Relativitätstheorie selber beibringen?

9 Antworten

Hallo Fraser174,

Ist es möglich, sich das selber beizubringen?

Grundsätzlich ja. Denn - um das mal ganz realistisch zu sagen: Genau das würdest Du in einem Physikstudium tun. Studium heißt "sich bemühen". Das bedeutet, dass es da anders läuft als in der Schule. Man bekommt den Stoff nicht mehr in mundgerechten Häppchen vorgekaut. Die Vorlesungen fassen den Stoff und die Herleitungen zwar zusammen (wie gut, ist abhängig vom jeweiligen Prof und seinem Engagement), aber diese Herleitungen sind knapp und auf den Kern des Stoffes beschränkt. Das echte Verständnis kommt meist außerhalb der Vorlesung über vertiefende Übungen. Und die macht man halt daheim.

Ich würde Dir aber raten, nicht gleich mit der Relativitätstheorie zu beginnen. Die hört man nämlich selbst bis zum Master of Science üblicherweise noch nicht. Weil die Feldgleichungen halt doch bissi kompliziert sind. Da hast Du auf der Schule noch nicht die Mathematik dafür.

Wenn das Ganze wirklich eine Vorbereitung auf das Physikstudium sein soll, würde ich tatsächlich wie zalto auch zu Vorlesungsskripten raten.

Und zwar vorerst hauptsächlich Mathematik, Experimentalphysik und an theoretischer Physik höchstens die Mechanik und danach die Elektrodynamik. Bei der Elektrodynamik kommen dann auch ein paar Effekte der __Speziellen__ Relativitätstheorie dran.

Also so was hier:

http://www.math.uni-konstanz.de/~dreher/skripten/ma4ph1.pdf

https://www.tu-chemnitz.de/physik/PHFK/LEHRE/.SCRIPT/script3/mechanik.pdf

https://www.thphys.uni-heidelberg.de/~biophys/PDF/Skripte/KlassischeMechanik.pdf

https://www.physik.tu-dresden.de/~timm/personal/teaching/ed_w16/Elektrodynamik.pdf

Wobei es nicht genau diese sein müssen. Aber die zeigen in etwa, um was es in diesen Einführungsvorlesungen wohl mehr oder weniger überall geht.

Damit würde ich anfangen.

Wenn Du es sehr eilig hast und einfach aus Interesse gleich mehr in Richtung Relativitätstheorie hören willst, würde ich zu einem populärwissenschaftlichen Buch raten, das dafür, dass es populärwissenschaftlich ist, ziemlich viel Mathe drin hat:

Josef Gaßner: Können wir die Welt verstehen?: Meilensteine der Physik von Aristoteles zur Stringtheorie

Das geht bei Weitem nicht so tief wie das Physikstudium, bemüht sich aber tatsächlich um verständliche Darstellung auch der theoretischen Hintergründe. Zu dem Buch gibt es auch eine Vortragsreihe von Gaßner, die man parallel zum Lesen Kapitel für Kapitel anhören kann.

https://www.youtube.com/watch?v=mS1-V2EzIqo&list=PLmDf0YliVUvGGAE-3CbIEoJM3DJHAaRzj

Ich persönlich denke, dass Du in der elften Klasse davon mehr hast und mehr mitnehmen kannst als von obigen Skripten. Die halte ich für "noch ein bissi frustrierend". ;-) Aber es spricht nix dagegen, es zu versuchen, sich da durchzubeißen.

Grüße

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Diplom in Physik, Schwerpunkt Geo-/Astrophysik, FAU
Da hast Du auf der Schule noch nicht die Mathematik dafür.

Die meisten Mathematiker (incl. mir) lernen diese Mathematik übrigens bis zum Ende ihres Studiums nicht :-).

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@DerRoll

Mein Sohnemann studiert gerade Mathe... und lässt keine Gelegenheit aus, daheim über Physikermathematik abzulästern. :-)

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@uteausmuenchen

Dann reibe ihm das mal unter die Nase... es ist nicht nur so dass die Physik für die Physiker viel zu schwer ist, die (höhere) Physikermathe ist für Mathematiker viel zu schwer (außer sie soezialisieren sich darauf).

