Zusammenfassung
Von 1907–1916, als in Europa die Lichter ausgingen, schuf Einstein eines der grössten Gedankenwerke der Neuzeit, die allgemeine Relativitätstheorie (im folgenden aRT). Hier hatte er in der Physik keine Vorläufer, wie etwa in der sRT, sondern konnte mit Dante sagen:
«Noch keiner hat durchquert die Wasser, In die ich stieg.»
Ohne aus der Tür zu gehen, Kennt man die Welt. Ohne aus dem Fenster zu schauen, Sieht man die Bahn des Himmels ... Darum braucht der Berufene nicht zu gehen Und weiss doch alles. Er braucht nicht zu sehen Und ist doch klar. Er braucht nichts zu machen Und vollendet doch.
Lao Tse.
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Anmerkungen
In einem Brief an Bentley erklärt Newton es als absurd, dass die Schwerkraft «durch den leeren Raum, ohne Vermittlung von etwas» wirken könne. Laue, Max von, a.a.O, Bd. 2: Die allgemeine Relativitätstheorie. S. 11.
Einstein selbst beschreibt seinen Weg mehrfach, zuletzt in «Autobiographisches» in «Albert Einstein als Philosoph und Naturforscher», herausg. von Paul Arthur Schilpp. Stuttgart 1955, im folgenden zitiert als «Schilpp».
Fock, Vladimir: Theorie von Raum, Zeit und Gravitation. Berlin 1960 (Original: Teorija prostranstva, vremeni i tjagotenija, 2. Aufl. Moskau 1961). Derselbe: Grundprinzipien der Einsteinschen Gravitationstheorie. Einstein-Symposium 2.-5.11.1965 in Berlin. Berlin 1966. Siehe auch Müller-Markus, Siegfried: Einstein und die Sowjetphilosophie, 2. Bd. Die allgemeine Relativitätstheorie. Dordrecht 1966, S. 57–82.
Einstein, Albert. Grundzüge der Relativitätstheorie, 1.Aufl. Braunschweig 1956, S. 39.
Riemannn, Bernhard. Über die Hypothesen, welche der Geometrie zu Grunde liegen, Habilitationsvorlesung in Göttingen 10. 6. 1854, in «Bernhard Riemann’s Gesammelte Mathematische Werke und Wissenschaftlicher Nachlass., herausgegeben von Weber, Heinrich, 2. Auflage, Nachdruck. New York 1953, pp. 272–286.
Damit bewies Michelson 1925 auf optischem Weg durch Interferenz die Erddrehung mithilfe eines Rieseninterferometers. Das erdfeste Bezugssystem ist also überhaupt kein berechtigtes System im Sinne des Relativitätsprinzips; damit sollten eigentlich auf der Erde die Gesetze der sRT nicht gelten ! Siehe Laue, Max von, a.a.O, Band 1, S. 17–18. Daher auch der Einfluß der Erdrotation auf die Lichtgeschwindigkeit im Michelson-Versuch 2. Art. Die Rotation wirkt hier wie ein künstliches Schwerefeld. Hingegen macht sich nach dem Michelson-Versuch 1. Art die Translationsbewegung der Erde um die Sonne mit ca. 30 km/sec nicht auf die Lichtgeschwindigkeit bemerkbar, weil die Erde sozusagen ein im Schwerefeld der Sonne frei fallendes System ist und daher ein nahezu ideales Inertialsystem darstellt.
Dies ist Focks Grundthese, siehe Fock, V. A., a.a.O.
Die bereits von Eötvös 1889 gemessene Äquivalenz schwerer und träger Masse wurde durch neuere Versuche bis auf einen Faktor von einem Tausendmilliardstel nachgewiesen. Damit steht und fällt die aRT. Siehe Braginsky, V. B., Panov, V. I.: Verification of equivalency of inertial and gravitational mass. Zumal eksperimental’-noj i teoreticeskoj fiziki 1971, Band 61, S. 875. Das ist gegenüber Eötvös eine Verfeinerung um 3 Zehnerpotenzen.
Einstein benutzt als Gedankenexperiment einen im Weltraum nach oben gezogenen Kasten. Heute ist er durch eine Rakete mit einsetzendem Antrieb realisierbar. Siehe Einstein, Albert: Über die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie, a.a.O, S. 40–43.
Bridgman weist darauf hin, daß Einstein sich in der aRT von seiner Haltung in der sRT löste. Bridgman, P. W.: Einsteins Theorie vom methodologischen Gesichtspunkt. In Schilpp, S. 225–242.
