2. Relativitätsphysik
Die Ewigkeit Gottes ist im Sinne der Einstein’schen Relativitätstheorie als Zeitlosigkeit denkbar. Nach Aussage der christlichen Dreifaltigkeitslehre ist »Gott-Vater« allwissend – man könnte folgern, weil er als Schöpfer der Welt außerhalb unseres Raum-Zeit-Kontinuums existiert.
Parallel zu den Forschungen um die Atomstruktur von Bohr, Planck und anderen Physikern hat Albert Einstein zu Beginn des 20. Jahrhunderts seine Relativitätstheorie entwickelt, die auf die Gesetzmäßigkeiten des Makrokosmos, im Besonderen die des Universums, zielte. Einstein erschütterte zugleich die menschliche Vorstellung, dass Raum und Zeit voneinander unabhängig seien, durch das Gesetz von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und stellte auch die Annahme der Gleichzeitigkeit von Ereignissen in Frage. Die Abhängigkeit des kosmischen Raumes von der Zeit erfasst man durch den Begriff des »Raum-Zeit-Kontinuums«. Die Einstein’sche Relativitätstheorie postuliert für unseren Weltraum (außerhalb der Informationsübertragung der Quantenphysik im Bereich des Mikrokosmos) als höchste Grenzgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (annähernd in Luft), die auch nicht durch beliebig lange und beliebig hohe Beschleunigungen überschritten werden kann. Dies gilt sowohl für die Bewegungen materieller Körper als auch für die Geschwindigkeit »immaterieller Strahlungen« (d.h. elektromagnetischer Wellen), die sowohl für ruhende als auch für bewegte Bezugssysteme nach allen Richtungen hin gleich ist, nämlich gleich der Lichtgeschwindigkeit.
Die Aussagen der Relativitätsphysik widersprechen zunächst der menschlichen Alltagserfahrung und der gewohnten Anschauung, man kann durchaus zugeben: dem »gesunden Menschenverstand«, sie sind im Letzten nur als mathematische Abstraktion, als Modellvorstellung der Physik zu verstehen, sind aber durch zahlreiche messtechnische Experimente bestätigt worden. Im Folgenden sollen hier einige Gesetze der Speziellen Relativitätstheorie wiedergegeben werden, die sich auf gleichförmig bewegte Vorgänge bezieht, deren Geschwindigkeit nach Betrag und Richtung gleich (konstant) bleibt; das Bezugssystem, in dem das Geschehen stattfindet, wird dann als »Inertialsystem« (nicht beschleunigtes Trägheitssystem) bezeichnet. Die Allgemeine Relativitätstheorie bedeutet eine Erweiterung auf beschleunigte Vorgänge, die also Kräften unterliegen, und stellt eine relativistische Theorie der Gravitation dar, ist also streng genommen auch bei Einfluss der Erdanziehung zu berücksichtigen.
Relativität der Zeit – Ewigkeit Gottes
Die »Konstanz der Lichtgeschwindigkeit« im Sinne einer höchsten Grenzgeschwindigkeit fordert einige verblüffende Folgerungen über die Addition von Geschwindigkeiten (Additionstheorem) bzw. über die so genannte Zeitdehnung (Zeitdilatation) gleichförmig bewegter Objekte.
Exakt betrachtet addieren sich die Geschwindigkeiten zweier Ereignisse nicht absolut zur resultierenden Geschwindigkeit bzw. subtrahieren sich, wie in der Vorstellung der klassischen Physik, sondern nur bedingt – »relativ« – mit der »Auflage«, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht überschritten werden kann. Wird beispielsweise von einem Raumschiff ein Lichtstrahl ausgesandt, so erreicht er sowohl innerhalb des Flugkörpers als auch außerhalb – für einen ruhenden Beobachter – eine Grenzgeschwindigkeit von 300 000 Kilometer pro Sekunde (km/s), und zwar nach allen Seiten! Selbst wenn das Raumschiff auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden könnte, so wäre die Geschwindigkeit des Lichtstrahls sowohl in Flugrichtung als auch gegen die Flugrichtung gleich groß für den äußeren Beobachter, während die klassische Physik die beinahe doppelte Lichtgeschwindigkeit bzw. ein fast stillstehendes Lichtteilchen (Lichtquant) erwarten würde.
Den experimentellen Beweis des Additionstheorems hat zumal die Astrophysik durch die Rot- bzw. Violettverschiebung von Farbspektren des Lichtes umeinander kreisender Doppelsterne erbracht, da infolge des Dopplereffektes der »fliehende« Stern eine Frequenzerniedrigung seiner Lichtfarben und damit eine Verschiebung der Spektralanalyse zur Rotfärbung hin erfährt, der sich »nähernde« Stern eine Frequenzerhöhung seiner Lichtfarben und damit eine Verschiebung der Spektralanalyse zur Violettfärbung hin.
