Die Relativitätstheorie gliedert sich in zwei Teile, die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie. Erstere gilt nur für kräftefreie Bezugssysteme und letztere ist allgemein für alle Systeme (mit Krafteinwirkung, z.B. Gravitation) gültig.

1. Spezielle Relativitätstheorie

Einstein benötigte nur zwei Postulate (Annahmen), um die spezielle Relativitätstheorie aufzustellen. Die Tragweite der beiden Postulate, z.B. Effekte wie Zeitdehnung und Längenkontraktion, erschließen sich nicht sofort, können aber über Beispiele mit Illustrationen (siehe unten) „sichtbar“ gemacht werden. Zunächst seien aber erst mal die beiden Postulate genannt.

1. Egal in welchem (Bezugs)system ich mich befinde, z.B. auf der Erde, oder auf einem mit konstanter Geschwindigkeit bewegten Raumschiff, alle (physikalischen) Vorgänge sehen immer genau gleich aus. Wichtig ist, dass auf das Bezugssystem keine Kräfte einwirken dürfen, beispielsweise darf das Raumschiff nicht beschleunigen.

2. Die Lichtgeschwindigkeit (oft abgekürzt mit dem Buchstaben c) nimmt, unabhängig vom Beobachter, immer den gleichen Wert an (c beträgt ungefähr 300.000 Kilometer pro Sekunde). D.h. Ein Lichtstrahl wird immer mit dem Wert c gemessen, egal ob ich mich bewege (und diese Geschwindigkeit vermeintlich dazuaddieren möchte) oder nicht.

Hier stellen Sie sich sicher die Frage, wie aus diesen zwei Annahmen plötzlich eine komplette Theorie (die spezielle Relativitätstheorie) folgen kann? Für unsere Vorstellungskraft kommt erschwerend hinzu, dass uns die resultierenden Effekte nicht im täglichen Leben begegnen, da die Lichtgeschwindigkeit einen so großen Wert annimmt.

Damit Sie eine anschauliche Vorstellung von den Konsequenzen der speziellen Relativitätstheorie bekommen, möchte ich mit Hilfe der folgenden Illustrationen zeigen, dass die Zeit in zueinander bewegten Bezugssystemen gedehnt wird. Figur 1 zeigt, wie sich ein Lichtstrahl in einem ruhenden Bezugssystem ausbreitet.

Figur 1:

Die Blitzlampe in der Mitte des ruhenden Raumschiffs sendet einen Lichtblitz aus, der an den gleichweit entfernten Schirmen gleichzeitig ankommt. Schauen wir uns nun die gleiche Situation an, indem wir das Raumschiff mit konstanter Geschwindigkeit bewegen lassen.