Endgültige Widerlegung der SRT

Hier wird die Relativitätstheorie Einsteins kritisiert oder verteidigt

Endgültige Widerlegung der SRT

Beitragvon Faber » Fr 17. Dez 2010, 03:53

Dieser gar nicht so lange Beitrag widerlegt die SRT endgültig. Die Argumentation dürfte für jeden angehenden Studenten nachvollziehbar sein, der die Voraussetzungen für ein Physik-, Mathe-, Ingenieurs- o.ä. Studium hat. Man muss nicht einmal etwas von der SRT verstehen, da ein entscheidender `Beweis' von Albert Einstein vorgelegt und widerlegt wird.

Es wird nachgewiesen, dass das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit mit dem Relativitätsprinzip nicht vereinbar ist.

Zur Elektrodynamik bewegter Körper, A. Einstein hat geschrieben:
Wir haben nun zu beweisen, daß jeder Lichtstrahl sich, im bewegten System gemessen, mit der Geschwindigkeit c fortpflanzt, falls dies, wie wir angenommen haben, im ruhenden [901] System der Fall ist; denn wir haben den Beweis dafür noch nicht geliefert, daß das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit mit dem Relativitätsprinzip vereinbar sei.

Zur Zeit t = τ = 0 werde von dem zu dieser Zeit gemeinsamen Koordinatenursprung beider Systeme aus eine Kugelwelle ausgesandt, welche sich im System K mit der Geschwindigkeit c ausbreitet. Ist (x, y, z) ein eben von dieser Welle ergriffener Punkt, so ist also

x^2 + y^2 + z^2 = c^2 t^2.

Diese Gleichung transformieren wir mit Hilfe unserer Transformationsgleichungen und erhalten nach einfacher Rechnung:

ξ^2 + η^2 + ζ^2 = c^2 τ^2.

Die betrachtete Welle ist also auch im bewegten System betrachtet eine Kugelwelle von der Ausbreitungsgeschwindigkeit c. Hiermit ist gezeigt, daß unsere beiden Grundprinzipien miteinander vereinbar sind.
(Meine Änderungen: Lichtgeschwindigkeit V in c umbenannt, Exponenten in der Form ^2 dargestellt)

Einstein gibt hier vor, zu beweisen, dass die Transformation von Punkten, die im lateinischen Inertialsystem (x;y;z;ct) zum Zeitpunkt t auf der Oberfläche einer Kugel um den Ursprung liegen, eine Menge von transformierten Punkten im griechischen Inertialsystem (ξ;η;ζ;cτ) ergibt, die dort zum Zeitpunkt τ ebenfalls auf einer Kugeloberfläche um den Ursprung liegen.

Ich verwende im folgenden ein Laborsystem (x;y;z;ct) und anstelle des griechischen ein gestrichenes System (x';y';z';ct').

Eine Kugeloberfläche um den Ursprung im Labor besteht aus der Menge aller Punkte bzw. Ereignisse, die die Gleichung

Code: Alles auswählen
(Gln1)   x^2 + y^2 + z^2 = c^2 t^2

erfüllen. Dabei ist c^2 t^2 das Quadrat des Radius, also R^2 = c^2 t^2. Einstein ist etwas schlampig, denn er vergisst, anzumerken, dass der Radius natürlich konstant sein muss. Es reicht nicht, dass die Punkte die Gleichung erfüllen, es muss weiterhin gelten, dass für alle Punkte R^2 = c^2 t^2 = const gilt, bzw. ct = const. Ohne diese weitere Bedingung ist keineswegs garantiert, dass die Punkte auf ein und derselben Kugeloberfläche liegen. Nehmen wir etwa die (x;y;z;ct)-Punkte (1;1;0;sqrt(2)) und (2;2,0;sqrt(8)). Diese beiden Punkte erfüllen die Gleichung Gln1, liegen aber nicht auf einer Kugeloberfläche sondern auf zwei verschiedenen Kugeloberflächen, deren Radien unterschiedlich sind, wie uns die ct-Komponente auf Anhieb verrät.

