«Du musst mir helfen, sonst werd’ ich verrückt»

Am 25. November 1915 präsentierte Albert Einstein der Fachwelt seine Allgemeine Relativitätstheorie. Die mathematische Form dieses neuen Weltbildes brachte ihn schier zur Verzweiflung.

Albert Einstein hatte den entscheidenden Gedanken, der in die Relativitätstheorie mündete, in der Schweiz.

Albert Einstein hatte den entscheidenden Gedanken, der in die Relativitätstheorie mündete, in der Schweiz.

(Bild: Keystone)

Am 7. November 1919 wird Albert Einstein über Nacht weltberühmt. «Wissenschaftliche Revolution – Neue Theorie vom Universum», titelt die Londoner «Times». «Die Sterne sind nicht dort, wo man sie sieht, aber niemand muss sich deshalb Sorgen machen», verkündet die «New York Times» ihren Lesern. Was ist passiert?

Am 6.November 1919 bestätigen englische Physiker in London, dass Lichtstrahlen gekrümmt werden, wenn sie nahe an der Sonne vorbeilaufen. Dass dies aufgrund der Gravitation passiert, sagt Albert Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie, die er vier Jahre zuvor (am 25. November 1915) der Akademie der Wissenschaften in Berlin vorgetragen hat. Die Lichtablenkung kann erst 1919, anlässlich einer totalen Sonnenfinsternis, überprüft werden.

Denn nur bei einer totalen Sonnenfinsternis können Sterne in der Nähe der Sonne beobachtet werden. Bei diesem Experiment zeigt sich, dass Beobachter von der Erde aus die Sterne nicht dort sehen, wo sie sich tatsächlich befinden. Der 40-jährige Einstein, der sich zu dieser Zeit in Berlin befindet, wird zum Medienstar und von Reportern aus aller Welt belagert.

Hier versagt der gesunde Menschenverstand

Die Lichtablenkung ist nur eine von vielen Konsequenzen, die sich aus der Relativitätstheorie ergeben. Einstein erklärt in seiner Theorie die Struktur von Raum, Zeit und Gravitation. Er räumt mit der bisherigen Vorstellung auf, dass es eine Anziehungskraft gibt, die sich augenblicklich ausbreitet und auf wundersame Weise Gegenstände anzieht.

Vielmehr erklärt er, dass die Gravitation die Folge des gekrümmten Raumes ist. In seinem Weltbild krümmen Massen den Raum. Salopp gesagt: Die Massen sagen dem Raum, wie er sich zu krümmen hat, und der Raum sagt den Massen, wie sie sich zu bewegen haben.

Als Einstein von Zeitungsleuten gefragt wird: «Können Sie uns in einem Satz die Relativitätstheorie erklären?», antwortet er: «Früher hat man geglaubt, wenn alle Dinge aus der Welt verschwinden, so bleiben noch Raum und Zeit übrig. Nach der Relativitätstheorie verschwinden aber Zeit und Raum mit den Dingen.»

Mit dieser Erklärung können die meisten nicht viel anfangen. Das übersteigt den gesunden Menschenverstand. Aber was heisst das schon? «Der gesunde Menschenverstand ist etwas, das sich in den Köpfen der Menschen festgesetzt hat, bevor sie 18 Jahre alt geworden sind», sagt Einstein.

Einstein korrigiert die klassische Physik

Mit seiner Theorie entwirft der Physiker nicht nur ein neues Weltbild, er entzieht den gewöhnlich Sterblichen damit auch lieb gewonnene und anschauliche Vorstellungen über das Weltall und die Welt, in der wir leben. Einstein korrigiert nicht nur die klassische Physik.

Auch die Annahme des grossen Philosophen Immanuel Kant wirft er über den Haufen, der behauptet hat, dass Raum und Zeit absolut und unverrückbar sind. Allerdings ist die Relativitätstheorie auch 100 Jahre nach ihrer Publikation noch nicht bei allen Philosophen angekommen.

Die Allgemeine Relativitätstheorie ist Einsteins Meisterstück. Vom ersten Gedanken bis zur Vollendung vergehen zehn Jahre. Diesen ersten Gedanken – «der glücklichste in meinem ganzen Leben», sagte er im Alter – hat er übrigens in Bern.

