Relativitätstheorie

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Aktuelle Version vom 15:02, 2. Apr. 2023

Im Mosaik und seinen Nebenuniversen finden sich zahlreiche Anspielungen auf die von Albert Einstein Anfang des 20. Jahrhunderts entwickelte Relativitätstheorie.

Einsteins Theorien

Einen Überblick über die wesentlichen Aussagen der Relativitätstheorie und/oder deren Geschichte geben zu wollen, würde den Rahmen der MosaPedia bei weitem sprengen. Zur Einordnung sollen hier ohne Anspruch auf Vollständigkeit nur einige Eckpfeiler wiedergegeben werden.

Ausgangspunkt

Während die auf Newtons Prinzipien aufbauende Mechanik Ende des 19. Jahrhunderts als weitgehend vollendet galt, tauchten in der Elektrodynamik und Optik neue Probleme auf. Die Messdaten aus verfeinerten Experimenten zur Lichtausbreitung waren mit der damals etablierten, auf Hooke und Huygens zurückgehenden Äthertheorie immer weniger in Einklang zu bringen. In den Formeln eingeführte Korrekturen wie Längenkontraktion und scheinbare Zeit konnten die Messergebnisse z.T. richtig wiedergeben, diese ließen sich aber nicht ohne weiteres erklären.

Spezielle Relativitätstheorie

Mit seiner 1905 erschienenen, vom Umfang her relativ bescheidenen Arbeit Zur Elektrodynamik bewegter Körper gelang es Albert Einstein, diese Widersprüche aufzulösen. Dabei griff er die Vorarbeiten seiner Kollegen auf, warf aber die bisherigen Vorstellungen von Raum und Zeit mutig über Bord. Übrig blieb als Grundprinzip die (gemessene) Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, die Vorstellung vom Äthermedium wurde überflüssig. Der von Hermann Minkowski ausgearbeitete Formalismus der vierdimensionalen Raumzeit ermöglichte eine übersichtliche Darstellung der neuen Theorie und verhalf ihr ab 1909 zu breiterer Akzeptanz.

Zu den allgemein verständlichen, weithin bekannten und häufig zitierten (bzw. persiflierten) Aussagen der Speziellen Relativitätstheorie gehören

• die Erkenntnis, dass die Lichtgeschwindigkeit die höchstmögliche Geschwindigkeit im Universum ist, und
• die mit der griffigen Formel E=mc² beschriebene Äquivalenz von Masse und Energie.

Zur historischen Einordnung ist hinzuzufügen, dass der Name "Relativitätstheorie" erst nach 1905 im Verlaufe der wissenschaftlichen Diskussionen geprägt wurde; der Zusatz "spezielle" für die ursprüngliche Theorie wurde von Einstein erstmals 1915 verwendet.

Allgemeine Relativitätstheorie

In den Folgejahren arbeitete Einstein an einer Verallgemeinerung seiner Theorie, die auch die Wirkung der Gravitation einschließen sollte. Die auf Methoden der Differentialgeometrie beruhenden Feldgleichungen zur relativistischen Beschreibung der Gravitation wurden Ende 1915 in einem Vortrag erstmals vorgestellt und in dem im März 1916 erschienenen Artikel Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie ausführlich beschrieben.

Die Inhalte der Allgemeinen Relativitätstheorie sind nicht jedermann ohne weiteres zugänglich. Einige Begriffe aus der Theorie sind dennoch über den Zaun der physikalischen Institute in die Freiheit gesprungen und haben Autoren wie auch Zeichner zu allerlei Abenteuern inspiriert. Hierhin gehören

• die Raumkrümmung (eigentlich die Krümmung der Raumzeit durch Energie und Impuls der Materie), sowie
• die aus der Lösung der Feldgleichungen abgeleitete Vorhersage von Schwarzern Löchern, Gravitationswellen, Wurmlöchern usw.

Andere moderne Theorien

Neben der Relativitätstheorie ist die Quantenphysik die andere im 20. Jahrhundert entwickelte große physikalische Theorie (die nicht mit der ersteren verwechselt werden darf).

In einigen Teilgebieten der Quantenmechanik und der Quantentfeldtheorie findet die bei großen Geschwindigkeiten relevante spezielle Relativitätstheorie Berücksichtigung. Es ist dagegen bisher nicht gelungen, die allgemeine Relativitätstheorie (als Beschreibung der Gravitation) mit der Quantenphysik (für die übrigen Kräfte) zu einer geschlossenen Theorie zu vereinigen. Als mögliche Ansätze hierfür werden unter anderem die Stringtheorie und die Schleifenquantengravitation untersucht.

