Zeitdilatation

Die Zeitdilatation (von lat.: dilatare, ‚dehnen‘, ‚aufschieben‘) ist ein Effekt, der durch die Relativitätstheorie beschrieben wird. Die Zeitdilatation bewirkt, dass alle inneren Prozesse eines physikalischen Systems relativ zu einem äußeren Beobachter langsamer ablaufen: „Uhren gehen langsamer.“ Zu unterscheiden sind zwei Effekte: Zeitdilatation aufgrund relativer Bewegung, Zeitdilatation im Gravitationsfeld. Die Zeitdilatation aufgrund relativer Bewegung ist ein Effekt der speziellen Relativitätstheorie (Einstein, 1905). Wenn sich zwei Beobachter relativ zueinander bewegen, sieht jeder die Zeit des anderen langsamer ablaufen. Dieser 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 gleiche Zeit. Zeitdilatation und Lorentzkontraktion 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 (sofern sich die Beobachter nicht relativ zueinander bewegen). 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.