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Relativitätstheorie
Die Relativitätstheorie wurde Anfang des 20. Jahrhunderts von Albert Einstein formuliert und hat als Gegenstand die gleichförmige Bewegung physikalischer Systeme in der Speziellen Relativitätstheorie und deren beschleunigte Bewegung in der Allgemeinen Relativitätstheorie. Die Relativitätstheorie war von Albert Einstein als Erweiterung der klassischen Physik gedacht und verlangte eine grundlegend andere Sichtweise von Zeit und Raum. Zur RT gab es immer wieder auch kritische Stimmen, z.B. den Physiker und Nobelpreisträger Philipp Lenard, so dass heutzutage gesagt werden kann, dass die Möglichkeit einer experimentellen Absicherung von Theorien aus methodischen Gründen nicht möglich erscheint und andererseits eine Vielfalt von Versuchen der Falsifikation der Relativitätstheorie stattgefunden, aber in Ermangelung einer obersten wissenschaftlichen Entscheidungsinstanz noch zu keiner Einigung geführt haben. Die Relativitätstheorie stellt die Sichtweise einer wissenschaftlichen Schule in einem grundsätzlichen Streit der Meinungen dar, indem sie die Existenz eines ruhenden Mediums, genannt Äther, ablehnt und die Lichtgeschwindigkeit als konstant in allen Bezugssystemen postuliert, so dass es nicht möglich sein soll, eine absolute Bewegung eines Objektes im Raum festzustellen. Erst unter Bezugnahme auf andere Systeme lässt sich nach Aussagen der RT seine Relativbewegung erkennen.
Spezielle Relativitätstheorie
Der Übergang zwischen diesen für eine mathematische Beschreibung völlig gleichwertigen Bezugssystemen erfolgt in der Speziellen Relativitätstheorie durch die von H. A. Lorentz entwickelte Lorentz-Transformation, in der auch die Geschwindigkeiten relativistisch addiert werden. Aus der Anwendung der Lorentz-Transformation folgen dann auch Annahmen, die Gegenstand heftigster Kritik wurden, z.B. die Lorentz-Kontraktion, die Zeitdilatation und die Abhängigkeit der Masse von der Geschwindigkeit. Weiter wurde die Lichtgeschwindigkeit c als nicht überschreitbare Maximalgeschwindigkeit für die Übertragung von Informationen oder die Beschleunigung eines Körpers angesehen, wobei diese als Naturkonstante gilt und der Bewegungszustand des Lichtes von der Lichtquelle unabhängig sein soll.
Allgemeine Relativitätstheorie
Mit der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein (1915) wurde das Relativitätsprinzip auch auf beschleunigte Bewegungen angewendet, wenn Gravitationsfelder mit in Betracht gezogen werden. Die Ununterscheidbarkeit, ob sich jemand im gravitationsfreien Raum gleichförmig bewegt oder sich unter Einfluss von Gravitation in einer beschleunigten Bewegung befindet, beruht auf der universellen Gleichheit der schweren und der trägen Masse, woraus Einstein auf eine enge Verknüpfung der Metrik der vierdimensionalen Raum-Zeit-Welt mit dem Gravitationsfeld schloss. Alle durch homogene Gravitationsfelder beschleunigten Bewegungen sind physikalisch den nicht durch Gravitation beschleunigten Bewegungen im feldfreien Raum (Äquivalenzprinzip) gleichwertig. Das Vorhandensein von Gravitationsfeldern bedingt nach Albert Einstein eine (von Ort zu Ort wechselnde) "Krümmung" des Raumes; eine Bewegung unter dem Einfluss von Gravitationskräften ist so nur eine andere Beschreibungsweise für eine kräftefreie Bewegung bei Raumkrümmung.
Die Postulate
In der ersten Veröffentlichung Albert Einsteins zur Speziellen Relativitätstheorie, den "Annalen zur Physik und Chemie" im Jahre 1905, stellte Albert Einstein zwei Postulate auf, die zentral für alle weiteren Herleitungen sind. Insbesondere das zweite geht von einer konstanten Lichtgeschwindigkeit aus, die für Koordinatensysteme mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gleichbleibend ist. An diesem Postulat entzündet sich Widerspruch, da zwei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegte Objekte, die von einem Lichtstrahl überholt werden, dann auch verschiedene Relativgeschwindigkeiten zu dem Lichtstrahl haben müssten - dies wird von "Relativisten" bestritten und die sogenannte Konstanz der Lichtgeschwindigkeit geht nachfolgend in die Formeln zur Lorentz-Transformation ein.
Die experimentellen Bestätigungen
Es existieren mehrere Experimente, für die von den Anhängern der Relativitätstheorie behauptet wird, dass sie die Sätze der RT bestätigen, d.h. verifizieren. Eine Theorie kann nicht dadurch bestätigt werden, dass einzelne Versuchsergebnisse mit den Vorhersagen der Theorie übereinstimmen. Diese Einzelergebnisse können auch auf den Einfluss von Störgrößen zurückzuführen sein. Vielmehr muss eine Theorie aufgrund ihrer offenkundig richtigen und nachvollziehbaren Aussagen bereits eine Akzeptanz erreicht haben, damit durch Versuche weitere experimentelle Bestätigungen erfolgen können.