeit nicht gern schneller seien als das licht
- was passiert also ja also die frage hier also fährt der radfahrer vom betrachter aus gesehen mit überlichtgeschwindigkeit das ist nicht so denn für den ruhenden
- beobachter friert die zeit im bewegten zug ein der radfahrer kommt nicht voran also wenn sie diesen langen zug haben und sie
- beobachten jetzt also dass sie so mit schweren sie selber ruhen und schwenken nur mit sie sehen jetzt diesen zug und darauf diesen radfahrer dann würde der
- sich ganz langsam in zeitlupe bewegen und wenn er tatsächlich mit lichtgeschwindigkeit unterwegs wäre würde er sogar einfrieren der radfahrer
- selber merkt davon nichts der server auf diesen dingen unterwegs für den vergeht die zeit ganz normal nur wenn ihr das universum draußen anschaut dann sieht
- das sehr eigenartig aus nämlich die länge der außenwelt kontrahiert auf null das heißt er ist in eine sekunde durch das ganze universum durch geflogen weil
- es eben diese längen kontraktion gibt also man kann nicht wirklich mit lichtgeschwindigkeit unterwegs sein das wäre schon ein bisschen sehr schnell
- aber man kann ja versuchen das anzunehmen und dann passieren tatsächlich diese seltsame dinge und jetzt kann man die frage stellen ist es
- denn wirklich so wenn ich mich jetzt länger mit hoher geschwindigkeit bewege und kommen da wieder zurück auf die erde also das
- können sie jetzt nicht auf der strecke kommt sein singen machen oder konstanz stuttgart das ist so kurz wir müssen uns lichtjahre weit bewegen also ein
- raumschiff sind wir dann wirklich jünger als die die zurückgeblieben sind auf der erde also wir haben natürlich mehr erfahrung geworden und so was alles also
- aber was ist mit unserem lebensalter und da gibt es hier diese veranschaulichung mit diesem zeichentrickfilm der ist in spanisch und deswegen dachte ich ich
- erzähle ihnen dazu falls sie nicht so fit sind mit spanisch also ist relativ gute qualität ist allerdings deutschen gut wir haben also zwei zwillinge hier
- weniger eben wenn man zu zweit und der eine heißt konrad oder allein der eine heißt henry und der andere albert gut das ist jetzt
- albert und jetzt trennt sich deren lebensweg ein bisschen weil albert ist mir so der theoretiker ok und der der kann was tolles bauen erfinden was tun
- die ab einer rakete und henry der sich auch ein bisschen anders aus noch ein bisschen ist mehr so der praktiker serviert raumfahrer und jetzt trennen
- sich die wahl henry in der rakete jetzt also ein ausflug macht und zwar geht es der treibt handel mit dem planeten zocken kann man sich noch zu jetzt
- verabschieden sich die beiden albert bleibt auf der erde zurück und unser henry ist in seiner rakete unterwegs links oben sieht man also das zielgebiet
- das ist das 10 lichtjahre entfernte planetensystem oder sonnensystem mit dem planeten sorgt hier unten rechts sehen sie die boote also die bewohner von st
- sie finden diese boote soll die wir hier so in europa so backen und da wäre also geld verdienen und und henry ist seien unterwegs und er tauscht
- die brote weil also den euro können die da jetzt nicht auf zug muss man tauschhandel machen dagegen diese leckeren kuchen
- es ist so wenn die sich gegenseitig sehen können und das wird hier gezeigt wenn jetzt also derjenige in den bewegten system den anderen den anderen
- jeweils anschaut dann geht die zeit unterschiedlich schnell das ist jetzt leider ein bisschen schlecht zu erkennen also diese kugel hier tanz schneller auf
- und ab als diese ihrem bewegten system geht die zeit langsamer das gilt aber für beide symmetrischer wenn ja wenn er albert die rakete sie geht die zeit
