acadam:
An alle: Das Atomuhr - Experiment am Kölner Dom war wohl nur wegen der schönen Aussicht dort gemacht worden, der WDR wollte es unbedingt dort machen - wissenschaftlichen Anspruch hat es nicht gehabt (Aussage der PBT). Allerdings wurden ähliche Experimente an Bergen (z.B. dem Brocken) durchgeführt, wo der relativistische Zeitunterschied satte 50 ns betrug!
Das "Experiment" am Brocken besteht in analoger Weise zum Köln-Scherz lediglich aus Filmarbeiten im Auftrag des ARD und kann ebenfalls nicht als wissenschaftliches Experiment aufgefasst werden. Hübsches Filmchen mit schöner Aussicht auf die Landschaft, nichts weiter.
Wieso erwähnst Du nicht schlagkräftigere Beispiele für den Test des Uhrengangs im höheren Gravitationspotenzial? Da gäbe es z.B. das Maryland-Experiment. Auch aus dem GPS weiß man zweifelsfrei, dass die Atomuhren in den Satelliten schneller laufen als sie es auf dem Erdboden täten. Das ist doch ohnehin unbestreitbare Tatsache!
Zu denken, schneller (oder langsamer) laufende Uhren würden einen schnelleren oder langsameren Zeitlauf anzeigen, ist naiv und würde verraten, dass die Kenntnisse über SRT und ART mangelhaft wären. Die Effekte der Relativitätstheorien sind
relative Effekte - und keine absoluten (wie sie es in der Lorentzschen Variante wären!). Sie werden stets nur mit der Wahrnehmung aus einem anderen Koordinatensystem (Inertialsystem) wahrnehmbar (falls eine Relativbewegung vorliegt), wie im Fall der SRT, oder aus einem anderen Gravitationspotenzial heraus feststellbar, wie bei der ART! Es muss demnach also Relativbewegung oder unterschiedliches Gravitationspotenzial (oder beides) vorliegen, damit Uhrengang über- oder unterschätzt wird, was nichts anderes als einen Messfehler bedeutet, der mit der Lorentztransformation insofern ausgemerzt wird, als dass man mit ihrer Hilfe erfährt, wie die
falsch eingeschätzte Uhr
tatsächlich, nämlich völlig
unverändert, im anderen Bezugssystem läuft! Keine der in beiden Theorien, SRT und ART, beteiligten Uhren verändern in ihren Ruhsystemen ihren Gang (Uhrenhypothese!), sondern in beiden Theorien ist die
Fehleinschätzung von Uhren eine physikalisch unerklärte Auswirkung der Raumzeit, die in irgendeiner Weise hyperbolische bzw. gekrümmte oder verdrehte Transformationen erfordert, um festzustellen, dass die scheinbar falsch laufende Uhr tatsächlich unverändert läuft. Das ist Sinn und Zweck der Lorentztransformation. In der SRT ist diese Raumzeit-bedingte Fehleinschätzung von Uhren (und der mit ihrer Hilfe gemessenen Längen) symmetrisch, liegt also gegenseitig in gleicher Weise vor (damit das möglich ist, muss man die Gleichzeitigkeit relativieren). In der ART ist die Fehleinschätzung aufgrund unterschiedlicher Gravitationspotenziale nicht symmetrisch. Vom Satelliten des GPS aus würden Uhren am Erdboden langsamer eingeschätzt - und das bedeutet nicht, dass die Uhren tatsächlich langsamer laufen sondern dass alles, was man vom Erdboden im hochfliegenden Satelliten erfährt,
der Gravitationsrotverschiebung unterliegt (die man auch mit Newton berechnen kann) oder eben laut ART der Raumzeitkrümmung ... in beiden Fällen ist es nicht der Sender, der sich verändert,
sondern seine Botschaft, also die Signale von einem Potenzial zum anderen!
Das bedeutet in beiden Theorien, dass in ihren Eigensystemen keine Uhr ihren Gang verändert. Pound & Rebka haben die ART bzw. die Gravitationsrot- od. Blauverschiebung nicht damit bestätigt, dass der von ihnen eingesetzte Oszillator je nach Höhe seine Schwingungsdauer verändert, sondern damit, dass seine ausgestrahlte Frequenz ja nach Höhe erhöht oder erniedrigt ankommt - was man sowohl mit Newton erklären kann als eben auch mit der ART, die das auf andere Weise erklären muss, da es die Schwerkraft in dieser Theorie ja nicht gibt. In beiden Fällen liegt aber keine Veränderung des Oszillators vor,
sondern eine Veränderung seiner Signale - wobei dies bei Newton durch das Gravitations
feld konkret verursacht und bei Einstein hingegen durch die Wahrnehmung aus unterschiedlichem Gravitations
potenzial bewirkt wird!
