Spezielle Relativitätstheorie

Die Gondeln am Canale Grande bewegen sich mit annähernd gleichbleibender Geschwindigkeit in unterschiedliche Richtungen. Wenn man von einer Gondel aus beobachte, was in einer anderen Gondel geschieht, sollten in der anderen Gondel die gleichen physikalischen Gesetze gelten. Zum Beispiel sollte ein Apfel auch in der anderen Gondel zu Boden fallen, wenn er dort losgelassen wird.
Die Forderung, dass in allen gleichförmig zueinander bewegten Bezugssystemen die gleichen physikalischen Gesetze gelten, heißt „Relativitätsprinzip“. Gemeinsam mit der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ergibt sich die von Albert Einstein entwickelte „Spezielle Relativitätstheorie“ (SRT). Sie ist eine klassische Theorie und hat fundamentale Auswirkungen:
Erstens gibt es kein ausgezeichnetes Bezugssystem, d.h. alle gleichförmig zueinander bewegten Systeme sind gleichwertig. Sowohl das geozentrische als auch das heliozentrische Weltbild sind seit langem überholt. Die SRT besagt, dass es überhaupt kein „fixes“ System gibt, bezüglich dem alle Bewegungen, zum Beispiel die Bewegung unseres Sonnensystems, beschrieben werden können. Es kommt allein auf die Bewegungen relativ zueinander an.
Eine zweite Konsequenz ist, dass alle Informationen nur in endlicher Zeit übermittelt werden kann. Auch alle Kräfte und Felder brauchen eine endliche Zeit, um sich und ihre Wirkung ausbreiten zu können.
Drittens ist die uns aus dem Alltag vertraute Geschwindigkeitsaddition nicht mehr richtig. Wenn wir in einer fahrenden Straßenbahn nach vorne gehen, so können wir getrost unsere Geschwindigkeit und die der Bahn addieren, um die Geschwindigkeit relativ zu parkenden Autos zu ermitteln. Bei sehr großen Geschwindigkeiten gilt das nicht mehr: Das Licht, dass von den Scheinwerfern der fahrenden Bahn ausgesendet wird, hat noch immer die gleiche Geschwindigkeit c (selbst wenn die Straßenbahn c/2 oder schneller fahren würde).
Als Viertes ergibt sich die Längenkontraktion: Bewegte Maßstäbe erscheinen kürzer. Und als fünftes und letztes schließlich die Zeitdilatation: In bewegten Bezugssystemen vergeht die Zeit langsamer. Die Zeitdilatation führt auch zu dem bekannten Zwillingsparadoxon.
Im Alltagsleben merken wir allerdings wenig von der SRT, da die bei uns auftretenden Geschwindigkeiten meistens sehr klein gegenüber der Lichtgeschwindigkeit von 300.000 m/s sind. Beim Studium der Technischen Physik lernt man die SRT gleich im ersten Semester bei der Physik-Grundlagenvorlesung kennen.