Wir nehmen nun eine Menge von Punkten bzw. Ereignissen, die tatsächlich auf einer Kugeloberfläche liegen. Eine Menge von Punkten, die also Gleichung Gln1 erfüllen, d.h. die überhaupt auf einer Kugeloberfläche liegen. (Welcher Punkt liegt denn eigentlich nicht auf irgendeiner Kugeloberfläche?) Wir nehmen eine Menge von Punkten, die auf ein- und derselben Kugeloberfläche liegen, d.h. die Gleichung Gln1 erfüllen und für die außerdem ct = const gilt.

Diese Menge von Punkten transformieren wir per Lorentztransformation ins gestrichene System. Wir tun das, um zu überprüfen, ob die Punkte im gestrichenen System ebenfalls alle auf einer Kugeloberfläche um den Ursprung landen. Das bedeutet, dass die transformierten Punkte die von Einstein oben griechisch notierte Gleichung Gln2

Code: Alles auswählen
(Gln2)   x'^2 + y'^2 + z'^2 = c^2 t'^2

erfüllen müssen. Halt! Nein! Das reicht nicht. Auch hier darf keine Schlamperei sein. Damit die transformierten Punkte nicht nur jeweils auf einer Kugeloberfläche liegen, sondern auch alle auf ein und derselben Kugeloberfläche, muss auch hier natürlich wieder ct' = const gelten.

Bisher habe ich nur auf Schlampereien hingewiesen. Nun komme ich zur Sache.

Einstein muss beweisen, dass irgendeine Menge von Punkten, die im Laborsystem auf ein und derselben Kugeloberfläche liegen, auch nach Transformation im gestrichenen System auf ein und derselben Kugeloberfläche liegen. Er muss dies beweisen um zu zeigen, dass das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit mit dem Relativitätsprinzip vereinbar sei. So sagt Einstein selbst (siehe Zitat oben). Sollte das mit den Kugeloberflächen nicht klappen, dann ist das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit mit dem Relativitätsprinzip nicht vereinbar. Und genau das ist der Fall.

Ein einziges kleines Beispiel reicht, um die SRT zu widerlegen. Wir müssen nur eine einzige kleine Menge von Punkten liefern, die im Laborsystem auf ein und derselben Kugeloberfläche liegen, und deren Abbilder nach Transformation im gestrichenen System nicht auf ein und derselben Kugeloberfläche liegen. Mit einem einzigen solchen Beispiel ist das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit mit dem Relativitätsprinzip nicht vereinbar und die SRT nicht nur in Nöten, sondern widerlegt.

Hier das Beispiel:

(x;y;z;ct)-Punkte, die auf ein und derselben Kugeloberfläche um den Ursprung liegen:

Code: Alles auswählen
(  x;  y;  z; ct)
-----------------
(  1;  0;  0;  1)
(  0;  1;  0;  1)
(  0;  0;  1;  1)
( -1;  0;  0;  1)
(  0; -1;  0;  1)
(  0;  0; -1;  1)

Alle Punkte liegen auf ein und derselben Kugelfläche, wie leicht zu erkennen. (Sieht arg trivial aus, das Beispiel, nicht wahr?)

Das gestrichene System sei mit der Geschwindigkeit v = 0,8660c in x-Richtung gegenüber dem Laborsystem bewegt. Dann ergeben sich die transformierten (x';y';z';ct')-Punkte mit den in der Wikipedia angegebenen Formeln der Lorentztransformation:

Bild

Ich bitte den Leser, sich die Mühe zu machen und selbst die Tasten des Taschenrechners warmzutippen. Weiter unten folgt auch Java-Code zur Berechnung. Die (x';y';z';ct')-Punkte ergeben sich durch Transformation tatsächlich zu:

