• Rolle von Raum und Zeit in der physikalischen Theoriebildung

    Eine besondere Rolle für alle physikalischen Theorien spielen Raum und Zeit, denn sie werden bei allen physikalischen Theorien implizit vorausgesetzt. Physikalische Theorien lassen sich in der Praxis nur anwenden, wenn wir wissen, was „hier“ und „jetzt“ meint. 

  • Gegenwart und Zeitvergehen

    Wir wollen die Containertheorie von Raum und Zeit, die den physikalischen Theorien bislang zugrunde liegt, hinter uns lassen. Dafür müssen wir zwei große Mysterien enthüllen: Wodurch ist die Gegenwart als "jetzt" ausgezeichnet? Und was treibt den Zeitfluss an? Um uns einer Antwort auf diese Fragen zu nähern, wollen wir ein Gedankenexperiment machen.


    Stellen wir uns einen riesigen Planeten vor, auf dem sich zwei Zwillige zu einem Experiment verabreden. Der eine Zwilling

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  • Das Wesen der Zeit

    Was also ist Zeit? Diese Frage bewegte nicht nur den Kirchenvater Augustinus, sondern ist bis heute eine fundamentale Frage für unser Weltverständnis.

  • Erhaltungsgrößen und Symmetrien

    Die moderne mathematische Beschreibung der Physik stellt Symmetrien in den Mittelpunkt. Physikalische Theorien gelten aufgrund ihrer Symmetrien als schön. Um welche Symmetrien handelt es sich und woher kommen diese?

  • Topologie des Universums

    Der klassischen Mechanik liegt das Alltagsverständnis von Raum und Zeit zugrunde. Demnach bilden Raum und Zeit die Bühne des Weltgeschehens, wobei der Raum dreidimensional, homogen und in allen Richtungen isotrop ist. Die Zeit ist eindimensional und schreitet gleichmäßig fort.

    Diese intiutive Vorstellung wurde von Einsteins Relativitätstheorien und den damit verbundenen empirischen Beobachtungen infrage gestellt. Demnach hängen die Abstände in Raum und Zeit, die man mit Zollstöcken

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  • Beschleunigte Bewegungen in der relativistischen Mechanik

    In der gängigen wissenschaftshistorischen Erzählung findet man das Narrativ, dass die Klassische Mechanik durch Einsteins Relativitätstheorie abgelöst wurde und in der Relativitätstheorie als Spezialfall für kleine Geschwindigkeiten enthalten sei. Bei näherem Hinsehen stimmt dieses Narrativ jedoch nicht so ganz.

  • Rekonstruktion der relativistischen Mechanik

    Die relativistische Mechanik lässt sich mittels eines vierdimensionalen Energie-Vektors reformulieren, sodass analog zur klassischen Mechanik sowohl gleichförmige als auch beschleunigte Bewegungen mit dem gleichen mathematischen Formalismus beschrieben werden können.

  • Begründung für das Prinzip der kleinsten Wirkung

    Theoretische Physiker nutzen das Hamiltonsche Prinzip, wonach die Wirkung stets einen Extremalwert annimmt, zur Herleitung der physikalischen Bewegungsgesetze. Richard Feynman hat dieses Prinzip mit der Pfadintegralmethode auf die Quantenfeldtheorien  übertragen, wonach ein Teilchen alle denkbaren Wege nimmt, wobei jeder Weg mit der jeweiligen Wirkung gewichtet wird und über alle Pfade integriert wird. Doch worauf ist diese fundamentale Rolle der

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  • Altersabhängige Rotverschiebung des Lichts

    Es soll getestet werden, ob die kosmologische Rotverschiebung auf die Entfernung der Lichtquelle oder auf das Alter des Lichts zurückzuführen ist.