Bekanntlich sind Gewicht und Masse eines Körpers etwas völlig verschiedenes. Nehmen wir einen Hammer und schlagen damit einen Nagel in die Wand. Der Hammer kann das, weil er Masse hat. Sein Gewicht ist völlig unwichtig dabei. Denn: nehmen wir den Hammer mit in das Weltraumlabor, so wird der Hammer gewichtslos. Trotzdem können wir mit ihm immer noch genau so gut einen Nagel in die Wand schlagen wie unten auf der Erde (sollten es dort oben aber lieber lassen :-)).

Wenn wir nun, wie einst Galilei, ein Sortiment verschieden schwerer Hämmer vom schiefen Turm von Pisa werfen (dort ging es damals wegen der Schieflage besonders gut, heute wäre es schon schwieriger, denn man hat den Turm in den letzten Jahren wieder leicht aufgerichtet), sehen wir, dass alle Hämmer, gleichgültig ob Uhrmacherhämmerchen oder Vorschlaghammer, gleich schnell zu Boden fallen. Galilei hat das Experiment mit verschieden schweren Flintenkugeln gemacht (besser: vorgeführt). Er musste es für sich gar nicht machen. Galilei war durch eine einfache Überlegung klar geworden, dass alle Körper gleich schnell fallen müssen. Er brauchte sich nur zwei verschieden schwere Kugeln vorzustellen, die mit einer Kette verbunden sind.

Nehmen wir einmal an, die schwere Kugel würde schneller fallen wollen als die leichte, dann müsste die schwere Kugel die leichte an der Kette hinter sich herziehen und die leichte Kugel wiederum die schwere bremsen. Als Resultat hätten die beiden Kugeln eine mittlere Fallgeschwindigkeit: schneller als die leichte allein und langsamer als die schwere allein. Nun schweißen wir im nächsten Versuch beide Kugeln einschließlich Verbindungskette zu einer einzigen Kugel zusammen. Die ist schwerer als im Versuch zuvor die schwerere der beiden Kugeln. Also müssten die vereinigten Kugeln jetzt schneller fallen als die schwere Kugel zuvor allein. Wir hatten aber eben überlegt, dass beide Kugeln zusammen langsamer sein müssten. Also führt die Annahme, dass schwere Körper schneller fallen als leichte zu einem logischen Widerspruch. Daraus folgerte Galilei, dass alle Körper, unabhängig von ihrem Gewicht, gleich schnell fallen müssen. Das Theater mit dem Turm inszenierte er nur für die ungläubigen und denkfaulen Büchergelehrten.

In Physikbüchern wird gern der unglaubliche „Zufall“ herausgestrichen, der erst durch Einsteins ART befriedigend erklärt worden sei, nämlich, dass träge und schwere Masse (umgangsprachlich: Masse und Gewicht) von exakt gleichem Betrag sind. Wie schon Galilei wusste, ist das überhaupt kein Zufall. Logischerweise kann es gar nicht anders sein und der Umstand, dass alle Körper gleich schnell fallen, ist daher auch keine Rechtfertigung für die Existenz der ART.

Wenn ein Körper fällt, wird er immer schneller. Der Fallweg wächst mit dem Quadrat der Fallzeit. Nach einer Sekunde ist ein Gegenstand 4,9 Meter tief gefallen, nach zwei Sekunden sind es bereits 19,6 Meter, nach 3 Sekunden 44,1 Meter usw. Das macht die Erde so geschickt, dass sie entsprechend der Masse des Körpers die Anziehungskraft (=die Gewichtskraft) genau so passend erhöht, dass im Endeffekt für alle Gegenstände die gleiche Fallbeschleunigung herauskommt. Sollte es ein Zufall sein? Anders als Galilei, dem das naturnotwendig und logisch vorkam, wunderte sich Einstein doch sehr darüber. Er zäumte daher das Pferd anders herum auf, so dass nun alle mitstaunen sollten. Was, so überlegte er sich, geschieht im freien Fall? Und kam zu der Antwort, dass nur frei fallende Körper wahrhaft ruhen, denn der frei fallende Köper entzieht sich allen Kräften und es entsteht das Gefühl der Schwerelosigkeit. Was aber nun, wenn der fallende Körper gleichzeitig rotiert? Kann er sich den Fliehkräften, die dann in ihm auftreten, ebenfalls durch eine Art von „freiem Fall“ entziehen? Jetzt wird es schon deutlich schwieriger, und daher wird dieser Fall meist gar nicht erst in Erwägung gezogen.