Das Einstein‘sche Theorem wirkt sich in der Praxis nur bei sehr hohen Geschwindigkeiten aus, bei kleinen Geschwindigkeiten weit unterhalb der Lichtgeschwindigkeit ergibt sich rechnerisch kaum eine Abweichung zur absoluten Addition der klassischen Physik, was der Grund dafür ist, dass früher keine Messfehler außerhalb ihrer Toleranzgrenzen auftraten.
Das Additionsgesetz gilt auch bezüglich der Relativgeschwindigkeit sich nähernder bzw. sich voneinander entfernender Objekte, die resultierende Geschwindigkeit kann die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten. Dieses jeder Anschauung widersprechende Phänomen wird von den Physikern so gedeutet, dass der Raum durch die Bewegung des Objektes kontrahiert wird, also »schrumpft«, und zwar um so stärker, je höher die Geschwindigkeit des Körpers ist – man spricht dann von der so genannten Lorentz-Kontraktion von Längen, Strecken, Entfernungen. In Analogie zur Raumkontraktion würde man bei der nachfolgend besprochenen Einstein’schen »Zeitdilatation« auch besser von einer »Zeitkontraktion«, nämlich Zeitverkürzung, sprechen: Die Zeit »schrumpft« für schnell bewegte Objekte, sie vergeht langsamer, so dass der bewegte Körper weniger stark altert als der unbewegte (er bleibt »jünger«) – und zwar um so drastischer, je höher seine Geschwindigkeit ist.
Da die Signalübertragung von räumlich getrennten Vorgängen mit begrenzter Geschwindigkeit erfolgt, ist für einen Beobachter auch die Gleichzeitigkeit von Ereignissen in Frage gestellt, die er je nach Entfernung von den Ereignisorten – und eigener Geschwindigkeit – früher oder später wahrnehmen kann. »In solchen Fällen können Ereignisse der Zukunft vor Ereignissen der Vergangenheit ablaufen« [17], für den Beobachter kann das absolut spätere Geschehen vor dem absolut früheren stattfinden! Wegen der hohen (Licht-) Geschwindigkeit der Signalübertragung wirkt sich dieses Phänomen freilich nur im extraterrestrischen Raum bei großen kosmischen Entfernungen aus, im terrestrischen Bereich, also auf der Erde, hat es keine Bedeutung.
Einstein hat die Relativierung von Zeitvorgängen durch sein Gesetz von der Zeitdilatation (Zeitdehnung) mathematisch fixiert. Danach vergeht die Zeit für einen bewegten Gegenstand gegenüber einem im Bezugssystem (Inertialsystem) ruhenden Objekt um so langsamer, je schneller er sich bewegt, er »altert« weniger stark; im Grenzfall der Lichtgeschwindigkeit gäbe es kein Altern mehr, die Zeit bliebe »stehen«! Wichtig ist dabei, zu beachten, dass der Zeitvergleich in der mathematischen Formel immer zwischen der Zeitspanne, d.h. dem Alter, des bewegten Körpers und der Zeitspanne, d.h. dem Alter, eines ruhenden Vergleichsobjektes erfolgt. Die Relativierung der Zeit ist also nur für den mit einer Geschwindigkeit v bewegten Körper gültig! Soll die Zeitdifferenz (t1 – t2), die sich zwischen den Zeitspannen t1 und t2 zweier mit verschiedenen Geschwindigkeiten v1 und v2 fliegenden Objekten einstellt, berechnet werden, so müssen die beiden Zeitspannen zunächst jeweils einzeln über die Formel mit dem Alter des ruhenden Vergleichsobjektes ermittelt und dann subtrahiert werden – man vergleiche dazu das später angeführte »Uhrenparadoxon«.
Max Born – Nobelpreisträger wie auch Einstein, Planck, Heisenberg – und andere Physiker2 vertreten die Ansicht, dass es sich bei der Längen- und Zeitkontraktion nicht nur um relativistische Effekte handelt, sondern um immanente »Materialefekte«, die durch die Eigengeschwindigkeit des im Raum des Bezugssystems bewegten Körpers »eingeprägt« werden, und zwar auch für organische Vorgänge. Die Materieschrumpfung bzw. die Ablaufverzögerung sind durch die naturgesetzliche Wirkung der Materie und ihres Gravitationsfeldes in Abhängigkeit von ihrer Bewegung bedingt, sie sind existenzielle Geschehnisse. Eine absolute »Zeituhr« gäbe es damit nicht.
Das Einstein‘sche Zeitgesetz ist bei anorganischen Vorgängen vielfach bewiesen worden: Im Mikrokosmos durch die Veränderung der Halbwertzeit bewegter radioaktiver Elemente, im Makrokosmos z.B. durch die Bestätigung des so genannten Uhrenparadoxons bei Flügen zweier Uhren in Richtung bzw. Gegenrichtung zur Eigenrotation der Erde, das im Folgenden beschrieben werden soll.3 In der Formel der Zeitdilatation, die dreimal anzuwenden ist, war wegen der »nichtgeradlinigen« Erdrotation der »ruhende Beobachter« in einen Punkt der Erdachse versetzt zu denken und der Gravitationseinfluss der Erde auf die...