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@uteausmuenchen

In wiefern? Ist ihm die Physiker-Mathematik zu unsauber (s. DIRACsche δ-"Funktion")?

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Ich würde Dir aber raten, nicht gleich mit der Relativitätstheorie zu beginnen. Die hört man nämlich selbst bis zum Master of Science üblicherweise noch nicht.

Das kann ich von mir nicht bestätigen. Ich habe sie im Grundstudium gehört (SRT; die ART war eine extra Vorlesung). Da habe ich auch das Konzept der Rapidität als "Winkel" einer hyperbolischen Drehung kennengelernt.

Allerdings wurmt mich, dass die RT insgesamt noch immer so ein Schattendasein als Sondergebiet der Physik zugewiesen wird, statt ihr den Platz zu geben, der ihr gebührt: Mitten in der Klassischen Mechanik und Elektrodynamik. Die RT ist der allgemeine Fall, die NEWTONsche Mechanik (NM) ist der Spezialfall!

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Hallo Fraser174

Bei diesen Plänen darf man wohl annehmen, dass du nach Abschluss des Gymnasiums an eine Uni gehen und dort Physik (und damit auch Mathematik) studieren wirst. Das habe ich (in etwas jüngeren Jahren) ebenfalls getan. Der Weg bis zu Allgemeiner Relativitätstheorie und Kosmologie war dann aber für mich doch etwas länger (denn nach dem Studium wurde ich zuerst mal Gymnasiallehrer). Im Rahmen einer Weiterbildung konnte ich dann aber am Astronomie-Institut der Universität Hawaii manches nachholen, wozu ich eigentlich auch schon früher Lust, aber kaum Gelegenheit hatte.

Das mit dem "selber beibringen" ist halt so eine Sache - doch denke ich, dass du im Studium genügend Anregungen bekommen wirst, was du im Einzelnen weiter vertiefen musst, um auf deinem Weg weiterzukommen.

Alles Gute auf diesem Weg !

Vielen dank! :)

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Vorlesungsskripte wären da mein Geheimtipp, da sie kostenlos zur Verfügung stehen, fachlich fundiert sind und sich an Studenten wenden, die sich auch erstmal grundlegend in das Thema einarbeiten müssen.

Das hier finde ich ganz angenehm zu lesen - viel erläuternder Text, Grafiken und die Mathematik ist auch nicht allzu wild. https://www.physikalischer-verein.de/daten/seminare/ART/ART_Skript.pdf

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Abschluss als Diplom-Physiker

Der erste Schritt sollte sein, dass du folgendes Buch liest:

https://www.amazon.de/Gekr%C3%BCmmter-Raum-verbogene-Zeit-Verm%C3%A4chtnis/dp/3426267187

Der Verfasser, Kip S. Thorne, ist inzwischen Nobelpreisträger. Dennoch sind die ersten 3/4 des Buches sehr gut verständlich.

das hört sich gut an! Ich habe von Kip Thorne auch schonmal ein Buch gelesen (The Science of Interstellar), das mir sehr gut gefallen hat.

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Um die SRT zu verstehen reichen für den Anfang Schulkenntnisse: Geometrie, Differenzial und Integralrechnung. Ich hab es mir damals in der Schule selbst mit dieser Seite beigebracht:

https://homepage.univie.ac.at/Franz.Embacher/SRT/

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Ich befinde mich grade mitten in einem Physikstudium

An die ART würde ich mich übrigens noch noch nicht wagen. Diese kommt sogar im Physikstudium meist erst im Master vor und das hat seine Gründe.
Ohne ein grundlegendes Wissen über Differenzialgeometrie, partielle Differenzialgleichungen und Tensoralgebra, ist das kaum möglich.

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@Raph101

Ok, dann werde ich mich mal an der SRT versuchen :)

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