Relativ

13.12.2015

Jamie lebt mit seiner Schwester Amy im Haus der Eltern in Swords in der Nähe von Dublin. Während Amy, sie ist jetzt 8 Jahre alt, Tieren das Sprechen beibringt, beschäftigt sich Jamie überwiegend mit seinem Super-Enduro Freeride Bike, einem Kona Process.

Natürlich gibt es in der Umgebung von Swords keine Berge oder auch nur größere Anhöhen (Swords liegt an der Irischen See), so dass Downhill Fahrten nun wirklich sehr kurz ausfallen. Aber es gibt einen Challenge Trail für die jungen Nachwuchsfahrer. Dort verbringt Jamie die Nachmittage mit seinen Freunden. Mit Rory, dem rothaarigen Nachbarjungen, liefert er sich erbitterte Rennen, auch über die 4-Packs (Rampen) und mit Spezialeinlagen nach dem Überqueren der Ziellinie, wie einigen Barspins (Rotieren des Lenkers). Oftmals ist Amy dabei und feuert ihren Bruder an. Sie hat übrigens Bud, ihrem Roboter, den sie immer "dabei hat", beigebracht, ebenfalls anzufeuern.

Jamie ist mit seinen 10 Jahren schon bekannt als sehr schneller Fahrer. Seine halsbrecherischen Downhillflüge sind berüchtigt. Der Anführer der BMX-Bande, Mark, bezeichnet Jamies Speed als "schneller als das Licht". Er muss es wissen, den er ist schon 14 Jahre alt und hat an vielen Wettbewerben teilgenommen. Sein Vater hat eine Fahrradwerkstatt, und Mark immer das beste Material. Außerdem trägt er immer das richtige Outfit, die Kappe verkehrt herum und Sommersprossen im Gesicht. Er hat dann auch den Spitznamen von Jamie geprägt, nämlich "Buzz". Bekanntlich war Buzz Lightyear der kühnste Raumfahrer auf Erden. Berühmt geworden durch seinen Wahlspruch "To Infinity and Beyond", mit Lichtgeschwindigkeit bis ans Ende der Welt und darüber hinaus.

Im Winter nahmen die BMX-Aktivitäten von Jamie, alias Buzz, ein wenig ab. Das lag zum einen an der kalten Witterung, zum anderen an der Vielzahl von Aktivitäten, von der Pflege, Reparatur und Erneuerung seines Bikes, über das Nachholen von Lernstoff für die Schule, bis zu den Weihnachtsvorbereitungen, speziell der Beschaffung von Geschenken.

In diesem Jahr hatte sich Finn, Jamies Vater, etwas besonderes für seinen Sohn ausgedacht. Das Jahr 2015 ist nämlich ein Jubiläumsjahr. Zum hundertsten Mal jährt sich die Veröffentlichung der "Allgemeinen Relativitätstheorie" durch Albert Einstein. Am 25. November 1915 legte Einstein sein Werk der Preußischen Akademie der Wissenschaften in Berlin vor. Damit schuf er ein neues Weltbild. Was der Volksmund schon immer wusste: "Alles ist relativ" war nun wissenschaftlich bewiesen.

Am Weihnachtstag roch es nicht nur gut - Sinn hatte Plätzchen gebacken (Bud sah zu und übernahm dabei jeden Schritt in sein neues Programm "Plätzchen backen") - es lagen auch viele Geschenke unter dem Weihnachtsbaum. Die Kerzen brannten, draußen schneite es, Jamie und Amy (zum Fest mit Zöpfen) leuchteten vor Aufregung, und ihre Eltern stimmten das Weihnachtslied <Santa Claus is coming to Town> an. Amys Katze Swift miaute dabei ununterbrochen (sie weigert sich bis heute, sprechen, geschweige denn singen zu lernen - was aber auch damit zu tun haben könnte, dass sie sich von einem Roboter schon gar nichts sagen lässt!).

Dann ging es ans Auspacken. Amy juchzte ein paar mal und Jamie strahlte beim Anblick eines nagelneuen Laufradsets (Flybikes Felgen, vorne mit Eclat, hinten mit MacNeil Nabe). Daneben packte er ein flaches Päckchen, das ein Buch zu enthalten schien, nur beiläufig aus. Beim Blick auf das Cover runzelte er die Stirn und sah seinen Vater misstrauisch an. "Papa - das ist ein Buch!". Der antwortete auf diesen Vorwurf mit: "Richtig, mein Sohn. Es wird Zeit, dass du etwas über die Welt erfährst".

