Hawkings Kosmos einfach erklaert

verhalten, weshalb Raum und Zeit zusammengehören und zu schwingen vermögen, und was es mit Schwarzen Löchern sowie einem seit dem Urknall sich ausdehnenden Weltraum auf sich hat. Und obschon die Relativitätstheorie noch immer als sehr exotisch gilt, ist sie doch aus dem Alltag kaum mehr wegzudenken: Ohne sie gäbe es weder Navigationsgeräte im Auto (die Ungenauigkeiten betrügen einige Kilometer) noch Antimaterie in der medizinischen Diagnostik oder Kernkraftwerke zur Stromerzeugung.
    Seine Spezielle Relativitätstheorie hat Albert Einstein 1905 binnen weniger Monate formuliert und publiziert. Er erkannte damit, dass Raum und Zeit (als vierte Dimension) verknüpft sind, dass Zeitspannen und Streckenlängen relativ sind, dass die Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter absolut konstant ist und dass Masse und Energie äquivalent sind. Einstein hatte die Theorie auf zwei wesentliche und damals revolutionäre Annahmen aufgebaut:
    â€º  Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Im Vakuum ist die Lichtgeschwindigkeit in allen Bezugssystemen gleich und gilt absolut. Sie ist eine universelle Naturkonstante (299.792,458 Kilometer pro Sekunde) und das fundamentale Bindeglied von Raum, Zeit, Materie und Energie. (Insofern hätte die Relativitätstheorie auch „Absoluttheorie“ heißen können.)
    Die Barriere der Lichtgeschwindigkeit: Die Bewegungsenergie E eines Körpers mit der Masse m hängt von seiner Geschwindigkeit v ab. Gemäß der Speziellen Relativitätstheorie werden E und m unendlich, wenn sich der Körper der Lichtgeschwindigkeit c annähert, sodass er die „Lichtmauer“ nie erreichen oder gar überschreiten kann. Normale Materie lässt sich daher nicht auf Überlichtgeschwindigkeit beschleunigen. Im Alltagsleben, für das näherungsweise die klassische Mechanik gilt, ist der „relativistische Massezuwachs“ bewegter Objekte allerdings völlig vernachlässigbar. Wer beispielsweise mit 200 Kilometer pro Stunde über die Autobahn rast, gewinnt nur 10 -12 Prozent an Masse dazu; und selbst beim zweifachen Überschallflug sind es lediglich 10 -10 Prozent. Und die Masse eines Flugzeugs, das mit knapp 1000 Kilometer pro Stunde fliegt, ist um 0,0000000001 Prozent größer als im Stand am Gate.
    â€º  Das Relativitätsprinzip: Die physikalischen Gesetze haben in allen unbeschleunigten Bezugssystemen die gleiche Form.
    Dadurch konnte Einstein einen fundamentalen Widerspruch zwischen zwei gut bestätigten physikalischen Theorien ausräumen: der maßgeblich von Galileo Galilei und Isaac Newton begründeten klassischen Mechanik einerseits und dem von James Clerk Maxwell ausformulierten Elektromagnetismus andererseits. Der Widerspruch bestand darin, dass die beiden Theorien verschiedene „Umrechnungsvorschriften“ für Koordinatentransformationen enthalten – also für die Beschreibung physikalischer Vorgänge aus den unterschiedlichen Perspektiven von Beobachtern, die sich relativ zueinander bewegen. Dies ist von großer Bedeutung, denn Naturgesetze hängen nicht von den zufälligen Befindlichkeiten der Wissenschaftler ab. Newton postulierte deshalb eine absolute Zeit und einen absoluten Raum: Uhren und Längenmaßstäbe müssten somit überall dieselben Verhältnisse anzeigen, unabhängig von der Perspektive und Geschwindigkeit eines Beobachters. Ob sich also beispielsweise jemand beim 100-Meter-Lauf fast die Lungen aus dem Leib rennt oder aber bewegungslos am Urlaubsstrand liegt, sollte keinen Einfluss auf die Physik haben.
    Doch Maxwells Gleichungen sehen unterschiedlich aus, je nachdem, ob man sie in einem ruhenden oder einem bewegten Bezugssystem formuliert. Das ruhende System galt zu Beginn des 20. Jahrhunderts noch als grundlegend. Es wurde mit einem hypothetischen Medium in Zusammenhang gebracht, in dem sich die elektromagnetischen Wellen ausbreiten sollten wie Schallwellen in der Luft. Dieses Medium, „Äther“ genannt, sollte gleichsam in Newtons absolutem Raum ruhen. Entsprechend müsste sich die Geschwindigkeit von Lichtstrahlen auf der Erde unterscheiden – je nachdem, in welcher Richtung sie den Äther durcheilen. Allerdings wurden solche Differenzen nie gemessen. Für Einstein waren die Widersprüche und Uneinheitlichkeiten „unerträglich“. Und er stellte fest, dass sie verschwinden, wenn man die Annahme eines Äthers, einer