Relativistische Mechanik

Zusammenfassung

Alle unseren bisherigen Diskussionen und Ergebnisse waren Konsequenzen der Newtonschen Bewegungsgesetze. Allerdings traten in den Experimenten, die zur Aufstellung dieser Gesetze führten, wie auch in allen Experimenten, mit denen wir Konsequenzen aus den Newtonschen Gesetzen überprüften, nur verhältnismäßig kleine Geschwindigkeiten auf. Jedenfalls waren sie klein im Vergleich zur Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum c = 2,998·10⁸ ms⁻¹. Geschwindigkeiten dieser Größenordnung können von makroskopischen Körpern nur unter extrem hohem Energieaufwand erreicht werden. Im kosmologischen und subatomaren Bereich treten jedoch leicht Geschwindigkeiten auf, die nicht zu weit von c entfernt sind. Wir werden feststellen, daß in diesem Geschwindigkeitsbereich die Newtonschen Gesetze nicht länger gültig sind. Sie müssen zu allgemeineren Gleichungen erweitert werden, die die ursprünglichen Gesetze als Grenzfall enthalten. Es sind die Bewegungsgleichungen der speziellen Relativitätstheorie. Es ist interessant festzuhalten, daß die spezielle Relativitätstheorie nun keineswegs erst nach Experimenten mit schnell bewegten Elementarteilchen entwickelt wurde, sondern lange bevor diese Experimentiertechniken zur Verfügung standen. Sie wurde deshalb zunächst nur durch sehr indirekte Experimente bestätigt und blieb längere Zeit umstritten. Heute ist sie experimentell völlig gesichert.