Den Maxwell-Gleichungen (1865) wohnte eine Verlegenheit inne: sie sagen vorher, dass die Lichtgeschwindigkeit c ist, unabhängig von Bewegung der Quelle oder des Beobachters. Das widersprach der newtonschen Mechanik, in der sich Geschwindigkeiten addieren sollten. Vierzig Jahre lang versuchten Physiker, beide zu versöhnen, indem sie einen Äther postulierten. Das Michelson-Morley-Experiment (1887), eigens zur Erfassung der Erdbewegung durch ihn entworfen, fand nichts. 1905 schlug Albert Einstein — ein 26-jähriger Patentangestellter in Bern — eine andere Lösung vor: die Maxwell-Gleichungen ernst nehmen und die Mechanik passend umarbeiten. Heraus kam die Spezielle Relativitätstheorie.
Die Spezielle Relativitätstheorie ruht auf zwei Postulaten: (1) die Gesetze der Physik haben in allen Inertialsystemen dieselbe Form; (2) die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Inertialsystemen dieselbe. Das erste verallgemeinert die galileische Relativität; das zweite widerspricht ihr. Zusammen erzwingen sie radikale Revisionen von Raum und Zeit. Zeitdilatation: eine bewegte Uhr läuft langsamer um den Faktor γ = 1/√(1 − v²/c²). Bei v = 0,87 c ist γ = 2; die Uhren ticken halb so schnell. Längenkontraktion: ein bewegtes Objekt verkürzt sich in Bewegungsrichtung um denselben Faktor. Relativität der Gleichzeitigkeit: zwei Ereignisse, die der eine Beobachter gleichzeitig sieht, sieht der andere nacheinander. Masse-Energie-Äquivalenz: E = mc² — Masse ist eine Form der Energie, Umrechnungsfaktor c² (≈ 9 × 10¹⁶ J/kg) — folgt aus den zwei Postulaten und ist nicht angenommen. Lorentz-Transformationen ersetzen die klassischen Galilei-Transformationen; sie erhalten das Raumzeit-Intervall Δs² = c²Δt² − Δx² − Δy² − Δz², die einzige Invariante, mit der die SRT die getrennten Zeit- und Raumabstände ablöst. Vierervektoren (Ort, Geschwindigkeit, Impuls, Energie-Impuls) bündeln, was die klassische Mechanik separat behandelte. Die Kausalität wird durch die Struktur des Lichtkegels gesichert: Ereignisse außerhalb des Lichtkegels eines anderen können kausal nicht verbunden sein, und die SRT verbietet überlichtschnelle Signale. Die Effekte sind bei alltäglichen Geschwindigkeiten unmerklich — γ ≈ 1 + 5 × 10⁻¹⁰ bei Düsenflug-Tempo —, aber real und messbar. Das Hafele-Keating-Experiment von 1971 flog Atomuhren um die Welt und fand exakt die vorhergesagte Zeitdilatation.
GPS-Satelliten müssen sowohl die Spezielle Relativitätstheorie herausrechnen (~14 000 km/h, ~7 μs/Tag zu langsam) als auch die Allgemeine Relativitätstheorie (schwächere Gravitation in der Höhe, ~45 μs/Tag zu schnell); ohne die Korrekturen würden Positionen pro Tag um Kilometer abdriften. Teilchenbeschleuniger (der LHC) bringen Teilchen routinemäßig auf > 0,999 c, wo γ mehrere Tausend erreicht und die SRT zur dominanten Korrektur wird. Kernkraft und Kernwaffen beziehen ihre Energie aus E = mc² — die Masse der Spaltprodukte ist geringfügig kleiner als die des Ausgangskerns. Myonen aus der kosmischen Strahlung an der Erdoberfläche müssten vor ihrer Ankunft zerfallen sein, werden aber durch ihre relativistischen Geschwindigkeiten zeitdilatiert und überstehen die Reise.