Quelle: Sterne und Weltraum 05/2008

 

"Kleines 1 × 1 der Relativitätstheorie" – ein interessanter Titel; "Einsteins Physik mit Mathematik der Mittelstufe" – ein noch interessanterer und viel versprechender Untertitel. Ungefähr die Hälfte dieses neuen Buchs ist der speziellen Relativitätstheorie gewidmet, wonach sich die abschließenden Kapitel dann mit Schwarzen Löchern und Rotverschiebungen, also mit Themen der allgemeinen Relativitätstheorie, beschäftigen.

Interessant und gewissermaßen überraschend ist gleich zu Beginn der Einstieg: Anstatt wie gewohnt über das experimentelle Dilemma des Michelson-Morley-Experiments an die Materie heranzugehen, geht das Buch von den grundlegenden Postulaten der speziellen Relativitätstheorie aus und folgert die experimentellen Befunde daraus dann als zwingende und logische Notwendigkeit. Ein Physiker kann das Buch also als "Lesebuch ohne Bleistift" ansehen, es genießen und wird dabei dennoch viel Neues erfahren.

Zu nennen ist hier beispielsweise eine hervorragende und vollständige Aufschlüsselung des allzu häufig nur kurz und lückenhaft behandelten Zwillingsparadoxons (S. 71). Aber gerade eben auch für den Neuling auf diesem Gebiet ist das Buch sehr empfehlenswert: Der gesamte Text ist klar, ausführlich und verständlich geschrieben, die in schwarz-weiß gehaltenen Grafiken sind deutlich und nicht überladen und die Rechnungen und Herleitungen sind ausführlich durchgeführt, wobei – gerade für die Zielgruppe Schüler – für das Rechnen mit Exponenten in einer Art Tutorium extra noch eine Anleitung geliefert wird (S. 40).

Eine ausführliche Diskussion der Wirkung relativistischer Effekte auf die Alltagserfahrungen fehlt hierbei genauso wenig wie einige amüsante und interessante Anekdoten und Originalzitate. Besonders gelungen ist im ersten Kapitel der lange Abschnitt über die – ansonsten oft nur sehr kurz behandelten – Minkowski-Diagramme, die das im Vorfeld Erarbeitete anschaulich darstellen.

In Sachen allgemeine Relativitätstheorie ist dem Autorenteam dann ein gesunder Mittelweg gelungen, zwischen populärwissenschaftlichen, und damit oberflächlichen, Darstellungen der Thematik und den sehr mathematischen, und damit Spezialisten vorbehaltenen, Fachpublikationen. Das Buch bietet somit beispielsweise auch Physiklehrern die Möglichkeit, in der Oberstufe "auch endlich einmal quantitativ" etwas zum Thema Schwarze Löcher zu unterrichten. Zu nennen ist hier beispielsweise eine explizite Berechnung des Schwarzschild-Radius oder ein quantitatives Rechnen mit der berühmten Hubble- Konstanten.

Auch wenn dieses Buch naturgemäß nicht alle angesprochenen Themen der Allgemeinen Relativitätstheorie erschöpfend behandeln kann, so vermittelt es dem Leser doch einen genauen Überblick über die behandelte Materie. In einem eigenen Kapitel werden zum Beispiel fünf verschiedene Arten von Rotverschiebungen dargestellt, sehr häufig liest man ja leider nur verallgemeinernd von "der Rotverschiebung" an sich.

Ein äußerst gelungenes Buch also, das hält, was es im Untertitel verspricht, denn ein motivierter Mittelstufenschüler kann hier – mit Fleiß und Einsatz! – einen guten und faszinierenden Einblick in die Welt der Relativitätstheorie erhalten.

 

Stephan Edinger
Der Rezensent ist Lehrer für Mathematik, Physik und Astronomie am Helmholtz-Gymnasium in Heidelberg und arbeitet am dortigen Astronomischen Lehrzentrum mit.

 

 

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