Code: Alles auswählen
(  x;  y;  z; ct)  <->  (      x ';      y' ;      z' ;     ct' )
-------------------------------------------------------------------
(  1;  0;  0;  1)  <->  (  0,2679 ;  0,0000 ;  0,0000 ;  0,2679 )
(  0;  1;  0;  1)  <->  ( -1,7321 ;  1,0000 ;  0,0000 ;  2,0000 )
(  0;  0;  1;  1)  <->  ( -1,7321 ;  0,0000 ;  1,0000 ;  2,0000 )
( -1;  0;  0;  1)  <->  ( -3,7321 ;  0,0000 ;  0,0000 ;  3,7321 )
(  0; -1;  0;  1)  <->  ( -1,7321 ; -1,0000 ;  0,0000 ;  2,0000 )
(  0;  0; -1;  1)  <->  ( -1,7321 ;  0,0000 ; -1,0000 ;  2,0000 )

Man beachte, dass in vier von 6 Fällen sich korrekt ct' = 2 ergibt (letzte Spalte), während in 2 Fällen der Radius abweicht. Die 6 Punkte liegen im transformierten System auf 3 verschiedenen Kugeloberflächen.

Fazit: Damit ist nachgewiesen, dass das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit mit dem Relativitätsprinzip nicht vereinbar ist. Die SRT ist nicht zu retten.

Gruß
Faber

P.S.: Diese Widerlegung ist leider nicht auf meinem Mist gewachsen. Ich gebe nur wieder, was ich von Steven Bryant (RelativityChallenge.com) gelernt habe, der seine Erkenntnisse u.a. auf einer NPA-Konferenz der California State University vortrug.

P.P.S: Java-Code für die Transformation der Punkte:
Code: Alles auswählen
public class StevenBryant
{

   private static double[][] events = {
   //
         { 1, 0, 0, 1 }, //
         { 0, 1, 0, 1 }, //
         { 0, 0, 1, 1 }, //
         { -1, 0, 0, 1 }, //
         { 0, -1, 0, 1 }, //
         { 0, 0, -1, 1 }, //

   };

   public static void main(final String... args)
   {

      final double gamma = 2;
      final double vc = Math.sqrt(1 - (1.0 / gamma) * (1.0 / gamma));
      System.out.format("%-10s : %.4f\n", "v/c", vc);
      System.out.format("%-10s : %.4f\n", "gamma", gamma);
      for (double[] event : events)
      {
         final double x = event[0];
         final double y = event[1];
         final double z = event[2];
         final double ct = event[3];
         System.out.format("(");
         System.out.format(" %7.4f ;", (x - vc * ct) * gamma);
         System.out.format(" %7.4f ;", y);
         System.out.format(" %7.4f ;", z);
         System.out.format(" %7.4f )\n", (ct - vc * x) * gamma);
      }
   }
}


P.P.P.S: Ich bedanke mich bei Frau Lopez, die auf ihrem Blog auf die lesenswerte Mathematikerin G. Walton hinweist, die wiederum Steven Bryant empfiehlt.
Faber
 
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Re: Endgültige Widerlegung der SRT

Beitragvon Jocelyne Lopez » Fr 17. Dez 2010, 08:55

Faber hat geschrieben:
P.P.P.S: Ich bedanke mich bei Frau Lopez, die auf ihrem Blog auf die lesenswerte Mathematikerin G. Walton hinweist, die wiederum Steven Bryant empfiehlt.

In der Tat ist Gertrud Walton lesenswert, auch für Mathematiker und Mathematikkenner mit ihren eigenen Arbeiten, und sie engagiert sich auch seit Jahrzehnten für die weltweite Vorstellung der Kritiker der Relativitätstheorie:

Gertrud Walton: Mathematikerin und Kritikerin der Relativitätstheorie

Eine bemerkenswerte Frau, alle Achtung.

Viele Grüße
Jocelyne Lopez
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Re: Endgültige Widerlegung der SRT

Beitragvon Harald Maurer » Fr 17. Dez 2010, 17:32

Faber hat geschrieben:Ein einziges kleines Beispiel reicht, um die SRT zu widerlegen.