Im Laufe seiner Überlegungen zum wahren Wesen der Schwerkraft kam Einstein zu der Überzeugung, dass die Gravitation nicht mit der elektrischen oder magnetischen Anziehung oder Abstoßung vergleichbar ist. Elektrische und magnetische Kräfte lassen sich abschirmen, die Schwerkraft aber nicht. Auch gab ihm zu denken, dass die Wirkung der Schwerkraft genau in dem Maß steigt, in dem auch die Masse bzw. die Trägheit zunimmt. Also vermutete Einstein, die Schwerkraft müsse eine Eigenschaft des Raumes oder der Raumzeit sein. In den weiteren Ausarbeitungen zur Speziellen Relativitätstheorie war es nämlich zu einer Verschmelzung von Raum und Zeit gekommen. Besser müsste man wohl sagen, dass die Zeit in einen Vektor und so in einen Teil des Raums umgewandelt wurde. Nicht durch Einstein selbst, der dieser Interpretation zunächst skeptisch gegenüber stand. Auch nicht durch einen anderen Physiker, sondern durch einen Mathematiker, der mit der physikalischen Wirklichkeit eher willkürlich-sorglos umging. Es war der Göttinger Professor Hermann Minkowski (1864-1909, s. Bild), der mit den mathematischen Leistungen seines früheren Schülers Albert sehr unzufrieden gewesen war, nun aber von dessen unerwartetem Ruhm profitieren wollte. („Ach, der Einstein? Der schwänzte doch immer die Vorlesungen – dem hätte ich das gar nicht zugetraut“ soll sich Hermann Minkowski gegenüber seinem Assistenten Max Born (1882–1970) geäußert haben, als er von Einsteins spezieller Relativitätstheorie erfuhr.)

Ganz zweifellos war Minkowski(Bild) einer der herausragenden Mathematiker seiner Zeit und lebenslang Freund von David Hilbert, der als der größte seiner Zunft galt. Bereits lange vor den Veröffentlichungen Einsteins hatte Minkowski daran gearbeitet, die Geometrie, also das anschaulich Visualisierbare, auf die unanschauliche Zahlentheorie auszudehnen. Als Minkowski um 1905 herum die relativistischen Arbeiten von Einstein, Poincaré und anderen näher studierte, kam ihm eine mathematische Eingebung, die er für stark revolutionär hielt.

(Anmerkung: Höherdimensionale Räume waren im 19. Jahrhundert schon lange en vogue. 1883 war Wilhelm Busch bereits eine Dimension weiter als Minkowski. Im ersten Kapitel des Balduin Bählamm finden sich die folgende Zeilen:

Nicht so der Dichter. Kaum missfällt
Ihm diese altgebackne Welt,
So knetet er aus weicher Kleie
Für sich privatim eine neue
 
Und zieht als freier Musensohn
In die Poetendimension,
die fünfte, da die vierte jetzt
Von Geistern ohnehin besetzt.

Der Geist Minkowskis besetzte die vierte jetzt erneut im Namen der Physik. Mit sicherem Gespür für den Geist einer neuen Zeit sprang Minkowski auf den schon mächtig dampfenden Zug des „Schwänzers“ und verlieh dem losschnaubenden Gefährt einen mathematisch- futuristischen Anstrich.