Zeitdilatation
Die Zeitdilatation (von lateinisch dilatare, ‚dehnen‘, ‚aufschieben‘) ist ein Effekt, der durch die Relativitätstheorie beschrieben wird.
Zu unterscheiden sind zwei Effekte:
- Zeitdilatation aufgrund relativer Bewegung, und
- Zeitdilatation im Gravitationsfeld bzw. in der Nähe einer Masse.
Die Zeitdilatation aufgrund relativer Bewegung ist ein Effekt der speziellen Relativitätstheorie (Einstein, 1905). Er bewirkt, dass für einen externen Beobachter alle inneren Prozesse eines relativ zu ihm bewegten physikalischen Systems langsamer ablaufen als für ihn selbst: „Bewegte Uhren gehen langsamer.“
Da sich beide Systeme relativ zueinander bewegen, tritt dieser Effekt für Beobachter in beiden Systemen auf: Jeder sieht die Zeit im anderen System langsamer ablaufen. Der Effekt ist umso stärker, je größer die Relativgeschwindigkeit ist, und wird sehr groß, wenn sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähert.
Damit verbunden ist die Relativität der Gleichzeitigkeit: Es gibt keine universelle, für alle Beobachter gleiche Zeit. Zeitdilatation und Lorentz-Kontraktion sind eng verknüpfte geometrische Effekte der vierdimensionalen Raumzeit.
Die gravitative Zeitdilatation ist ein Effekt der allgemeinen Relativitätstheorie (Einstein, 1915). In einem stärkeren Gravitationsfeld verläuft die Zeit langsamer als in einem schwächeren. Der Effekt ist klein: Auf der Erdoberfläche vergeht die Zeit um 7·10−10 langsamer als im fernen, näherungsweise gravitationsfreien Weltraum. Anders als bei der Zeitdilatation durch Bewegung ist die gravitative Zeitdilatation nicht gegensätzlich, sondern übereinstimmend: So wie der im Gravitationsfeld weiter oben befindliche Beobachter die Zeit des weiter unten befindlichen Beobachters langsamer ablaufen sieht, sieht der untere Beobachter die Zeit des oberen Beobachters entsprechend schneller ablaufen.