Das Beispiel überzeugt mich nicht. Zeigt doch Einstein selbst ab Seite 903 seiner Arbeit ZEBK, dass sich Kugeln nach Transformation zu Rotationsellipsoiden verwandeln, wobei es selbstverständlich ist, dass die in der x-Koordinate liegenden Oberflächenpunkte danach nicht mehr auf denselben Kugeloberflächen liegen können! ct=const gilt aber dennoch, weil ein Ausgleich dadurch erfolgt, dass die x-Koordinate von ZD und LK betroffen ist, wogegen y und z von der Transformation unberührt bleiben.

Grüße
Harald Maurer
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Re: Endgültige Widerlegung der SRT

Beitragvon Ernst » Fr 17. Dez 2010, 17:57

Harald Maurer hat geschrieben: wogegen y und x von der Transformation unberührt bleiben

Du meinst y und z ?

Ich kann in der Rechnung auch keinen Widerspruch zur SRT erkennen. Daß die LTransformation eine Gestaltänderung bewirkt, ist doch bekannt.

Gruß
Ernst
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Re: Endgültige Widerlegung der SRT

Beitragvon Jocelyne Lopez » Fr 17. Dez 2010, 18:27

Harald Maurer hat geschrieben:
Faber hat geschrieben:Ein einziges kleines Beispiel reicht, um die SRT zu widerlegen.


Das Beispiel überzeugt mich nicht. Zeigt doch Einstein selbst ab Seite 903 seiner Arbeit ZEBK, dass sich Kugeln nach Transformation zu Rotationsellipsoiden verwandeln, wobei es selbstverständlich ist, dass die in der x-Koordinate liegenden Oberflächenpunkte danach nicht mehr auf denselben Kugeloberflächen liegen können! ct=const gilt aber dennoch, weil ein Ausgleich dadurch erfolgt, dass die x-Koordinate von ZD und LK betroffen ist, wogegen y und x von der Transformation unberührt bleiben.


Eine mathematische Beschreibung kommt wohl ohne Beschreibung in einer natürlichen Sprache nicht aus, vor allem bei strittigen Fragen...

Zur Info:
G.O. Mueller hat auf diesen Fehler der SRT (bei der Deutung einer realen LK) in seiner Dokumentation hingewiesen: http://www.ekkehard-friebe.de/buch.pdf

E: Bewegung / Fehler Nr. 12

Die behauptete Längenkontraktion wird mit widersprüchlichem erkenntnistheoretischen Status (Anschein, Realität) eingeführt

Albert Einstein hat 1905 die Längenkontraktion mit eindeutig widersprüchlichen Aussagen eingeführt: mit einer Real-Version und einer Schein-Version.

Die Real-Version findet sich S. 896: die "allgemein gebrauchte Kinematik" (womit er die Newtonsche meint) wird damit charakterisiert, daß sie annimmt, "daß ein bewegter starrer Körper ... in geometrischer Beziehung vollständig durch denselben Körper, wenn er in bestimmter Lage ruht, ersetzbar sei." Diese Identität der Geometrie des Körpers in der Newtonschen
Kinematik bei allen verschiedenen Bewegungszuständen hält Albert Einstein für irrig und will sie mit seiner Kinematik-Theorie bestreiten: in der SRT-Kinematik soll der Körper diese geometrische Identität verlieren, weil durch Bewegung oder Ruhe eine reale
Änderung des starren Körpers bewirkt werden soll; vom Relativitätsprinzip ist keine Rede.

Eine Schein-Version findet sich S. 903: "Ein starrer Körper, welcher in ruhendem Zustande ausgemessen die Gestalt einer Kugel hat, hat also in bewegtem Zustande - vom ruhenden System aus betrachtet - die Gestalt eines Rotationsellipsoides ..." Im übernächsten
Absatz wird die Reziprozität ausdrücklich festgestellt.

