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Laut Albert Einstein sollen bewegte Uhren langsamer gehen als ruhende Uhren. Dies wollen wir an folgendem Beispiel demonstrieren:
Die beiden Uhren A und B ruhen relativ zueinander und sind synchronisiert. Die Uhr C bewegt sich mit der Geschwindigkeit v= c an A und B vorbei. Die Zeitangabe t der Uhr C wird beim Passieren der Anzeige tr verglichen. Befindet sich C unter A, so zeigen alle Uhren Null. Bis C zu B gelangt, läuft in den Uhren A und B das Lichtsignal zweimal auf und ab, während in der Uhr C das Lichtsignal nur einmal auf und ab läuft. Die Uhren A und B zeigen zwei Nanosekunden an, die Uhr C lediglich eine Nanosekunde.
Diese Eigenart konnte bei atomar betriebenen Uhren ebenso nachgewiesen werden wie bei Uhren mit anderen Laufwerken. Bereits 1971 erfuhr die Öffentlichkeit von einem aufsehenerregenden Experiment. Die Physikalische Fachwelt war von dem Experiment des Physikers Joseph Hafele und des Astronomen Richard Keating völlig überrascht und sah darin eine Art wissenschaftliches Lausbubenstück.
So umflogen die beiden die Erde einmal in östlicher und einmal in westlicher Richtung, um den Beweis anzutreten, dass Zeit bereits durch die Geschwindigkeit einer Düsenmaschine gedehnt wird. Sie hatten Atomuhren dabei, die mit anderen Atomuhren auf der Erde gleichgeschaltet waren. Schon nach dem ersten Rundflug hatten sich die mitgeführten Atomuhren gegenüber denen auf der Erde um 50 Nanosekunden verlangsamt. Das ist zwar nicht der Rede wert, wenn man bedenkt, dass ein Nanosekunde der Milliardste Teil einer Sekunde ist. Aber im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit fliegt ein Jumbo-Jet ja nicht einmal im Schneckentempo.
Eine eindrucksvolle Bestätigung der relativistischen Zeitdehnung liefert der Zerfall schnell fliegender Elementarteilchen. Elementarteilchen sogenannte Myonen. Myonen ähneln in vielen Eigenschaften den Elektronen, sie sind 206mal schwerer als herkömmliche Elektronen. Sie sind instabile Elementarteilchen und zeigen Eigenschaften ähnlich dem radioaktiven Zerfall. Bereits wenige Millisekunden nach ihrer Entstehung zerfallen die Myonen, die Halbwertszeit beträgt 1,52 µ Sekunden. In dem Experiment beobachtete man den Zerfall von Myonen, die nicht ruhten, sondern sich unter dem Einfluss des Magnetfeldes auf einer Kreisbahn bewegten. Dazu hatte man eigens einen Speicherring mit 14m Durchmesser gebaut in dem die Myonen fast mit Lichtgeschwindigkeit kreisen können. Unter diesen Bedingungen sollten nach vorhersagen der Relativitätstheorie die Halbwertszeit der Myonen durch die Zeitdillatation auf den Wert 44,6 µ Sekunden ansteigen. Rasche Bewegung erweist sich somit als ideales Mittel zur Lebensverlängerung, zumindest bei Elementarteilchen.
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