- langsamer und wenn der in der rakete die erde sieht dann sieht es ja so aus als würde der erde auf ihn zugehen da würde die zeit auch langsamer gehen
- und das ist das paradoxon ok also zog und erde sind zehn lichtjahre voneinander entfernt das sind wirklich eine menge kilometer und
- eigentlich braucht man also für hin und zurück mindestens 20 jahre was passiert jetzt und was jetzt passiert ist das also im albert system
- also der der auf der erde zurück bleibt ist es so dass tatsächlich mindestens 20 jahre vergehen er hat spuren das jetzt mit der normalen
- sei durch und hendry braucht also tatsächlich insgesamt 20 jahre bis er wieder auf der erde da ist also wenn er genau mit lichtgeschwindigkeit
- wir haben so 99% lichtgeschwindigkeit land dauert halt ein paar wochen und in dem system von unserem henry dem raumfahrer sieht die sache aber ganz
- anders aus durch die längen kontraktion ist gar nicht so weit entfernt der ist mit meinetwegen je nachdem wie schnell unterwegs ist ein bisschen schneller ist
- es eben nur ein paar monate entfernt weil er näher an und durch die legen kontraktion zeit dilatation und längen kontraktion gehören zusammen für den
- raumfahrer sind also nur wenige wochen oder monate vergangen und wenn er zurückkommt dann begrüßen sich die beiden aber sie sind unterschiedlich alt
- zunächst mal die beiden uhren dass solches spielt hier andeuten die gehen wieder synchron vorher waren sie synchron jeweils die eine war langsamer
- als die andere aber die beiden menschen sind unterschiedlich alt unser raumfahrer der henry ist nicht signifikant älter
- geworden also nur ein paar wochen oder monate aber unser albert ist 20 jahre älter geworden die beiden zwillinge sind
- unterschiedlich gealtert und das ist tatsächlich so wenn man also unterwegs ist mit hoher geschwindigkeit dann altert man nicht
- jetzt könnte man natürlich sagen ja prima da fliege ich jetzt viel mit so einem flugzeug herum und dann altere ich nicht das ist auch tatsächlich so das
- ist jetzt ein bild aus dem lehrbuch wir haben hier zwei atomuhren also man muss schon sehr genau hingucken waren unsere flugzeuge sind zwar schnell aber
- sie fliegen nur 1000 kilometer pro stunde also tausend kilometer pro sekunde wäre immer noch langsam weil die lichtgeschwindigkeit ist 300 tausend
- kilometer pro sekunde eine sekunde bis zum mond okay also der effekt ist klein weil die geschwindigkeit so niedrig ist wir haben hier zwei atomuhren die eine
- ist in flugzeug hier ist die ist das flugzeug noch auf dem flughafen also neben der uhr die eben da sowieso zurückbleibt und
- das ist die zeitdifferenz zwischen den beiden uhren die müssen eben sehr genau gehen weil wir geht es um zeitunterschiede im nanosekunden bereich
- und hier sieht man sehr schön dass die uhren ihr flugzeug jetzt tatsächlich nach geht das flugzeug ungefähr zehn stunden unterwegs und die ganze zeit
- läuft diese uhr langsamer bis das flugzeug wieder gelandet ist dann gehen sie wieder gleich schnell insgesamt haben wir eine verjüngung der
- uhr in dem flugzeug von 47 nanosekunden nicht also wenn sie nach sekunden sind es wesentlich weniger als die millisekunde ist sogar weniger als im
- migros also ist es wirklich wenig okay aber also wenn sich jetzt also mit viel fliegen dann jünger bleiben wollen dann geht das also so benahm sekunden
- gewinnen sie dann allerdings gibt es entgegengesetzt effekte weil die radioaktive strahlung die höhenstrahlung bisher höre sie kriegen dann mehr
- strahlung ab wenn sie so lange da oben herum fliegen also dass auch nicht so gut also es kompliziert sie vielleicht gerade die nanosekunden okay aber
