Lehrmittelsammlung MINT - außerschulische Projekte
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1911 schrieb Albert Einstein einen Artikel über die Schwere des Lichts. Einstein leitet darin die Äquivalenz von träger und schwerer Masse her. Es ergibt sich, dass deshalb und wegen der Masse-Energie-Äquivalenz E = c² m die Schwerkraft auch auf Energie wirken muss. Licht z.B. ist schließlich Energie, die in Portionen von E = h f unterwegs ist, wobei f die Frequenz des Lichts ist und ein Maß für seine Farbe. Folglich - so schloss Einstein - muss die Masse eines Körpers auch Licht "anziehen", da Licht eine Energie ist und diese mit E / = m in eine Masse umgeschrieben werden kann, die man dann wiederum ins Newtonsche Gravitationsgesetz einsetzen kann als die zweite (Probe-)Masse. Lichtpakete (Photonen) haben zwar keine träge Masse, aber eine schwere Masse. 

 

Im Alltag ist dieser Effekt zu klein, um beobachtet zu werden. Einen Laserpointer-Punkt sehen wir auf der gleichen Höhe an der Wand auftreffen, wie wir ihn abgestrahlt haben - denn auf der Erde ist diese Ablenkung kleiner als ein Elektronenradius. 

Rechne es nach: 

1915 veröffentlichte Einstein die ART, seine eigene neue Gravitationstheorie. Sie beschreibt Gravitation nicht mehr mit Kraftpfeilchen und -feldern wie in der romantischen Naturphilosophie des 18./19. Jahrhunderts, sondern als Krümmung des Raumes, d.h. mit reiner Geometrie. Damit ergibt sich nun aber ein anderes Ergebnis für die Stärke dieser Wirkung von Massen auf Licht: Der "Ablenkwinkel", unter dem ein Beobachter ein fernes Objekt hinter einer Masse sieht, ergibt sich nun doppelt so groß wie klassisch berechnet.  

Der Ablenkwinkel ergibt sich mit folgender Formel: 

δ = 2 RS

a
rQ - rL

rQ
  ,
wobei der Schwarzschildradius RS = 2 G M

c2
ist.

Masse M der Erde: 5.97 * 1024 kg
Radius der Erde, also Abstand a des Laserpointerstrahls vom Zentrum: 6400 m
Lichtgeschwindigkeit c = 3 * 108 m/s
Gravitationskonstante G = 6.67 * 10-11 m3 /s2 kg

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