Münster 2011 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 18: Postersitzung

DD 18.22: Poster

Dienstag, 22. März 2011, 16:30–18:00, Foyer Chemie

Auf geraden Wegen durch eine gekrümmte Raumzeit — •Stefan Korte, Michael Kahnt und Roland Berger — Universität Osnabrück

Da eine mathematische Behandlung des Formalismus der Allgemeinen Relativitätstheorie in der Schule nicht möglich ist, wird üblicherweise mithilfe von Visualisierungen versucht, die Geometrisierung der Gravitation nach Einstein begreifbar zu machen. Auch wir wählen diesen Weg. Im Postervortrag zeigen wir die von uns verwendeten plastischen Modelle (nach R. Jonsson), die die Raumzeit als gekrümmte Fläche (eine Raum- und die Zeitdimension) im dreidimensionalen euklidischen Raum darstellen. Das Besondere an dieser Fläche ist: Sie ist so geformt, dass die Weltlinie eines frei fallenden Körpers stets auch die kürzeste Verbindung zwischen Anfangs- und Endpunkt auf dieser Raumzeit-Fläche ist. Damit wird eine Kernaussage der Allgemeinen Relativitätstheorie anschaulich: Massen krümmen die Raumzeit und Körper bewegen sich unter dem alleinigen Einfluss der Gravitation auf Geodäten. Diese Geodäten können z. B. dadurch erzeugt werden, dass man mit kleinen Spielzeugautos, die starre Achsen haben, auf den Raumzeit-Flächen (lokal) geradeaus herumfährt. Es stehen verschiedene Modelle bereit, an denen selbst experimentiert werden darf: Ein (bereits vorgestelltes) Modell ist für Bewegungen senkrecht zur Erdoberfläche bis zu einer Höhe von fünf Metern konstruiert, und ein weiteres Modell ist für senkrechte Bewegungen durch die Erde hindurch und bis zu einer Höhe von über 30 000 Kilometer geeignet.