Absolutistische und relativistische Raumvorstellungen (nach Stephen W. Hawking)

1.  Methodik Verlauf und Inhalt  2

  Einleitung  1

  (1 Historie des Raumes)  2

  (2 Raum im Umbruch) Person Bl deckt das 2 Bild der 1 Folie auf  3

  (3 Allgemeines Gravitationsgesetz (Newton))  5

  (4 Zeit ohne Raum )  8

  (5 Spezielle Relativitätstheorie (Einstein))  9

  (6 Allgemeine Relativitätstheorie)  12

2.  Literatur- und Quellenangabe  13

1. Methodik, Verlauf und Inhalt

Einleitung

Tafelbild

Person A stellt sich vor und erläutert kurz den folgenden Ablauf (Tafelbild). Er erklärt, dass das folgende Referat eine wissenschaftliche Einführung, auch „Streifzug“, beginnend mit den geschichtlichen antiquierten Vorstellungen aus teils philosophisch-religiöser Sicht über jüngste Astronomie bis zur modernen Physik von Einstein des frühen 20. Jahrhunderts in das Thema Raum und Zeit ist. Person B übernimmt, stellt sich vor und liest aus Quelle Seite 13, 1. Absatz vor:

„Ein namhafter Wissenschafter (man sagt, es sei Bertrand Russell gewesen) hielt einmal einen öffentlichen Vortrag über Astronomie. Er schilderte, wie die Erde um die Sonne und die Sonne ihrerseits um den Mittelpunkt einer riesigen Ansammlung von Sternen kreist, die wir unsere Galaxis nennen. Als der Vortrag beendet war, stand hinten im Saal eine kleine Dame auf und erklärte: „Was Sie uns da erzählt haben, stimmt alles nicht. In Wirklichkeit ist die Welt eine flache Scheibe, die von einer Riesenschildkröte auf dem Rücken getragen wird.“ Mit einem überlegenen Lächeln hielt der Wissenschaftler ihr entgegen: „Und worauf steht die Schildkröte?“ – „Sehr schlau, junger Mann“, parierte die alte Dame. „Ich werd`s Ihnen sagen: Da stehen lauter Schildkröten aufeinander.“

(1. Historie des Raumes)

Sie schaltet den Overheadprojektor ein. Bild 1 ist zu sehen (Seite 3).

Das berühmte „Scheibenmodel“ war viele Jahrhunderte, sogar Jahrtausende in vielen Kulturen und unterschiedlichsten Religionen gültig.

Doch woher nehmen wir uns das Recht zu wissen, dass es falsch ist und das unsere Erde rund sei? – Der 340 v. Chr. lebende Philosoph und Astronom Aristoteles stellte sich diese Fragen und fand 2 Argumente:

1. Wenn die Erde eine Scheibe sei, müsse bei einer Mondfinsternis (zumindest beim

Anfang und Ende jener) der Erdschatten oval (länglich) sein und nicht rund!

2. Wenn ein Schiff am Horizont erscheint, sieht man zuerst die Segel und dann den

Rumpf des Schiffes.

Ein drittes Argument lieferten die Seefahrer seiner Zeit, die von ihren fernen Reisen erzählen konnten. Sie berichteten, dass der Polarstern am Nordpol direkt über dem Betrachter und am Äquator am Horizont zu stehen scheint.

2

Folie 1, Bild 1: Die Welt als „Scheibe“

(2. Raum im Umbruch) – Person Bl deckt das 2. Bild der 1. Folie auf. Folie 1, Bild 2:

Geozentrisches System:

von Ptolemäus (2. Jhd. n. Chr.)

Im 2. Jhd. n. Chr. vervollständigte Ptolemäus das Modell mit den Erkenntnissen von Aristoteles. Die Erde war nun rund, stand aber im Mittelpunkt. Die bis dato bekannten Planeten kreisen um die Erde. Dahinter ist nichts.

Das Modell zeigte große Schwächen bei der präzisen Bahnberechnung vom Mond und deckte sich nicht unbedingt mit den Beobachtungen.

Die christliche Kirche übernahm jedoch dieses Modell. Die Erde war der Ausgang, sie stand im Mittelpunkt und hinter den Sternen (Sphäre der Fixsterne) gab es genug Platz für Himmel und Hölle.

Person B legt die 2. Folie, 1. Bild auf.

Folie 2, Bild 1:

Heliozentrisches System

von Aristarchos von Samos 265 v. Chr. geäußert und von N. Kopernikus 1543 veröffentlicht.

Sterne

Aus Angst, als Ketzer verbrandt zu werden, veröffentlichte erst anonym, später bekennend Nikolaus Kopernikus 1543 (Polen) die These: Die Sonne steht im Mittelpunkt (à Heliozentrisches Modell) und die Planeten und Sterne kreisen um sie herum. Galilei (Italien) und Keppler (Deutschland) griffen diese Idee auf, obwohl die Kreise im Modell immer noch nicht mit den Beobachtungen übereinstimmten. 1609 widerlegte Galilei endgültig das Geozentrische Modell. Er entdeckte, dass die Jupiter-Monde sich nicht um die Erde sondern um den Jupiter bewegen. Natürlich wäre auch hier die Annahme möglich, diese würden sich auf komplizierten Bahnen um die Erde bewegen, doch der Vorteil des kopernikanischen Modells lag darin: Es war wesentlich einfacher! Kepplers Idee war, um den Beobachtungen näher zu kommen, statt Kreisen die Himmelskörper in Ellipsen zu betrachten. Nun ließen sich genaue Vorhersagen auf einfachste Weise treffen, die sich in den Beobachtungen wiederspiegelten.

Person B deckt das 2. Bild der 2. Folie auf.

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