- tatsächlich hier ist also nachgewiesen wenn ich mich schnell bewege vergeht für mich die zeit langsamer und das hat ein interessantes feld rein theoretisch wenn
- wir es schaffen eine richtig gute rakete zu kaufen bauen nicht kaufen können wir sowieso nicht also bauen dann können wir bis ans ende der welt fahren also wir
- beschäftigen uns die ganze zeit mit ganz großen dingen und die physik stellt jetzt tatsächlich die frage ja wo ist denn das ende der welt heute nicht also
- früher hatte man ja die idee so eine flache scheibe und dann fragt natürlich derlei sofort über steam am rande da fällt das wasser also runter also hatte
- man jemand diese rand probleme und heute wissen jetzt dreidimensionale raum aber man kann natürlich auch die frage stellen was ist denn das ende der welt
- nach heutigem wissen und wir machen jetzt eine reise mit dem hubble space teleskop das ist so ein teleskop im fernrohr was sich aber in der
- erdumlaufbahn befindet und deswegen sehr weit schauen kann und wir werden dann gleich den zoom hochdrehen dann sieht es so aus als wären wir unterwegs
- immer weiter weg weil wir die vergrößerung unseres fernrohrs immer weiter hoch stellen so jetzt haben wir erstmal das hier ist
- ein bereich des himmels ziehen sollten sie vielleicht gehen das ist das orion das sind ein sternbild im süden so also relativ groß also ist jetzt schon
- signifikanter teil unseres sternenhimmels und das ist eigentlich das einzige sternbild was ich persönlich kenne ich mache eigentlich keine
- astrophysikalische forschung meine frau ist immer ein bisschen waren damals ein bisschen schade dass immer nett wenn man auf so einer parkbank im dunkeln sitzen
- kann so ein paar sternbilder erklären man kann aber auch einfach welcher finden dass man merkt also jedenfalls haben wir jede sternbild des orion das
- erkennbar an diesen vier hellen stern ihr die so ein viereck aufspannen und da diese diagonale diese drei da in der mitte
- ok aber was sie hier sehen das ist natürlich nicht das was man mit bloßen auge sieht sondern schon mit so etwas besseren fernrohr ist das ist sehr viele
- sterne wir sitzen ja selber in einer sterneninsel mit 100 milliarden sternen das ist unsere milchstraße ist eine sterneninsel die dreht sich in 200
- millionen jahren einmal um sich selbst ist eine große scheibe 100 milliarden sterne da haben sie gar keine probleme damit die großen sagen das sind so die
- hilfsgelder in der eu das ist ja immer größer also so viel wie diese euros 100 milliarden und die sind natürlich im vordergrund wir sitzen also sozusagen
- mitten im wald also und haben jetzt diese ganze bäume das sind die sterne und jetzt wenn sie stellen sich vor sie sind im wald und müssen aus dem wald
- heraus gucken dann müssen sie eine lücke finden zwischen den bäumen und so ist das mit den sternen auch und deshalb space teleskop wurde dann hier auf eine
- stelle auf diesem himmel hier gerichtet wo es besonders langweilig ist da nix im vordergrund und hat eine woche belichtet von dort vom ende der welt kommt nur
- ganz wenig licht kann man hier vor schlicht ganz weit weg und das heißt sie müssen lange bin ich nun müssen aufpassen dass er nicht
- verwackeln uns gibt es keine punkte sondern schlieren also sehr schwierige sache eine woche auf den selben fleck und ja und dann sieht man folgendes und
- das zeige ich ihnen jetzt mal mit diesem film ihr das ist also ein zoom das sieht es so aus als würden wir von unserem nachthimmel das was man mit
- bloßen auge sieht als würden wir eben aus unserer galaxis herausfliegen das ist also habe die field hier oben links sehen sich orion verschwindet jetzt
- gerade und jetzt suchen wir uns eine besonders lang weil die gestelle des himmels auf wo überhaupt nichts im vordergrund ist also eine lücke