Dieser Widerspruch zieht sich durch die gesamte Relativistik: jeder Autor kann sich eine Alternative aussuchen. Solange dieser Widerspruch von der Relativistik nicht anerkannt wird und ausgeräumt ist, ist die behauptete Längenkontraktion für die Kritik in keiner der beiden Versionen gültig; es ist nicht Aufgabe der Kritik und auch nicht möglich, den Relativisten zu einer konsistenten Theorie zu verhelfen, deren Hinfälligkeit offenbar ist, und die Kritik wäre auch nicht verpflichtet, vorsorglich beide Versionen zu widerlegen.



E: Bewegung / Fehler Nr. 13

In der Längenkontraktion sollen die Maße des kontrahierten Körpers senkrecht zur Bewegungsrichtung unverändert bleiben (selektive Kontraktion)

Die Behauptung der SRT über eine Längenkontraktion nur in der Bewegungsrichtung und keinerlei Längenänderung senkrecht zur Bewegungsrichtung steht als eine reine Behauptung ohne eine physikalische Begründung da und ist im Verlauf von 100 Jahren nie beobachtet worden: dies hindert die Relativisten nicht daran, die Längenkontraktion als unzweifelhaft verbürgten Effekt zu propagieren.

Deshalb ist es erforderlich, die Relativisten mit der Annahme eines rotierenden runden Körpers (Rotor, z.B. Motoranker) zu konfrontieren, der in einem IS ruht, mit seiner Drehebene parallel zur Bewegungsrichtung des IS: der Rotor mit rundem Querschnitt müßte sich nach SRT bei realer Kontraktion ständig zu einer Ellipse verformen, weil sein in der Bewegungsrichtung des IS liegender Radius ständig verkürzt (kontrahiert) werden müßte, während der Radius senkrecht auf der Bewegungsrichtung unverändert bleiben soll. Das Material des Rotors würde dabei also ständig in sich verformt, womit sich zwei Probleme stellen:

(1) Wie kann die Theorie über eine Kontraktion ausschließlich in der Bewegungsrichtung aufrechterhalten werden?

(2) Wie wäre die ständige Verformungsarbeit in dem Rotorkörper zu erklären, und was wäre die Energiequelle für diese Arbeit?

Mit derart einfachen Fragen nach der physikalischen Realisierung kann hier - wie in fast allen anderen grundsätzlichen Behauptungen - die Theorie schnell auf unlösbare Probleme geführt werden.

Der hier vorgetragene Kritikpunkt betrifft noch nicht die Existenz der Längenkontraktion überhaupt, sondern zunächst nur die behauptete selektive Wirkung dieses Effekts, deren Problematik bei einem Rotationskörper in einem IS schlagend demonstriert werden kann und begründet werden muß, aber nicht begründet werden kann, unabhängig von einer Begründbarkeit der Längenkontraktion selbst.

Die Herkunft dieser skurrilen Idee einer mehrfach selektiven Kontraktion - nämlich (1) nur in der "Länge" des bewegten Körpers und nicht in seinen anderen beiden Dimensionen, und (2) nur in derjenigen "Länge" des Körpers, die in der Bewegungsrichtung liegt - ist völlig klar: weil die Arme des Michelsonschen Interferometers als charakteristische Merkmale ihre Länge und Ausrichtung in der Bewegungsrichtung der gesuchten Ätherdrift aufweisen, und weil die Längenkontraktion von FitzGerald und Lorentz nur als adhoc-Hypothese zur Deutung des Michelson-Morley-Versuches zu dienen hatte, ging sie so in die Transformationsformeln von Lorentz und dann in die von Albert Einstein ein.

Schöner kann gar nicht demonstriert werden, was eine adhoc-Hypothese ihrem Wesen nach ist und welchen Schaden sie anrichten kann, wenn man ihre Herkunft und ihren Zweck vergißt.

Übrigens wird weder von Albert Einstein noch von seinen Nachfolgern jemals der Gedanke erörtert, daß ihre bewegten starren Körper außer der "Länge", die kontrahieren soll, und der "Senkrechten darauf", die nicht kontrahieren soll, vielleicht auch noch eine dritte Dimension haben könnten, und was mit dieser geschieht: kontrahiert oder nicht?

