Relativitätstheorie einfach erklärt • Einstein Formel, Theorie - Studyflix
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# Relativitätstheorie einfach erklärt

Wichtige Inhalte in diesem Video

Was ist die Relativitätstheorie?

(00:16)

Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

(01:13)

Einstein Formel

(02:24)

Relativitätstheorie im Alltag

(03:08)

Allgemeine Relativitätstheorie einfach erklärt

(04:17)

Die Relativitätstheorie ist eine Theorie entwickelt von Albert Einstein. Wie zeigen dir, was die Relativitätstheorie aussagt und wie du sie dir am besten vorstellen kannst. Du findest unsere Erklärung auch im **[Video](/ingenieurwissenschaften/relativitatstheorie-einfach-erklart-4020)**.

Inhaltsübersicht

- Was ist die Relativitätstheorie?

- Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

- Einstein Formel

- Relativitätstheorie im Alltag

- Allgemeine Relativitätstheorie einfach erklärt


## Was ist die Relativitätstheorie?

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(00:16)

Die Relativitätstheorie ist eine Theorie der Physik. Sie wurde von **Albert Einstein** entwickelt und machte ihn als Physiker sehr berühmt. Du musst wissen, dass die Relativitätstheorie aus zwei Teilen besteht: der speziellen und der allgemeinen Relativitätstheorie.

Die **spezielle Relativitätstheorie** befasst sich mit der Veränderung von Längen und der Zeit. Einstein fand heraus, dass Längen nicht immer gleich lang sind. Genauso ist es bei der Zeit: sie vergeht nicht immer gleich schnell. Je schneller sich ihr Betrachter bewegt, desto kürzer ist ein Meter und desto länger ist eine Sekunde.

Die **allgemeine Relativitätstheorie** wurde einige Jahre danach entwickelt und knüpft daran an. Sie trifft Aussagen darüber, welche Auswirkungen schwere Objekte wie zum Beispiel Sterne auf den Raum und die Zeit haben.

## Spezielle Relativitätstheorie einfach erklärt

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(01:13)

In der speziellen Relativitätstheorie behauptet Einstein etwas Unglaubliches: Die Länge eines Meters und einer Sekunde sind **veränderlich**. Sie hängen nämlich von der Geschwindigkeit ab, mit der du dich bewegst.

Bei sehr hohen Geschwindigkeiten vergeht die Zeit **langsamer**, als wenn du dich nicht bewegst. Das konnte sogar in einem Experiment bewiesen werden. Dafür wurden zwei extrem genaue Uhren benötigt. Eine davon blieb unbewegt auf dem Boden, die andere umrundete im Flugzeug einmal die Erde.

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Experiment spezielle Relativitätstheorie

Wie von Einstein vorhergesagt, ging die Uhr aus dem Flugzeug nach der Landung ein wenig **nach**. Durch die Bewegung ist die Zeit tatsächlich langsamer vergangen.

Auch Längen verändern sich mit wachsender Geschwindigkeit. Je schneller sich ein ein Meter langer Zollstock bewegt, desto **kürzer** wird der Meter.

Expertenwissen

Für die beiden Phänomene gibt es Fachbegriffe. Die Verlangsamung der Zeit nennst du **Zeitdilatation**. Die Verkürzung von Längen heißt **Längenkontraktion**. Die Zeitdilatation tritt übrigens nicht nur bei hohen Geschwindigkeiten auf. Auch die **Gravitation** hat einen Einfluss auf die Zeit. Je näher du dich an einem schweren Objekt befindest, desto langsamer vergeht sie.

### Relativ Definition

Einsteins Theorie beruht auf dem **Relativitätsprinzip**. Aber was bedeutet relativ und Relativität eigentlich? Aussagen, die wir zum Beispiel über die Zeit treffen, hängen von unserem Standpunkt ab. Sie sind nicht für jeden Beobachter richtig. Deswegen sagst du: Die **Zeit ist relativ**.