- das hier sind jetzt immer noch sterne von unserer milchstraße wir sind jetzt vielleicht 10 20 tausend lichtjahre von zu hause und weg schon also schon an den
- rand der milchstraße jetzt sind wir im intergalaktischen raum und da sind nur noch einzelne sterne und jetzt suchen wir bis zum ende der welt so weit wie
- wir können weiter können wir nicht gruppen da ist feierabend das was sie jetzt hier sehen das sind keine sterne sondern galaxien sehen sie schon an der
- komischen form das sind alles solche scheiben ich zeige ihnen jetzt noch mal ein standbild wir sind jetzt also sehr rasch
- bis ans ende der welt gereist und hier haben wir noch mal das standbild das habe die fehlt also nach einer woche belichtung bis das hier zu
- sehen das sind extrem weit entfernte galaxien typischerweise zehn milliarden lichtjahre entfernt als gm milliarden kennt man ja im okay und wir haben hier
- diese diese listen das sind diese scheiben die so in einem möglichen orientierung wenn man genau von der seite darauf schaut ist es eine schmale
- scheibe das sind alles sternen inseln wie unsere milchstraße mit 100 milliarden sternen es gibt also unglaublich viele sterne
- unglaublich viele galaxien und das interessante sind aber jetzt nicht diese sehr weit entfernten galaxien sondern schwarze dazwischen das ist das ende der
- welt was sehen wir denn da da ist es dass das da ist das ende der welt was wir da sehen ist das nachleuchten des urknalls man kann das schwarze
- dazwischen den stern kann man analysieren und das ist nicht wirklich schwarz sondern es hat eine strahlung wie ein warmer offen allerdings
- temperatur nur drei grad kelvin ist also sehr kalt aber es strahlt und dass das nachglühen des urknalls dieses schwarze was man da sieht und das ist das ende
- der welt wir können weiter gucken als das universum alt ist also das nicht ist ja mit endlicher geschwindigkeit unterwegs und das alter
- unseres universums seit dem urknall 13,6 milliarden jahre ist eben 13 6 milliarden jahre das nicht kann also nicht weiter gekommen sein als 13,6
- milliarden lichtjahre dahinter kann schon noch was sein das können wir aber nicht sehen weil das licht nicht genug zeit hatte um bis zu
- uns zu kommen das ist zumindest die gängige lehrmeinung unserer physik mit der urknalltheorie und das ist sowas wie ne
- ja wie in der schöpfungsgeschichte wir haben diesen urknall und seitdem expandiert das universum seit 13,6 milliarden jahren
- und man braucht die allgemeine und die spezielle relativitätstheorie um das zu verstehen richtig zu verstehen okay das besondere ist jetzt mit der
- speziellen relativitätstheorie im prinzip ist eine reise durch das universum durchmesser etwas weniger als 14 milliarden lichtjahre innerhalb der
- lebensspanne eines menschen möglich durch die längen kontraktion denn der durchmesser des universums kontrahiert von der rakete ausgesehen
- die zeit im raumschiff vergeht aber sehr langsam ich möchte jetzt zum schluss noch auf den schwierigen teil eingehen die
- allgemeine relativitätstheorie sie geht davon aus dass gravitation und beschleunigung verknüpft sind gravitation was uns hier in den sitzen
- hält und da kommen wir auf neutronensterne und schwarze löcher also richtig unangenehme sachen eigentlich für uns wir können da nicht leben also
- die idee habe ich hier mal veranschaulicht nicht wenn sie jetzt beschleunigen mit dem auto so richtig gas geben dann drückt es sie in den
- sitzen das auto statt dessen einfach aufrecht steht so wieder angedeutet dann werden sie auch den sitz gedrückt und sind sicher der meinung dass