Erwähnung der Relativitätstheorie

Einsteins Theorien werden im Mosaik an verschiedenen Stellen erwähnt. Wenig verwunderlich ist, dass dabei stets Brabax als Sprecher auftritt.

Mosaik ab 1976

354

In seinem Versteck in einem Seesack auf dem Mannschaftsdeck der La Champagne denkt Brabax über die seinerzeit (Ende des 19. Jahrhunderts) noch nicht formulierte spezielle Relativitätstheorie nach. Deren Aussagen stünden allerdings im Widerspruch zu seiner augenblicklichen Wahrnehmung: "Die Erfahrung in diesem Sack lehrt mich aber, dass die Zeit schier stehen bleibt ... Diese Relativitätstheorie ist wohl doch ein Irrweg."

384

In einem Streitgespräch im Gasthaus Zum tanzenden Eber wird mehrfach auf Albert Einstein angespielt:

Johanna bringt die ihr eigene Weltsicht mit den Worten "Zufall? Der liebe Gott würfelt nicht. (...)" auf den Punkt.

Worauf Brabax etwas kryptisch antwortet: "Ein Stein der Weisen ist schließlich relativ speziell. Zumindest in der Theorie."

428

Im Garten des Waisenhauses der Lady Evergreen steckt ein kleiner "Einstein" die Zunge heraus, nachdem er die berühmte Formel E=mc² zur Beschreibung der Masse-Energie-Äquivalenz an eine Tafel geschrieben hat (Abbildung auf S. 17).

Nebenuniversen, Fancomics

• Brabax erklärt im Onepager Onepager SI 185 - Quantenphysik dem staunenden Califax die Raumkrümmung (eigentlich: die Krümmung der vierdimensionalen Raumzeit), die gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie durch die Anwesenheit von Materie hervorgerufen wird.
• Die Abrafaxe beobachten im Onepager SI 324 - Taktischer Rückzug von einem Raumschiff am Ende der Welt aus, wie das Weltall zerfällt. Brabax erklärt, dass sich die Materie auflöst und reine Energie übrig bleibt – und nimmt damit Bezug auf die relativistische Äquivalenz von Masse und Energie.
• Im Onepager SI 383 - Relatives Theorieverständnis berichtet Califax davon, dass ihm Brabax neulich die Allgemeine Relativitätstheorie so erklärt habe, dass er alles verstanden hätte. Nur kann er sich nicht mehr an die Einzelheiten erinnern...

• Im Fancomic Clasp-Mania geraten die Abrafaxe mit ihrem Raumschiff in den Sog eines Schwarzen Loches. (Bis hierhin "sauber" im Sinne der Relativitätstheorie: die Existenz Schwarzer Löcher wurde gerade durch die allgemeine RT vorausgesagt. Die darauf folgende Handlung ist aus physikalischer Sicht problematisch, siehe unten.)

Comic-Handlung im Konflikt mit der Theorie

Die Gesetze der Physik, und damit auch die der Relativitätstheorie, gelten in Comic-Universen nur bedingt. Daher sind hier Abenteuer möglich, die bei Albert Einstein ohne Zweifel einiges Stirnrunzeln hervorgerufen hätten.

Mosaik

Bislang gibt es im Mosaik keinen ausdrücklichen Hinweis auf einen Verstoß gegen die Prinzipien von Einsteins Relativitätstheorie. Damit grenzt sich das Mosaik deutlich von anderen Comic-Genres ab, in denen Überlichtgeschwindigkeit und ähnliche Phänomene Teil der Handlung sind. (Die häufig vorkommenden Zeitsprünge wollen nicht recht in das Bild der modernen Physik passen. Die Zeitsprünge werden aber von allen Beteiligten einschließlich der Abrafaxe lediglich als unerklärliches Phänomen hingenommen, und es wird kein Versuch unternommen, die zugrundeliegenden Mechanismen zu erklären oder einzuordnen.)

Nebenuniversen

In den Nebenuniversen und Fancomics ist die Situation eine andere. Hier gibt es insbesondere in den Onepagern zahlreiche Episoden, die der Science fiction zuzurechnen sind: Inspiriert von Vorlagen wie dem Star Trek-Universum, gehören hier Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit, Antigravitationsfelder und darauf basierende Antriebe usw. zum Alltag. Der überwiegende Teil dieser nicht-relativistischen Onepager wird dem Spacesurfer-Universum zugerechnet.