Man mag es nicht glauben, aber Jamie las tatsächlich immer wieder in dem Buch <Einsteins Welt für Kinder>. Es ist gut geschrieben, mit schönen Beispielen für die spezielle Relativitätstheorie im praktischen Leben. Finn fragte Jamie ab und zu, ob er schon etwas gelernt habe. Jamie sagte dann vage JA, aber sein neuestes Geheimnis verriet er nicht. Das Buch gefiel ihm inzwischen recht gut, denn es kam ihm vor wie ein Zauberbuch. Am besten fand er den Geschwindigkeitszauber. Da stand an einer Stelle ziemlich lapidar <Wenn du ganz schnell bist, vergeht deine Zeit langsamer>. Erst verstand er diesen Zauber nicht. Er mühte sich durch weitere Beispiele und Erklärungen, bis er verstand, wie es funktioniert.

Er erfuhr also, dass die Atomuhren in den GPS-Satelliten langsamer gehen, als sie es auf der Erde tun würden. Ohne Korrektur würde das zu einer fehlerhaften Standortbestimmung führen. Jamie erschrak. Am Lenker seines BMX-Bikes hat er einen GPS-Empfänger mit Display montiert. Was wäre, wenn er ständig eine falsche Position angezeigt bekäme, und deshalb nicht sicher sein konnte, dass er wirklich da war, wo er meinte zu sein? Schrecklich, besonders bei Sprüngen!

Jamie beschloss, Tests durchzuführen. Es war seinen Eltern schon aufgefallen, dass Jamie nach den Weihnachtsfeiertagen auch bei schlimmstem Wetter mit dem Bike losfuhr, doch sie schrieben das seinem Stolz auf die neumontierten, hellgrün strahlenden Laufräder zu.

Jamie fuhr den Trail immer und immer wieder ab. Jedesmal, wenn er sich in der Half-Pipe in die Höhe katapultierte und im höchsten Punkt schwerelos wurde, las er blitzschnell das Display ab. Doch jedesmal bestätigte sein GPS-Empfänger die Position über der Pipe. Es war also richtig. Man hatte demzufolge die relativistische Zeitdehnung erfolgreich korrigiert. Jamie war sehr zufrieden mit sich, dass er diesen Beweis erbracht hatte.

Aber es kam noch besser. Jamie fing an, seine eigene Zeitdehnung zu testen. An einem Sonntag um die Mittagszeit ging er in die Küche, um Sinn mitzuteilen, dass er noch kurz auf den Kurs wollte, um zu trainieren. Sinn sah ihn mahnend an und sagte: "Es ist Viertel vor Zwölf! Dass du mir um 12 Uhr wieder hier bist, hörst du. Wir essen dann!".

Jamie sauste los. Die Sonne hing am Horizont, Wasserlachen spiegelten auf der Straße, es war rutschig. Jamie fuhr wie besessen. An der Strecke angekommen blickte er kurz auf seine Armbanduhr und legte los. Am Ende jeder Runde checkte er die Uhrzeit. Völlig erschöpft hörte er nach fünfzehn Minuten auf. Auf eine Minute wird es wohl nicht ankommen, dachte er, dann bin ich zuhause.

Als Jamie, immer noch keuchend und schnaufend ins Esszimmer trat. war der Tisch abgeräumt. Es war 12:01 Uhr. Das war unfair! Sinn sah zur Tür herein. "Da bist du ja. Warum warst du so lang weg? Jetzt ist alles aufgegessen, denn wir wollten nicht länger warten - naja, etwas ist noch übrig". "Mama, guck auf meine Uhr!" protestierte Jamie. Und tatsächlich, die Uhr zeigte jetzt auf 12:02 Uhr. "Auch das noch", seufzte Sinn, "Deine Uhr ist stehengeblieben". Jamie wusste, dass die Uhr nicht stehengeblieben war, aber er sagte nichts.

Nach diesen Anfangsbeweisen für seine persönliche Zeitdehnung erwachte in ihm der Forschergeist. Es gelang ihm zunehmend besser, die Zeitspanne, die in der Welt um ihn herum verstrich, während er schnell unterwegs war, abzuschätzen. Das half ihm, nicht immer zu spät zu kommen. Und trotzdem wurde Jamie bekannt als notorischer Zuspätkommer. Das störte ihn nicht sehr. Er führte jetzt Protokolle und legte Listen an, in die er seine Zeit und die Zeit der Anderen eintrug. Später einmal wollte er die Listen auf seiner Website veröffentlichen.

In den folgenden Jahren vervollkommnete Jamie seine Fahrtechnik und nahm an etlichen BMX-Rennen teil. Da er inzwischen die Zeitverhältnisse recht gut kannte, gelang es ihm, meist doch noch rechtzeitig bei seiner eigenen Siegerehrung dabei zu sein.