- beschleunigt aber jetzt wirklich enorm stattdessen ist es aber in ruhe und ist sehe ich die gravitation die sie da in den sitz zurück die folgerung aus dieser
- äquivalenz und albert einstein hat gefordert das ist das gleiche man kann es nicht unterscheiden in einem gravitationsfeld also zum
- beispiel auf der oberfläche eines neutronensterns neutronenstern ist so ganz kleine kugel aber mit riesiger gravitation läuft die
- zeit langsamer das heißt wenn man von außen auf die oberfläche eines neutronensterns schaut geschieht alles in zeitlupe nicht also sie fahren jetzt
- in die nähe eines neutronensterns wollen wir hoffen dass wirklich welche gibt die physik hat welche gefunden aber wir waren noch nicht da gucken da drauf und
- das wenn sich da was bewegt dann bewegt es sich ganz langsam weil es in einem gewaltigen gravitationsfeld drin ist und die bewohner des neutronensterns würden
- umgekehrt unser äußeres universum das sind wir in großer hektik wahrnehmen ist die fragen diese neutronensterne die aus kern materie bestimmen bestehen sind das
- nun gebildet der theoretischen physik theorien kann man viele machen oder gibt es hinweise auf die reale existenz sind und da haben wir eben hier
- wieder das hubble space telescope das ist so ein bild und dann macht der theoretiker file dran und sagt dessen neutronensterne sieht aber eigentlich
- genauso aus wie die anderen weißen punkte okay da muss man jetzt ein bisschen genauer hingucken man kann das nicht analysieren und kriegt die
- temperatur aus die oberflächentemperatur dieses weißen also auf der fotografie weiß scheinen objektes ist 1,2 millionen grad gut sie sind jetzt bei millionen da
- zucken sie gar nicht weil sie das mit milliarden sowieso und also ab milliarden da das jetzt 4 millionen aber die oberfläche unserer sonne liegt bei
- 6000 grad 6000 nicht 6 milliarden oder so was das heißt dieser stern ist unglaublich viel heißer als unsere sonne es kann eigentlich gar keine sterne
- geben sie so heißen weil die würden haben sofort um die ohren fliegen und das ist auch so das funktioniert nur wenn sich eine riesige gravitation haben
- um dieses super heiße gas zusammen zu halten sonst geht es nicht also die temperatur alleine schon sagt uns das ding muss eine riesen gravitation haben
- und dann ist der durchmesser nur die entfernung konstanz singen er würde also hier zwischen singen und würde der reinpassen würde allerdings
- die ganze erde dann platt machen war da so eine hohe gravitation hat und es ist eine starke röntgenquelle daraus kann man schließen dass es gern materie ist
- also was ganz anderes ist für uns vollkommen fremd super dichte materie und es ist 10 billionen jetzt haben wir millionen das ist jetzt mehr als die eu
- nicht also millionen sind ja 1000 milliarden zehn millionen mal dichter wie haben denn es noch noch schlimmer wir da haben ein schwarzes loch ein
- schwarzes loch hat so eine große gravitation dass das licht nicht nach oben kommt nicht also hier wenn ich meinen kleinen laser bogen wir müssen
- uns beeilen wenn ich meinen kleinen leser hier nach oben richten dann hat das liegt ja gar keine mühe da oben roten punkt zu machen
- es arbeitet aber tatsächlich gegen die gravitation so wenn ich etwas hoch schmeiße und ball dann wissen sie aus der erfahrung der wird langsamer
- langsamer und kommt wieder das nicht macht das aber nicht also scheinbar nicht aber doch es macht es doch das nicht ermüdet durchaus auf dem weg nach
- oben es wird nämlich ein bisschen röther von blau nach oben das ist die gravitations rotverschiebung die ist hier in unserem sehr schwachen
- gravitationsfeld ist sie nicht zu merken wenn jetzt ein gravitationsfeld wie auf einem neutronenstern hätten dann werden sie allesamt höchstens 1 mm groß also
