Beweise der speziellen Relativität
Die absolute Lichtgeschwindigkeit
Dass die Lichtgeschwindigkeit ungeachtet des Bewegungszustands gleich ist, wurde schon vor der speziellen Relativitätstheorie im Michelson-Morley-Experiment entdeckt.
Dieses sollte die Existenz eines Ausbreitungsmediums für Licht, den sogenannten "Äther" beweisen, widerlegte ihn jedoch.
Michelson-Morley-Experiment
Dafür wurde die Lichtgeschwindigkeit senkrecht und parallel zur Erdbewegung gemessen und heraus kam, dass beide gleich groß sind.
Die Abbildung oben zeigt den prinzipiellen Aufbau des Experiments und die damals erwarteten Ergebnisse (die jedoch, wie wir wissen, nicht zutrafen).
Einer der Lichtstrahlen (rot) wird senkrecht zur Erdrotation ausgesendet. Der Andere (blau) parallel zur Erdrotation. Laut Versuchsaufbau wurde erwartet, dass die Lichtstrahlen nicht gleichzeitig ankommen.
Mithilfe des Ives-Stilwell-Experiments wurde die Zeitdilatation nachgewiesen.
Das Kennedy-Thorndyke-Experiment, dass eine modifizierte Art des Michelson-Morley-Experiments darstellt, trug dann ebenfalls dazu bei.
Relativistischer Impuls und Energie
Der relativistische Impuls wurde mithilfe von Kathodenstrahlen und Teilchenbeschleunigern bestätigt.
Die Ergebnisse, die die Teilchenkollisionen am LHC lieferten, befinden sich in Übereinstimmung mit der speziellen Relativitätstheorie.
Des Weiteren lässt sich die Energiegewinnung mithilfe von Kernspaltung mit der Theorie erklären.
Spezielle Relativität im Alltag
Auch wenn die Relativitätstheorie oft nur in sehr großen Skalen Auswirkungen hat, gibt es trotzdem Effekte, die mehr oder weniger beobachtbar sind.
- Myonen, sind Teilchen, die in der Atmossphäre durch Stöße entstehen. Sie haben Allerdings eine sehr kurze Halbwertszeit, weshalb sie eigentlich nicht häufig an der Erdoberfläche ankommen sollten. Aufgrund der Zeitdilatation können aber dennoch recht viele detektiert werden.
- Auch die Lorentzkraft lässt sich trotz sehr kleiner Geschwindigkeiten mithilfe der speziellen Relativität auf elektrostatische Kräfte zurückführen.
- Die schon erwähnte Energiegewinnung durch Kernspaltung