Eines hatte er nicht bedacht und war deshalb erstaunt: seine Schwester Amy wurde schnell ein großes Mädchen. Urplötzlich fielen ihre beiden Geburtstage zusammen und Amy war vierzehn, so wie Jamie. Immer war sie zwei Jahre jünger gewesen als er! Jamie wurde es klamm ums Herz. Immerhin war es seine Schuld, dass Amy so schnell alt wurde (jetzt schon vierzehn!). Vielleicht war ihr auch gar nichts passiert und sie lebte wie immer. Nur er lebte langsamer als sie, weil er schneller war als sie. Immer wenn Jamie eine Antwort suchte, schlug er im Buch <Einsteins Welt für Kinder> nach. Da stand klipp und klar: Ein schneller Körper bewegt sich in einer anderen Raumzeit als ein langsamer Körper. Klar wie Hühnerbrühe!

Der Rest ist auch schnell erzählt. Nach der Schule nahm Jamie ein Studium am Dublin Institute of Technology auf. Er wählte die Ingenieurwissenschaften als Fach. Mit seinen Erkenntnissen über das Wesen der Zeit wollte er irgendwann einmal eine Zeitmaschine bauen, doch das ist eine andere Geschichte. Viel wichtiger ist, dass er am Institut seine Kate kennenlernte. Sie war zwei Jahre jünger und ein wahrer Engel. Sie studierte Pharmazie (und Drogen). Etliche Male sorgte sie für einen Rausch der Gefühle, der die beiden eng verband. Es dauerte nicht sehr lang, bis Kate ihrem Jamie einen Heiratsantrag machte. Jamie hatte in jenem Moment noch etwas Speed in sich und zögerte deshalb kaum, ja zu sagen.

Es hätte eine sehr romantische Trauung werden können. Die Familien waren eingeladen, die Festlichkeit in der St. Audeon's Church in Dublin zu begehen. Kate war mit ihren Eltern, Count und Countess Woodstock schon eingetroffen, ebenso Jamies Eltern, Sinn und Finn. Die kleine Kirche war recht gut gefüllt mit den Angehörigen und Studienfreunden. Nur Jamie fehlte noch.

Er war zum Flughafen gefahren, um einen großen Blumenstrauß zu besorgen, den er ganz persönlich seiner Braut überreichen wollte. Unangenehm überrascht stellte er bei der Ausfahrt aus der Tiefgarage fest, dass nur noch wenig Zeit bis zur Trauung blieb. Also raste er los. Die M50 nach Dublin hat wohl noch nie einen derartig schnellen Austin-Morris gesehen.

Aber es kam, wie es kommen musste: Jamie kam zu spät. Die Traugäste standen vor der Kirche. Kate schluchzte völlig aufgelöst in den Armen ihrer Mutter. Der Priester stand ratlos in der Eingangspforte. Jamie sprang aus dem Auto, stürzte zu Kate und stolperte dabei, so dass er vor ihr zu liegen kam und gerade noch den Blumenstrauß in die Höhe halten konnte.

Es ist nicht verkehrt zu erwähnen, dass die Trauung einige Jahre später erfolgreich wiederholt wurde. Jamie, geplagt von Schuldgefühlen, gelobte damals, in Zukunft nur noch in Kates Raumzeit zu leben und nicht mehr in seiner eigenen.

Nachtrag:

Der erste Teil der Erzählung von Jamie und Amy findet sich im Aufsatz iRobo.

Die Effekte der Längenkontraktion und Zeitdilatation treten messbar erst bei relativistischen Geschwindigkeiten auf, das sind lineare Bewegungen bei Geschwindigkeiten größer als 10% der Lichtgeschwindigkeit, also ab ca. 30.000 km/h. Doch schon die GPS-Satelliten, die in einer Höhe von rund 26.000 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von rund 14.000 km/h unterwegs sind, zeigen eine Verlangsamung ihrer Atomuhren. Gleichzeitig sorgt die geringe Anziehungskraft der Erde in dieser Höhe für eine schnellere Gangart. Beide Effekte kompensieren sich nicht, sondern lassen eine Differenz zur Erdzeit übrig. Ohne Korrektur von der Erde aus würde die Standortbestimmung fehlerhaft sein. Man muss jedoch ergänzen, dass viele andere Fehler, die ebenfalls korrigiert werden, wesentlich größer sind. Dazu zählen Signalverfälschungen in der Erdatmosphäre, die schwankende Erdrotation, und die relative Ungenauigkeit der Empfänger-Quarzuhren.