## Einstein Formel

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(02:24)

Für jede Aussage der Relativitätstheorie gibt es eine Formel, mit der man die Vorgänge genau berechnen kann. Die meisten davon sind sehr **kompliziert** und schwer zu verstehen.

Eine ist aber nicht nur sehr bekannt, sondern auch recht einfach. Von der berühmten **Einstein Formel** „ _E_ ist _m_ mal _c_ Quadrat“ hast du sicher schon einmal gehört.

![\[E=m\cdot{c^2}\]](https://d1g9li960vagp7.cloudfront.net/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-98dcf8db8548ab1f174ed2db1caa49c9_l3.png)

Das _E_ steht für die Energie, das _m_ bedeutet Masse und _c_ ist die [Lichtgeschwindigkeit](/ingenieurwissenschaften/lichtgeschwindigkeit-2399). Die Formel besagt, dass sich Energie in Masse **umwandeln** kann und Masse in Energie. Du musst wissen, dass die Lichtgeschwindigkeit eine sehr große Zahl ist.

Wenn du sie zum Quadrat nimmst, also _c_ mal _c_ rechnest, wird sie noch deutlich größer. In der Formel wird die Masse mit der sehr großen Zahl _c_ 2 malgenommen, um die Energie auszurechnen. Das bedeutet selbst wenn nur sehr wenig Masse zur Verfügung steht, entsteht trotzdem eine **Menge Energie**.

## Relativitätstheorie im Alltag

im Videozur Stelle im Video springen

(03:08)

In unserem Alltag bemerken wir **nichts** von der langsamer vergehenden Zeit oder den verkürzten Strecken. Das liegt daran, dass sich die Effekte erst bei sehr viel höheren Geschwindigkeiten bemerkbar machen als wir sie gewohnt sind. Selbst bei der Erdumrundung mit dem Flugzeug ging die Uhr nur um wenige **Bruchteile** einer Sekunde nach.

Trotzdem müssten wir ohne das Wissen über die Relativitätstheorie auf einiges verzichten. **Navigationssysteme** beispielsweise wären nicht annähernd so präzise wie wir sie kennen. Die Satelliten, die den Alltagshelfern Signale übertragen, haben eine große Geschwindigkeit und Entfernung zur Erde. Würden die Navigationsgeräte die Auswirkungen von Einsteins Relativitätstheorie nicht mit einberechnen, wären sie zum Autofahren nicht mehr geeignet.

Auch die berühmte E=mc^2 Formel findet im Alltag ihre Anwendung. Denn **Atomkraftwerke** gewinnen die Energie für den elektrischen Strom aus der Umwandlung von Masse.

## Allgemeine Relativitätstheorie einfach erklärt

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(04:17)

Neben der speziellen Relativitätstheorie entwickelte Einstein auch die allgemeine Relativitätstheorie. Sie bietet eine Erklärung für die **Gravitation**. Laut der Theorie kannst du dir Raum und Zeit wie ein großes Tuch vorstellen.

Ein Körper, wie zum Beispiel die Erde, liegt in dem riesigen gespannten Tuch. Wenn der Körper sehr schwer ist, **beult** er das Tuch aus. Das passiert besonders stark bei Himmelskörpern wie Planeten und Sternen. Dadurch formt sich eine **Mulde**, in der der Körper liegt. Jedes andere Objekt, dass sich dem Körper nähert, rutscht ebenfalls in die Mulde hinein.

Das große Tuch, also Raum und Zeit, wird auf diese Weise durch Massen gekrümmt. Das kannst du auch als **Krümmung der Raumzeit** bezeichnen.

### Gravitation in der Relativitätstheorie

Mithilfe der Mulde in dem gespannten Tuch kannst du dir erklären, warum Massen sich gegenseitig anziehen. Sie rutschen nämlich in die Mulde des anderen und damit aufeinander zu. Das nennst du Massenanziehung oder Gravitation.

Um mehr über die **Gravitation**, ihre Bedeutung für den Weltraum und die Erde zu erfahren, sieh dir unser nächstes [Video](/ingenieurwissenschaften/gravitation-4008) an.

Zum Video: Gravitation

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