Warum gehen bewegte Uhren langsamer?

Betrachten wir eine Uhr im Raumschiff. Während wir zusehen, wie sie tickt, fliegt das Raumschiff von uns weg (wie nehmen jetzt einmal an, wir könnten die Uhr im Auge behalten). Da das Raumschiff sich in jeder Sekunde, in der wir die Uhr betrachten, eine grosse Strecke zurück legt, muss das Licht, das uns von der Uhr erreicht, in jeder Sekunde eine noch grössere Strecke zurücklegen, als wenn das Raumschiff stillstehen würde. Deshalb dauert (von uns aus gesehen) eine Sekunde auf dem Raumschiff scheinbar länger als eine Sekunde auf der Erde. Vom Raumschiff aus sieht es natürlich genauso aus, wenn man von dort aus eine Uhr auf der Erde beobachtet.

Dieser Effekt ist aufgrund der Gesetze der Relativitätstheorie, die fordern, dass kein Punkt im Universum gegenüber einem anderen "bevorzugt" ist, fundamental: bremst das Raumschiff und kehrt es darauf zur Erde zurück, dann ist auf dem Raumschiff tatsächlich weniger Zeit vergangen, als auf der Erde.

Natürlich gibt es keine Raumschiffe, die so schnell fliegen. Dass bei hohen Geschwindigkeiten aber die Zeit scheinbar "langsamer" vergeht, kann aber zum Beispiel an Muonen gezeigt werden. Diese entstehen, wenn kosmische Strahlung auf die Erdatmosphäre trifft. Muonen leben eigentlich viel zu wenig lang, um innerhalb ihrer (bei niedrigen Geschwindigkeiten bestimmten) Lebenszeit die Erdoberfläche zu erreichen - trotzdem erreichen viele dieser Muonen die Erdoberfläche. Das wird so interpretiert, dass die Muonen so schnell unterwegs ist, dass ihre Zeit so langsam abläuft, dass sie die Erdoberfläche erreichen können.