Voraussetzung der geodätischen Weltlinie des Lichts ist die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Bei veränderlicher Lichtgeschwindigkeit folgt das Licht im Raum keiner Geodäten. Siehe Laue, M. v., Relativitätstheorie, Bd. 2, S. 114. Der von Einstein vorausgesagte Effekt enthält sowohl die Abweichung vom euklidischen Raum in Sonnennähe als auch die dort herrschende Veränderlichkeit der Lichtgeschwindigkeit, beides ergibt jeweils die Hälfte der Lichtablenkung. Einstein sagte sie erstmals 1907 voraus! Inzwischen wurde auch die Ablenkung von Radarstrahlen am Sonnenrand beobachtet, siehe Shapiro, I. I. Fourth test of general relativity, Phys. Rev. Lett. 13,789 (1964), sowie derselbe mit Ash, M. E., Ingalls, R. P., Smith, W. B., Campbell, D. B., Dyce, R. B., Jurgens, R. E, Pettengill, G. H.: Fourth test of general relativity: New Radar result, Phys. Rev. Lett. 26,1132 (1971). Auch neueste Beobachtungen der Lichtablenkung am Sonnenrand bestätigten Einsteins Voraussage, siehe u. a. Muhleman, D. O., Ekers, R. D., Fomalont, E. B.: Radiointerferometric test of the general relativistic light bending near the Sun. Phys. Rev. Lett. 24, 1377 (1970).
Auch für den Kleinplaneten Ikarus konnte eine Periheldrehung beobachtet werden. Siehe Shapiro, I. I., Smith, W. B., Ash, M. E., Herrick, S.: General relativity and the orbit of Ikarus. Astr. J. 76, 588 (1971). Siehe auch Weinberg, Steven. Gravitation and Cosmology. New York 1972, p. 198.
Moszkowski, Alexander: Einstein. Einblicke in seine Gedankenwelt. Berlin 1922, S. 18.
Einstein, Albert. Briefe aus dem Nachlass herausgegeben von Dukas, Helen und Hoffmann, Banesh. Zürich 1981, S. 64 (im folgenden als «Einstein: Briefe’ zitiert).
Die Gravitationsrotverschiebung wurde bereits 1925 von Adams, W. S. gefunden. Proc. Nat. Acad. Sc. 11,382 (1925). Sie wurde auch durch neuere Beobachtungen bestätigt, siehe u. a. Greenstein, J. H., Oke, J. B., Shipman, H. L.: Effective temperature, radius and gravitational redshift of Sirius 3. Ap. J. 169,563 (1971). Mithilfe der Kernstrahlung konnte die Rotverschiebung auch für das Gravitationsfeld der Erde nachgewiesen werden (Pound, R. V., Rebka, G. A.: Gravitational redshift in nuclear resonance. Phys. Rev. Lett. 3,439 (1959), sowie dieselben in Phys. Rev. Lett. 4,337 (1969). Für neueste Bewertungen der aRT siehe «Einstein-Centenarium. Ansprachen und Vorträge auf den Festveranstaltungen des Einstein-Komitees der DDR bei der Akademie der Wissenschaften der DDR vom 28.2. bis 2.3. 1979 in Berlin». Berlin 1979.
Friedman, A. Zeitschrift für Physik 10, 377 (1922).
Kant, Immanuel: Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels. Werke in 12 Bänden. Herausg. von Wilhelm Weischedel. Bd. 1. Zürich 1977, S. 327–328. Kant entwarf auch die nach ihm und Laplace genannte Hypothese über die Entstehung des Sonnensystems.
Wir folgen im weiteren Weinberg, Steven: Die ersten drei Minuten. 3. Aufl. München 1982, S. 40ff.
Genauer: Einer Äquivalent-Temperatur von 3,5 K. Darunter versteht man die Temperatur der Wände eines Behälters, innerhalb dessen ein Radiorauschen die beobachtete Intensität haben würde. Das Rauschen ist eine Folge der Wärmebewegung der Elektronen des Behälters, also seiner Temperatur.
Für die Geschichte der Entdeckung siehe Weinberg, Steven, a.a.O.
Ebenda, S. 81.
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Markus, S.M. (1986). Aufstieg zum Universum. In: Der Gott der Physiker. Birkhäuser, Basel. https://doi.org/10.1007/978-3-0348-5193-0_14
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