Schnell, schneller, Lichtgeschwindigkeit: Verständlich erklärt

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Schnell, schneller, Lichtgeschwindigkeit –verständlich erklärt

Nichts bewegt sich schneller als das Licht. Es ist die ultimative Geschwindigkeit im Universum. Wir erklären das Phänomen.

Lange Zeit gab die Lichtgeschwindigkeit der Menschheit Rätsel auf, bis ein zuvor unbekannter Physiker mit seiner Theorie unsere Vorstellung des Universums komplett veränderte. Bis heute prägt diese Theorie maßgeblich unseren Alltag.

Albert Einstein war der Entdecker, das wohl bekannteste Physikgenie der Welt. Sein Name steht heute für Intelligenz und Ideenreichtum. Als er 1905 seine Relativitätstheorie veröffentlichte, interessierte sich jedoch noch niemand für ihn und seine Vorstellung von Raum und Zeit.

Seine Theorie galt als zu abstrakt, um die Bewegung von Planeten, Sternen und Licht im Weltall zu erklären. Erst Jahre später konnte die Relativitätstheorie experimentell bewiesen werden und veränderte so unser Verständnis des Universums.

100 km/h sind nicht überall gleich schnell

Um zu verstehen, was Einsteins Vorstellung von Licht, Raum und Zeit besonders macht, sollte man zunächst mit der klassischen Mechanik vertraut sein. Sie ist der Teil der Physik, der die Bewegungen in unserer alltäglichen Welt beschreibt.

Steigen wir in ein Auto ein, das mit 100 km/h auf der Landstraße fährt. Wirft man nun einen Ball mit 20 km/h aus dem Fenster, bewegt er sich mit einer Geschwindigkeit von 120 km/h im Vergleich zur Straße.

Das ist die klassische Geschwindigkeitsaddition, damit lassen sich Bewegungsprozesse im Alltag recht gut beschreiben. Doch was passiert, wenn wir am Auto die Scheinwerfer einschalten? Die Geschwindigkeit des Lichts beträgt annähernd 300.000 Kilometer in der Sekunde. Das ist unvorstellbar schnell.

In einer Sekunde könnte man so 7,5-mal die Erde umrunden oder fast die gesamte Strecke bis zum Mond zurücklegen. Eine Sache passiert jedoch nicht: Die 100 km/h des Autos werden nicht auf die Geschwindigkeit des Lichts dazugerechnet. Die Lichtgeschwindigkeit scheint eine Art Grenze zu sein, die man nicht überwinden kann.

Raum und Zeit lassen sich verformen

Diese Erkenntnis, dass die Lichtgeschwindigkeit eine unüberwindbare Konstante ist, ist die zentrale Aussage in Einsteins Relativitätstheorie. Doch wie passt sie mit unserer Vorstellung von Geschwindigkeit zusammen? Einstein hat erkannt, dass Raum und Zeit keine starren Objekte sind, sondern durch Licht und Materie verformt werden.

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Die Geschwindigkeit des Autos aus dem oberen Beispiel wird nicht zur Lichtgeschwindigkeit der Autoscheinwerfer addiert, stattdessen verkürzt sich der Raum um das Fahrzeug herum, damit die Geschwindigkeit von 300.000 km pro Sekunde beibehalten wird.