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III. Materie in der Relativitätstheorie
In der Relativitätstheorie müssen klassische Abgrenzungen des
Materiebegriffs revidiert werden. Der Massebegriff der Me-
chanik muß in der Speziellen Relativitätstheorie unter den
Bedingungen der Lichtgeschwindigkeit in der Elektrodynamik
korrigiert werden. Nach Einsteins Masse-Energie-Formel
kann Masse vollständig in Energie zerstrahlen. Die Äquiva-
lenz von träger und schwerer Masse führt zur Allgemeinen
Relativitätstheorie, deren relativistische Gravitationsgleichung
den Standardmodellen der kosmischen Materie zugrunde
liegt.
1. Materie in der Speziellen Relativitätstheorie
In
der Speziellen Relativitätstheorie votierte Albert Einstein
(1879-1955) für ein gemeinsames Relativitätsprinzip von
Mechanik, Elektrodynamik und Optik. In seiner berühmten
Arbeit über die Elektrodynamik bewegter Körper (30.6.1905)
stellte er zwei Prinzipien an den Anfang: 1. Das Spezielle Re-
lativitätsprinzip, wonach alle gleichförmig geradlinig zuein-
ander bewegten Inertialsysteme physikalisch gleichwertig sind
und 2. das Konstanzprinzip der Lichtgeschwindigkeit, wo-
nach die Lichtgeschwindigkeit c in (wenigstens) einem Inerti-
alsystem konstant unabhängig vom Bewegungszustand der
Lichtquelle ist.
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Die Inertialsysteme, die beide Prinzipien erfül-
len, heißen Lorentz-Systeme.
Im Unterschied zu den Galilei-Systemen der klassischen
Mechanik gibt es keine universelle Zeit in allen Lorentz-
Systemen. Zeitmessung wird weg- und ortsabhängig. Da die
Lichtgeschwindigkeit Grenzgeschwindigkeit für jede Signal-
ausbreitung ist, gibt es auch keine absolute Gleichzeitigkeit
wie in der klassischen Mechanik, in der Signale momentan
mit beliebig großer Geschwindigkeit zu einem beliebig weit
entfernten Ort übertragen werden können. Die Beobachtung
eines fernen Sterns zeigt uns immer nur seinen früheren Zu-
