100 Jahre Allgemeine Relativitätstheorie – (wie) kann ich sie meinen Schülern erklären?
PD Dr. Hans-Peter Nollert Institut für Astronomie und Astrophysik, Universität Tübingen
Wir lernen verschiedene Ansätze, die Allgemeine Relativitätstheorie anschaulich darzustellen, kennen und diskutieren, wie angemessen diese die Grundlagen
der Theorie wiedergeben. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Darstellungen, die für einen kurzen Zeitrahmen gedacht sind, also etwa bei einem Vortrag, in einer oder wenigen Schulstunden, oder in einem kurzen Film. Wir betrachten insbesondere:
- Visualisierung gekrümmter Räume durch Einbettung von Flächen im euklidischen Raum
- Darstellung der inneren Geometrie von Raum und Zeit durch Abstände benachbarter Punkte bzw. Ereignisse
- Sektormodell
- Äquivalenz von Gravitationskraft und Beschleunigung
- First-Person-Visualisierung
Dabei beschäftigen wir uns vor allem mit den folgenden Fragen: Welche Aspekte der Theorie werden gut wiedergegeben, welche nicht? Kann eine Darstellung zwar formal korrekt, im Ergebnis dennoch irreführend sein? Wie lassen sich falsche Schlussfolgerungen durch Veränderungen an den Details der Darstellung vermeiden? Wie findet man die Balance zwischen Anschaulichkeit und intuitivem Zugang auf der einen und korrekter Darstellung auf der anderen Seite?
Im zweiten Teil der Einführung steht die Gravitationswellen-Astronomie im Mittelpunkt. Dabei spielt die erste direkte Messung einer Gravitationswelle, das transiente Ereignis GW150914, eine zentrale Rolle. Wir werden vor allem die Bedeutung dieses Ereignisses und der zu erwartenden weiteren Messungen für die Astronomie ausführlich diskutieren.
Im Anschluss an die theoretische Einführung gibt es eine Führung durch die Sonderausstellung Einstein inside“ trifft Spiel der Kräfte“, die gerade im Haus der Wirtschaft gezeigt wird. Diese Ausstellung beleuchtet die Allgemeine Relativitätstheorie im wissenschaftlichen und historischen Kontext und stellt aktuelle Forschungsgebiete dar, die eng mit der Relativitätstheorie verknüpft sind. Dazu haben deutschlandweit Forschungsinstitutionen, die auf diesem Gebiet arbeiten, Beiträge über ihre Arbeit zur Verfügung gestellt. Diese Führung soll Ihre Vorbereitung für einen Besuch der Ausstellung mit Ihren Schülern unterstützen und Ihnen Möglichkeiten aufzeigen, wie die Ausstellung mit Schulklassen genutzt werden kann. Selbstverständlich können Sie alle Stationen ausprobieren, dabei steht der Dozent für Fragen zur Verfügung.
Raum: Karlsruhe
Dauer: 4 Stunden
Zielgruppe: Lehrerinnen und Lehrer. Die Fortbildung wird vom Regierungspräsidium als Lehrerfortbildung anerkannt.