- wegen der hohen gravitation aber das licht hätte auch mühe nach oben zu kommen und würde ins infrarote verschieben
- und wenn es ein schwarzes loch ist dann ist die gravitation noch stärker und das licht kommt nicht mehr raus das licht selber dann von der oberfläche des
- schwarzen loches nicht mehr entkommen und es lag natürlich nicht ab in der umgebung und es gibt es jetzt tatsächlich schwarze löcher oder ist das
- alles nur spielerei von der theorie wir haben hier eine andere galaxie und unserer nachbarschaft das ist die galaxie ngc 44 14
- die astronomen haben so was ähnliches wie autokennzeichen und die sieht so ähnlich aus wie unsere galaxie wir können unsere eigene galaxie nicht
- angucken war kein spiegel haben und rausfahren auch nicht von außen dauert zu lange also wir werden ungefähr hier wenn unsere galaxie so ausschaut und die
- entfernung vom zentrum diese distanz in 20 tausend lichtjahre und es gibt jetzt die idee dass unsere milchstraße im zentrum ein schwarzes
- loch hat ist natürlich jetzt schwierig da hin zu gucken ist ein haufen im weg da sind dunkel wolken und was nicht alles
- aber die astronomen haben versucht da hinzuschauen und das ist das was sie gefunden haben haben bestimmten wellenlängenbereich im infraroten können
- wir da hinschauen und das mit riesiger vergrößerung das sind nur zehn licht tage das ist das zentrum unserer milchstraße und was wir sehen ist die
- hohe ständig die sterne sind nur wenige licht tage auseinander wir sind in einer region wo die sterne ganz weit auseinander sind die nächsten
- sterne sind drei fünf oder acht nicht jahre entfernt hier ist also ungefähr unbewohnt könnte man sagen das hier ist für sterne das äquivalent von tokio oder
- sowas der vollkommen dicht besiedelt die leute sind ganz dicht beieinander und sie bewegen sich hier sind die jahreszahlen 2001/2002 die sterne
- bewegen sich so schnell wie unsere planeten und das sind ja eigentlich fixstern haben gefälligst an derselben stelle zu bleiben das tun sie nicht sie
- sind heftig unterwegs und man sieht dass sie auf ellipsen bahn um ein nicht sichtbares schweres zentrum unterwegs sind sehen hier vor allen dingen dieser
- einigen der macht hier so eine gelb markierte so eine art achterbahn das ist ein stück einer ellipse und da muss ein riesiger ein gravitationszentrum sein
- was man nicht sieht was er ungefähr eine million sonnenmassen hat ja man sieht sich als schwarzes loch klar dass der beweis
- gut es gibt noch ein paar mehr es gibt noch ein paar mehr hinweise darauf dass es sich tatsächlich um ein schwarzes loch handelt unser schwarzes loch ist
- ein sehr friedliches schwarzes loch es gibt schwarze löcher die sehr unangenehm werden die sind noch größer die saugen materie auf also jetzt kommen wir im
- bereich da sind die star wars oder sowas visionen von unseren hollywood filmemachern science fiction sie vollkommen harmlos nicht wir können so
- eine die physiker wenn wir wirklich sauer werden wir können mit visionen drüber dann wird die ganze milchstraße aufgesogen hier haben wir so eine
- milchstraße also das hat man schon das hier ist eine milchstraße eine galaxie die sehr weit entfernt ist und da drin ist ein aktives zentrum ein riesiges
- schwarzes loch das noch mal wesentlich größere massa das sagen die ganze zeit materie auf und wenn materie in ein schwarzes loch gezogen wird dann gibt
- sie im letzten augenblick bevor sie eigentlich unser bekanntes universum verletzt noch ein aufschrei von sich und zwar an
- röntgenblitze oder röntgenstrahlung das hier ist ein extrem intensive röntgen oder partikel strahlt der aus dieser aktiven galaxie herauskommen die ganze
