Einstein ist überall

Egal ob im Auto, im Fernseher oder CD-Player - überall steckt Technologie drin, die ohne Einsteins Theorien nicht funktionieren würde.

    Woher kommt es, dass mich niemand versteht und jeder mag?

    Beispiel Relativitätstheorie: Ohne sie wären Navigationssysteme fürs Auto, die heute Kassenschlager sind, nutzlos. Die Geräte wüssten schon nach ein paar Tagen nicht mehr, ob der Wagen gerade in Dortmund steht oder in Düsseldorf. Laut Spezieller Relativitätstheorie sind Raum und Zeit relative Größen und Uhren, die sich sehr schnell bewegen, ticken langsamer als ruhende baugleiche Uhren. Da die GPS-Satelliten, die dem Empfänger im Auto die Positionspeilung ermöglichen, mit 14 000 Stundenkilometern um die Erde rasen, gingen die Atomuhren an Bord verglichen mit denen auf der Erde Tag für Tag einige millionstel Sekunden nach - wenn da nicht noch die Allgemeine Relativitätstheorie wäre. Die besagt unter anderem, dass Gravitationsfelder den Gang von Uhren verlangsamen. Deshalb gehen die Atomuhren der GPS-Satelliten jeden Tag 45 millionstel Sekunden vor. Wenn die Ingenieure die beiden relativistischen Effekte nicht berücksichtigt hätten, würde die Ortsangabe auf dem Display im Wagen schon nach einem Tag Kilometer daneben liegen.

    Einstein im Fernseher

    Auch Fernsehen ohne Einstein macht keinen Spass. Bei einem konventionellen Bildschirm mit Elektronenstrahl-Röhre geht ohne E=mc2 gar nichts. Die berühmteste Formel der Welt besagt, dass sich Energie und Masse eines Körpers ineinander umwandeln lassen. Deshalb können Physiker heute im Labor aus reiner Energie in Form von Lichtblitzen kleinste Partikel entstehen lassen. Der umgekehrte Prozess, die Umwandlung von Masse in Energie, hält Kernkraftwerke am Laufen. Daneben besagt die Super-Formel aber auch, dass jeder Gegenstand, der beschleunigt wird, allmählich immer schwerer wird. Bei Erreichen der Lichtgeschwindigkeit wäre seine Masse unendlich groß und damit jede weitere Erhöhung des Tempos unmöglich. Schneller als Licht geht nicht. Die Elektronen in der Bildröhre eines Fernsehers werden immerhin so stark beschleunigt, dass sie etwa mit halber Lichtgeschwindigkeit auf den Bildschirm treffen, um dort zeilenweiße das Bild zu zeichnen. Ohne Berücksichtigung ihrer Massenzunahme, würden sie ihren jeweiligen Zielort um Millimeter verfehlen. Das Bild bliebe unscharf.

    Weitere Beispiele für den Wirtschaftsfaktor Einstein? Seine Doktorarbeit, in der er die Brown'schen Molekularbewegung mathematisch beschreibt, ist bis heute eine der meist zitierten Publikationen der Physik. Seine Diffusionsformel beschreibt, wie sich kleinste Partikel in Lösungen bewegen. Für die Hersteller von Medikamenten, Dispersionsfarben und Haarsprays zählt sie zum täglichen Handwerkszeug.

    Einstein im DVD-Player

    Kommerziell weitreichendere Folgen hat nur noch Einsteins Beitrag zur Quantentheorie. Im März 1905 veröffentlicht er eine Arbeit zur Lichtquantenhypothese, wonach Licht nicht nur als elektromagnetische Welle beschrieben werden kann, sondern auch als Strom von Korpuskeln, genannt Photonen. Den von Einstein damals analysierten photoelektrischen Effekt machen sich heute eine Reihe elektronischer Geräte zunutze: Belichtungsmesser, Lichtschranken, Digitalkameras - alle basieren darauf, dass Photonen, die auf ein Metall oder einen Halbleiter treffen, Elektronen freisetzen.

    Fehlt nur noch der Laser, die Wunderwaffe der modernen Unterhaltungselektronik, ohne die es weder DVD-Spieler noch Breitband-Internet gäbe. Auch hier hatte Einstein die Finger im Spiel.1916 kommt er auf die geniale Idee, dass sich Licht verstärken lassen müsste, wenn man Atome mit Lichtquanten gezielt zur Emission weiterer Photonen anregt. Bis zur technischen Umsetzung dieses Laserprinzips vergeht zwar noch ein halbes Jahrhundert, aber die Grundidee geht auf Albert Einstein zurück. Sein Vermächtnis ist allgegenwärtig.

    Links zum Thema

  • Ausführlicher Lebenslauf von Albert Einstein
  • "Physik seit Einstein" - Homepage zur Jahrestagung der deutschen physikalischen Gesellschaft DPG