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Geschrieben von Administrator   
Freitag, 16. November 2007

Das Genie mit der Relativitätstheorie

Sample Image              E = m2        »    »   »        www.wind-m2.ch     und windm2.ch

Die Formel E=mc2 ist 1907 geschaffen worden. Die Fachwelt nahm sie nur mit grosser Zurückhaltung auf. Denn wer E=mc2 akzeptierte, musste von der bisherigen Auffassung über Raum, Zeit und Materie radikal Abschied nehmen. Mittlerweile ist die Formel auch beim breiten Publikum zum Symbol für Genialität geworden. Mit ihr verknüpft ist das Bild des schrulligen Professors mit weisser Mähne und buschigem Schnauz, der seiner Physik nachgrübelt. Albert Einstein war aber nicht einmal dreissig, als er sein Meisterwerk komponierte. Das Archivbild jener Jahre zeigt ihn mit Schlips und Jackett, den dunklen Haarschopf recht ordentlich frisiert. Und anstatt in einer Gelehrtenstube sitzt er als technischer Experte im Eidgenössischen Amt für geistiges Eigentum in Bern.

Dort war er 1902 gelandet, nachdem er, trotz glänzendem Diplomabschluss am Zürcher Polytechnikum, an keiner Hochschule eine Assistentenstelle bekommen hatte. Die Beamtenpflicht erledigte Einstein derart effizient, dass er immer wieder Zeit fand, heimlich seine privaten Arbeiten aus der Schublade zu ziehen. So entstanden 1905 auf dem Patentamt nebenbei die revolutionären Arbeiten «Zur Elektrodynamik bewegter Körper» und «Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?»

In der ersten Arbeit wirft Einstein neues Licht auf die bereits 40 Jahre früher von Maxwell aufgestellten Grundgleichungen der Elektrodynamik. Mit gedanklicher Kühnheit sondergleichen gibt Einstein verblüffende Antworten auf die uralten kosmischen Fragen: Wo bin ich? Wie bewege ich mich? Sein Vorschlag: Raum, Zeit und Masse sind nicht die unveränderlichen, absoluten Gegebenheiten, wie sie Newton mit seiner Mechanik begriff. Raum und Zeit sind vielmehr vom Beobachter abhängig: eine Uhr, relativ zum Beobachter in Bewegung, geht langsamer; der Raum in relativer Bewegung schrumpft. Und die Masse eines bewegten Objektes erscheint mit steigender Geschwindigkeit immer grösser. - Die Relativitätstheorie war geboren.

Die Aussagen erscheinen im Rahmen unserer Alltagserfahrung absurd. Sie werden aber deutlich feststellbar, wenn sich Geschwindigkeiten der Lichtgeschwindigkeit (dem Wert c in unserer Formel) nähern. Die 300 000 Kilometer pro Sekunde sind insofern eine magische Grenze, als es Materie prinzipiell unmöglich ist, sich schneller zu bewegen. Fliegt ein Teilchen nun beispielsweise mit 0,999 999 999 mal c (also mit fast Lichtgeschwindigkeit), wächst seine Masse auf das Zehntausendfache. Aus einem Mäuschen wird ein rasender Elefant. Ein gigantischer Effekt, den die Physiker jetzt am Cern in ihren Teilchenbeschleunigern nutzen.

Die zweite Arbeit Einsteins aus dem Jahre 1905 spinnt den relativistischen Faden weiter und zeigt, dass sich die Masse eines Körpers, der eine Energiemenge E in Form von Licht abstrahlt, um den Betrag E geteilt durch c2 vermindert. Warum aber sollte diese Massenverminderung nur für Lichtenergie gelten? Also stellte Einstein die Behauptung auf, dass jede Art von Energie eine Masse m=E÷c2 hat. (Dass dieses Postulat direkt zur Wurzel kosmischer Existenzen führt, zeigte sich erst Jahrzehnte später, als Astrophysiker die Entstehung des Universums als Umwandlung eines unvorstellbar energiereichen Feuerballes zu Elementarteilchen begriffen.) Und konnte nicht auch die simple Umkehrung des Gesetzes eine Entsprechung in der Natur haben, konnte also nicht auch Masse in Energie umwandelbar sein? Die Idee erschien Einstein so kühn, dass er erst 1907 den Mut fand, E=mc2 zu schreiben.

Der harte Brocken war schwer verdaulich. Als Einstein 1907 seine Relativitätstheorie der Universität Bern als Habilitationsschrift einreichte, wurde sie mit der Begründung abgelehnt, sie sei unverständlich. 1938 konnten Otto Hahn und Fritz Strassmann im Labor zeigen, dass sich die Kerne von Uranatomen durch Beschuss mit langsamen Neutronen spalten lassen, wobei sich ein Teil der Uranmasse in Energie verwandelt. Schon vier Jahre später gelang Enrico Fermi in Chicago die erste nukleare Kettenreaktion. Der Atomreaktor war erfunden. Bei der Spaltung eines Kilogramms Uran verwandelt sich zwar nur ein tausendstel Gramm Materie in Energie; die so erzeugte Energie beträgt aber 20 Millionen Kilowattstunden, genug, um eine Grossstadt einen Tag lang zu versorgen. Dass E=m2 auch Apokalypse sein kann, erfuhr die Welt am 6. August 1945. Ein Gramm Masse verwandelte sich über Hiroshima in einen schrecklichen Feuerball und schickte 100 000 Menschen in den Tod. Ein Ereignis, dem sich der Pazifist Einstein schicksalhaft verbunden fühlte.

Bald merkten die Physiker, dass auch die Sonne ihr Feuer dem E=m2 verdankt. Durch Verschmelzen von Wasserstoffkernen zu Helium wandelt sich laufend ein Teil der Sonnenmasse zu Energie um. Es war nur eine Frage der Zeit, bis der findige Mensch diese Möglichkeit ebenfalls zu militärischen Zwecken nutzte und in Form der Wasserstoffbombe einen neuen Höhepunkt des Schreckens schuf.

Immerhin besteht die Aussicht, dass mit der Entwicklung eines Fusionsreaktors dereinst das nukleare Sonnenfeuer auf Erden friedlich nachgebildet wird. So ist Einsteins Formel zum Leitmotiv der modernen Welt geworden. Sie liegt sowohl der verschmähten Atomenergie als auch der alternativen Sonnenenergie zugrunde. Sie verkörpert das von Prometheus vom Himmel geholte Feuer wie die todbringende Büchse der Pandora. Wir sind immer noch dabei zu lernen, mit Segen und Schrecken von E=m2 zu leben.
Letzte Aktualisierung ( Montag, 20. Oktober 2008 )
 
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