- galaxie ist steril wegen des enorm hohen strahlung slams in dieser sterneninsel und das ist ein aggressives schwarzes loch unser schwarzes loch wie gesagt ist
- sehr friedlich sonst geht es uns gar nicht gut das war die allgemeine relativitätstheorie ohne die kommen wir nicht zurecht draußen im universum
- und ich kann ihnen versichern in der welt des ganz großen in der albert einstein sich da bewegt hat mit seiner relativitätstheorie da gibt es wirklich
- sehr sehr ungewöhnliche dinge was ich persönlich als physiker faszinierend finde ist dass wir menschen mit unserem geist in der lage sind uns das
- vorzustellen das ganz große was viel viel größer ist ja also nicht bloß diese 100 milliarden sondern eben noch mal viel viel größer also sehr große
- distanzen große zeiträume wir können es mit unserem geist bewältigen und es ist faszinierend aber sehr fremdartig und übrigens auch lebensfeindlich viele
- dinge und das gleiche gilt für das ganz kleine albert einstein hat mit seiner dritten arbeit 1915 fotoeffekt erklärt das ist die quantentheorie und das ist
- die grundlage für die digitalisierung und unsere computerwelt und auch das ist eine sehr fremde welt aber wir haben heute nur die relativitätstheorie zu
- durchgenommen also spezielle relativitätstheorie für anfänger das ist glaube ich zweites semester physik kann ich nur empfehlen und also nicht
- geschwindigkeit konstant und relativitätstheorie folgt aus diesen beiden postulaten längen kontraktion also wenn man sich ordentlich schnell
- bewegt kommt das ziel sogar auf einen zu freundlicherweise zeit dilatation wenn sich sehr schnell bewegen altern sich nicht so schnell wie ihre verwandten die
- auf der erde geblieben sind und dann die berühmte formel gleich n c quadrat da bin ich jetzt nicht darauf eingegangen dass masse und energie dasselbe ist ja
- auch ganz interessant für die energiewende wenn man das mit der masse irgendwie hinkriegen würde da bräuchte man
- übrigens schwarzes loch für gut allgemeine relativitätstheorie beschleunigung und schwerkraft ist dasselbe
- daraus folgt dass das schwerefeld den raum krümmt die zeit verlangsamt sich in einem starken gravitationsfeld auch bei uns auf der erde ein bisschen
- nanosekunden und das verkürzt die maßstäbe ja noch mal zum schluss auf das schicksal von albert einstein der deutschland nicht wieder betreten hat
- nach 1933 abschied aus berlin ein stein sagt er können nicht in einem staat leben in dem den individuen nicht gleiches recht vor dem gesetz sowie
- freiheit des wortes und der lehre zugestanden wird die deutsche regierung setze auf einsteins kopf eine prämie von 50.000
- reichsmark aus tot oder lebendig 1933 in prinzen die amerikaner wir begrüßen den neuen columbus der
- naturwissenschaft der einsam durch die fremden mehrere des denkens wert das ist so er ist war also sicher seiner zeit weit voraus und hat vollkommen neue
- dinge erdacht von raum und zeit die heute noch noch nicht richtig verstanden sind wir arbeiten noch daran möglicherweise müssen wir uns da noch
- ein bisschen mehr mühe geben um das alles richtig zu verstehen das was einstein erdacht hat aber auch das was wir immer noch in den großen
- beschleunigern und mit den großen teleskopen jeden tag neu finden sind vollkommen verblüffende dinge die die welt draußen bereithält also mit draußen
- mache ich jetzt außerhalb der erde und das ist schon faszinierend aber ein stein war eben tatsächlich der columbus der den weg gebahnt hat ja meine damen
- und herren das war man da eine einführung in die spezielle und allgemeine relativitätstheorie ich danke ihnen und wünschen noch einen schönen
- tag [Applaus]