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KVHS Northeim 2025 : Astronomie - eine Reise durch Raum und Zeit

Zeit

Definition und Bedeutung der Zeit in der Physik

In der Physik ist Zeit eine fundamentale Grösse zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen. Sie erlaubt es, Veränderungen zu messen und dynamische Prozesse mathematisch zu modellieren. Zeit ist eine der sieben SI-Basisgrössen, ihre Einheit ist die Sekunde (s).

Die Zeit ist eine nicht direkt sichtbare, aber unverzichtbare Grösse zur Beschreibung vieler physikalischer Prozesse. Sie verknüpft Zustände, erlaubt Vorhersagen und stellt eine zentrale Achse in Raum-Zeit-Modellen dar. Moderne Physik zeigt, dass Zeit relativ, strukturierbar und in tiefem Zusammenhang mit Raum, Energie und Gravitation steht.

Definition der Sekunde (SI)

Die Sekunde ist definiert als die Dauer von 9 192 631 770 Schwingungen der Strahlung, die beim Übergang zwischen zwei Hyperfein-Niveaus des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms entsteht.

Mathematische Einbindung

In physikalischen Gleichungen ist die Zeit meist die unabhängige Variable, z. B.:

$v = \dfrac{s}{t} \quad\text{oder}\quad a = \dfrac{\Delta v}{\Delta t}$

Diese Formeln zeigen, dass Zeit gebraucht wird, um Änderungen von Ort (Bewegung) oder Geschwindigkeit (Beschleunigung) zu quantifizieren.

Bedeutung in verschiedenen Bereichen der Physik

Zeit als Messgrösse

Zur Messung von Zeit werden Uhren verwendet, angefangen bei Pendeluhren bis hin zu modernen Atomuhren. Diese sind für GPS-Systeme, Telekommunikation und fundamentale Forschung unerlässlich.

Zeit und Kausalität

In der klassischen Physik ist Zeit linear und verläuft immer vorwärts: Ursache $\rightarrow$ Wirkung. In der Quantenphysik und Kosmologie wird untersucht, ob diese Asymmetrie grundlegend oder emergent ist.



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