Reisen mit Lichtgeschwindigkeit, oder schneller

• Im Onepager - Weihnachtspreisrätsel ist der die Lichtgeschwindigkeit erreichende Mehrstrahlige Raumgleiter nicht schnell genug, um pünktlich zum Beginn des Kochwettbewerbes auf dem Mars einzutreffen.
• Der Sternenkreuzer im Onepager SI 037 - Der Strafbescheid ist mit 300.000 km/s geringfügig schneller als das Licht (299.792 km/s) unterwegs, so dass Brabax zu Recht einen Strafzettel erhält.
• Das Antigravitationsraumschiff der Abrafaxe beschleunigt im Onepager SI 181 - Lichtgeschwindigkeit auf Warp 5 bzw. fünffache Lichtgeschwindigkeit. Zwei Folgen später wird allerdings klar, dass es sich hierbei nur um einen Albtraum gehandelt hat.
• Das Raumschiff P.I.G.-2 ist – zumindest im Fancomic Clasp-Mania – mit Warp-Antrieb und damit erheblich schneller als das Licht unterwegs.
• Im Onepager SI 323 - Das Ende der Welt fliegt das Moreno-Raumschiff gar mit Warp 10⁶ ("Warp eine Million") dem Ende der Welt entgegen.
• Da die Bräger, welche die Abrafaxe in der Planetariumsshow Mit den Abrafaxen durch Raum und Zeit „per Anhalter“ vom Absturzplaneten bis nach Hause mitnehmen, mit ihrem Raumschiff das Kreuz- und Querfliegen zwischen den verschiedenen Galaxien in wenigen Wochen, und die Reise von der über zwei Millionen Lichtjahre entfernten Andromedagalaxie zur Erde in wenigen Minuten bewerkstelligen, müssen sie die Technik des Fliegens mit Überlichtgeschwindigkeit beherrschen.

Schwarze Löcher

• Im Fancomic Clasp-Mania verschwinden die Abrafaxe mit ihrem Raumschiff in einem Schwarzen Loch. Damit hat die Geschichte jedoch nicht ihr Ende gefunden: das mit einem Warp-Antrieb ausgerüstete Raumschiff taucht später wieder daraus auf.

Tachyonen

Tachyonen sind in der Physik (hypothetische) Teilchen, die sich stets schneller als das Licht bewegen. Sie ergeben sich als eine der möglichen mathematischen Lösungen aus den Gleichungen der speziellen Relativitätstheorie. Ihre Existenz ist indes umstritten und würde die Physik möglicherweise vor neue Herausforderungen stellen, Tachyonen konnten aber bisher nicht nachgewiesen werden. – Im Science fiction-Umfeld unterliegt das Attribut Tachyonen- einer Inflation, bei der der ursprüngliche physikalische Sinn zunehmend verloren geht. – Weitere Einzelheiten finden sich im Artikel über die Tachyonen-Kanone.

• In den Onepagern Onepager SI 314 - Überzeugungsarbeit und Onepager SI 319 - Reise zum Mond kommt eine Tachyonen-Kanone zum Einsatz. Zunächst soll mit ihrer Hilfe die Erde zerstört werden, und schließlich wird der (von Brabax so genannte) Transmittereffekt für Materie ausgenutzt, um Abrax und Califax zum Mond zu befördern. – Fraglich ist, ob sich (physikalische) Tachyonen zum Bau einer Kanone für den genannten Einsatzzweck eignen würden. Es ist nicht sicher, ob bei der Benennung der Kanone die Bedeutung der Überlichtgeschwindigkeit tatsächlich beabsichtigt war.

Antigravitation

• Antigravitationsfelder werden in den Onepagern Schwerelos und Ohne Haftung durchquert.
• In einem Raumschiff mit Antigravitationsantrieb reisen die Abrafaxe in den aufeinanderfolgenden Episoden Auf, auf und davon, Lichtgeschwindigkeit, Sonnensucher und Traumhaftes Abenteuer (SI 180-183).
• Im Onepager SI 253 - Abgehoben erfindet Brabax ein Pfefferminzbonbon, das die Schwerkraft aufhebt.

Anomalien der Raumzeit

• Im Onepager Einsteins Sandwich geraten die Abrafaxe in eine Zeitanomalie gleichen Namens. Hier kreuzen sich zwei Realitätsebenen, was dazu führt, dass die Abrafaxe doppelt vorhanden sind.
• Im Onepager BK 1000 muss neben anderen unglaublichen Geschichten eine Raum-Zeit-Anomalie als Ausrede dafür herhalten, dass Abrax den Mülleimer noch immer nicht heraus gebracht hat.

Externe Links

• Relativitätstheorie in der Wikipedia: Überblick, Spezielle RT, Allgemeine RT