«Ich bin ein ehrwürdiger Tintenscheisser»

Ein Rückblick: Einstein kommt nach seinem Studium an der ETH Zürich 1902 nach Bern, wo er eine Stelle als «ehrwürdiger, eidgenössischer Tintenscheisser» findet (Einstein über seinen Job als Experte III. Klasse beim Patentamt).

1905 präsentiert er der Fachwelt fünf bahnbrechende Theorien, darunter auch die Spezielle Relativitätstheorie. Sie handelt von der Konstanz (nicht alles ist relativ) der Lichtgeschwindigkeit (300'000 Kilometer pro Sekunde), davon, dass die Zeit bei hohen Geschwindigkeiten langsamer vergeht, und gipfelt darin, dass Masse und Energie dasselbe sind, sie sich nur in der Form unterscheiden.

Daraus resultiert die berühmteste Formel der Welt: E = mc²; Energie ist Masse mal Lichtgeschwindigkeit im Quadrat. Dass eine winzige Masse eine ungeheure Energie freisetzt, wird 1945 der Welt dramatisch vor Augen geführt. Bei der Explosion der Atombombe über Hiroshima wird ein einziges Gramm Masse in Energie umgesetzt.

Die Spezielle Relativitätstheorie ist Einstein nicht genug. Sie allein ist zwar schon revolutionär, aber es fehlt der Einbezug der Gravitation. Und das will Einstein ändern. 1905 kommt ihm in Bern jener «glücklichste Gedanke seines Lebens». Er sagt sich: «Wer vom Dach eines Hauses herunterfällt, verspürt während des freien Falls keine Schwerkraft.»

Diese Tatsache führt ihn schliesslich auf das sogenannte Äquivalenzprinzip. Einstein wird intuitiv klar: Wenn die Gravitation im freien Fall aufgehoben ist, dann müssen Schwerkraft und Beschleunigung identisch sein.

Tägliche Dinge funktionieren dank der Relativitätstheorie

Über die Konsequenzen, die aus diesem Gedanken folgen, brütet Einstein jahrelang nach. Die Schwierigkeiten, die Theorie in eine mathematische Form zu bringen, sind für ihn schier unüberwindbar. Einstein wendet sich mit einem Hilfeschrei an seinen Studienkollegen und Mathematiker Marcel Grossmann: «Du musst mir helfen, sonst werd’ ich verrückt», schreibt er ihm. Grossmann hilft. 1915 kann Einstein das neue Weltbild der Fachwelt endlich präsentieren.

Die Relativitätstheorie wurde in den letzten 100 Jahren in zahlreichen Experimenten glanzvoll bestätigt. Wir sehen zwar weder gekrümmte Räume noch Schwarze Löcher. Wir merken auch nicht, dass unsere Uhren etwas langsamer gehen, wenn wir uns in einem Flugzeug befinden. Dennoch funktioniert Alltägliches nur dank der Relativitätstheorie, die da sind: Computer, Digitalkameras, Lichtschranken, DVDs, CDs und das Navigationssystem GPS. Ohne Relativitätstheorie kämen Autofahrer, die sich auf GPS verlassen, nie ans Ziel.

Einmal läuft die Zeit schneller, einmal langsamer

In 20 Kilometer Höhe umrunden mit Atomuhren bestückte Satelliten die Erde. Die Signale von dort gelangen zum GPS-Gerät im Auto. Mittels Position des Satelliten sowie der Laufzeit des Signals wird dem Autofahrer sein Standort präsentiert.

In den Satelliten verläuft die Zeit pro Tag aber fünf Millionstel Sekunden langsamer als auf der Erde, weil sie sich schnell bewegen. Andererseits ist die Gravitation in dieser Höhe geringer als auf der Erde, deshalb gehen die Uhren etwas schneller. Diese beiden Effekte müssen berücksichtigt werden, sonst würde sich ein Automobilist täglich um ein paar Kilometer mehr verfahren.

Das GPS-System hat Albert Einstein nicht mehr erlebt. Er stirbt 1955 im Alter von 76 Jahren in Princeton, im US-Bundesstaat New Jersey.

Berner Zeitung

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