Als selbstverständlich nehmen alle Propaganda-Darstellungen an, daß auch diese dritte Dimension nicht kontrahiert, obwohl Albert Einstein darüber nichts verfügt. Aber wenn man weiß, daß im Michelson-Morley-Versuch die "Breite" der Interferometerarme keine Rolle spielt, dann versteht man auch, warum sie schon bei Lorentz und dann bei Albert Einstein fehlt. So primitiv ist diese Physik der ad-hoc-Lückenbüßer organisiert.


Viele Grüße
Jocelyne Lopez
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Re: Endgültige Widerlegung der SRT

Beitragvon Harald Maurer » Fr 17. Dez 2010, 19:09

Ernst hat geschrieben:Du meinst y und z ?


Ja, meinte ich. Habe mich verschrieben!

Grüße
Harald Maurer
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Re: Endgültige Widerlegung der SRT

Beitragvon Faber » Fr 17. Dez 2010, 19:10

Harald Maurer hat geschrieben:
Faber hat geschrieben:Ein einziges kleines Beispiel reicht, um die SRT zu widerlegen.


Das Beispiel überzeugt mich nicht. Zeigt doch Einstein selbst ab Seite 903 seiner Arbeit ZEBK [...]

Es ist ganz gleichgültig, was Einstein im Rest der Arbeit vermeintlich oder tatsächlich zeigt. Der Beweis hat zu beweisen, was zu beweisen ist. Einstein gibt selbst vor, was zu beweisen ist: Eine Kugelwelle im Laborsystem muss eine Kugelwelle im gestrichenen System ergeben. Warum? Weil sonst das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit mit dem Relativitätsprinzip nicht vereinbar ist.


Harald Maurer hat geschrieben:[...] Rotationsellipsoid [...]

Das wird eine kontrahierte Kugel sein. Wir sprechen ja hier aber nicht von einem Panzer oder einer Grube, die einer Kontraktion unterliegen mögen. Wir sprechen vom Licht. Das Licht soll sich in allen Systemen gleich verhalten. Das Licht muss sich gemäß Einsteins Postulat in allen Systemen als Kugelwelle ausbreiten.

Gruß
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Re: Endgültige Widerlegung der SRT

Beitragvon Faber » Fr 17. Dez 2010, 19:15

Ernst hat geschrieben:Ich kann in der Rechnung auch keinen Widerspruch zur SRT erkennen. Daß die LTransformation eine Gestaltänderung bewirkt, ist doch bekannt.

Ja, das ist bekannt. Gestaltänderung von Körpern ja, nicht aber Gestaltänderung der Lichtausbreitung.

Gruß
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Re: Endgültige Widerlegung der SRT

Beitragvon Faber » Fr 17. Dez 2010, 19:47

Man stelle sich einen Lichtblitz vor, der irgendwo im Raum ausgelöst wird. Gemäß Einsteins Postulat breitet sich dieser Lichtblitz in Form von Kugeloberflächen im Raum aus.

Nun stelle man sich vor, was verschiedene gegeneinander bewegte Beobachter laut SRT beobachten. Ihre Uhren mögen unterschiedlich schnell gehen. Sie mögen die Ausmaße eines Körpers im Raum unterschiedlich kontrahiert wahrnehmen. Die Kugel des einen mag dem anderen ein Rotationsellipsoid sein.

Das Licht aber breitet sich gemäß SRT ganz unabhängig vom Beobachter im Raum aus (egal welches Bezugsystem). Ein jeder Beobachter beobachtet, dass sich ein Lichtblitz in Form von Kugeloberflächen im Raum ausbreitet.

Gruß
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Re: Endgültige Widerlegung der SRT

Beitragvon Gluon » Fr 17. Dez 2010, 20:08

Tja, Herr Faber,

da haben Sie wohl vergessen, dass sich eine Kugelwelle bewegt. Sie haben aber die Punkte einer Kugel zu einem Zeitpunkt transformiert. Achten Sie mal auf die Zeitkoordinaten.

Gruß,
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