Wenn Uhren in einem anderen Gravitationspotenzial nun tatsächlich ihren Gang verändern, hat das mit der ART grundsätzlich gar nichts zu tun. Und schon gar nicht, wenn sie es aufgrund unterschiedlicher Bauart unterschiedlich tun. Rubidium- und Cäsiumuhren verhalten sich auf dem Erdboden gleich, in den Satelliten weisen Rubidiumuhren plötzlich periodische Laufschwankungen auf, die bei Cäsiumuhren nicht auftreten. Da müssten die Rubidiumuhren eine schwankende Zeit messen und die Cäsiumuhren offenbar eine andere ... Von Unruheuhren, Pendel- oder Wasseruhren etc. ganz zu schweigen. Also hat das Verhalten von Uhren im Gravitationspotenzal nichts mit der "Zeit" zu tun, sondern mit jenem, was das Potenzial im übertragenen SInn zum Ausdruck bringt, die Stärke des
Gravitationsfeldes, in welchem sich die Uhren aufhalten.
Ein Effekt, der nur aufgrund der veränderten SIgnale wahrnehmbar wird, kann durch die prophylaktische Veränderung des Senders gar nicht ausgeglichen werden. Nehmen wir an, die Signale eines Oszillators werden auf ihrem Weg vom GPS-Satelliten zum Bodenempfänger aufgrund des ART-Effektes blauverschoben empfangen, so kann man diesen störenden Effekt nicht damit ausgleichen, indem man den Oszillator (der ja gleichzeitig eine Uhr definiert) etwas runterverstimmt, denn dann würde diese Uhr kontinuierlich zurückbleiben und keinesfalls mit der Bodenuhr synchron laufen, obwohl am Boden die Nominalfrequenz ankäme. Es ist ein Glück für das GPS, dass die Satellitenoszillatoren bzw. Uhren ganz gegen die Aussage der ART tatsächlich in ihren Eigensystemen schneller laufen, sie haben also nicht mehr die voreingestellte herabverstimmte Frequenz, sondern jene, die sie am Boden ohne diese Korrektur hätten. Zum einen wird dadurch das kontinuierliche Zurückbleiben verhindert, zum anderen bleibt seltsamer Weise die Blauverschiebung der Signale zum Boden aus! Das aber wäre der originale ART-Effekt ...- Und um nun beides, den Effekt des schnelleren Oszillators und den Effekt der Blauverschiebung nach unten, zu kompensieren, hätte die "relativistische" Korrektur der Uhren doppelt so hoch ausfallen müssen, was dann aber wieder dazu geführt hätte, dass die Uhren zurückbleiben, also immer mehr nachlaufen würden. Man hat also genau das kompensiert, was man schon kannte: den schnelleren Lauf von Atomuhren im höheren Gravitationspotenzial und auf die Blauverschiebung nach unten hat man vergessen - diese aber,
und nur diese ist in der ART vorgesehen! Der unterschiedliche Falschgang von Uhren unterschiedlicher Bauart in unterschiedlichen Gravitationspotenzialen (oder G.Gradienten) ist daher keine Bestätigung der ART, und das GPS ist schon deshalb keine Bestätigung der ART, weil man auf die Kompensation des echten ART-Effektes vergessen hat und diese Kompensation gar nicht möglich wäre, wenn der frequenzverstimmte Oszillator gleichzeitig den Gang einer Uhr definiert (was bei den GPS-Satelliten der Fall ist!).
Völlig analog zu diesem ART-Problem ist es auch nicht möglich, den ZD-Effekt der SRT durch prophylaktischen Eingriff in den Gang der Uhren zu kompensieren (daher ist auch die Einberechnung der SRT-ZD beim GPS glatter Unsinn!). Warum wohl? Würde ich den Gang einer Uhr, von der ich erwarte, dass sie in der Bewegung langsamer wahrgenommen wird, von vornherein im gleichen Ausmaß schneller stellen, was ja bedeutet, dass sie in ihrem Ruhesystem schon schneller läuft, liefe sie von vornherein meiner Referenzuhr in meinem BS davon und im relativ bewegten BS liefe sie deshalb falsch, weil bezogen auf die Längenkontraktion die Lichtgeschwindigkeit nicht konstant bliebe. Man kann also einen relativistischen Effekt nicht durch Manipulation von Uhren austricksen - könnte man das, bräuchte man die Lorentztransformation ja nicht. Daher ist der "relativistische" Korrekturversuch beim GPS keine Korrektur der RT-Fehler, sondern eine Korrektur eines konkret und real vorliegenden Einflusses der Gravitation auf den Gang von Uhren - und das ist eben NICHT die Aussage der ART.
Wenn man also die ART bestätigen will, genügt es, Rot- bzw. Blauverschiebung von Signalen von einem G.Potenzial zum anderen nachzuweisen, immer in dem Sinne,
als ob die betreffenden Oszillatoren langsamer oder schneller schwingen
würden! Tauchen in einem Experiment konkret verändert schwingende Oszillatoren auf, ist das kein Einfluss der gekrümmten Raumzeit, sondern der Einfluss des Gravitationsfeldes. Dieser Effekt ist
absolut, bzw. abhängig vom G.Gradienten und hat mit veränderter Wahrnehmung vom anderen Potenzial aus nichts zu tun. Und mit den RT deshalb auch nicht.
GPS, Kölner Dom und Brocken oder Maryland und all die vielen Experimente, die den konkreten Falschgang von Uhren nachweisen, auch Hafele & Keating etc. beweisen oder bestätigen daher in keiner Weise irgendeine der Relativitätstheorien, in welchen ein konkreter Falschgang gar nicht , sondern nur eine relativistische
Wahrnehmung aus bewegten Bezugssystemen oder G.Potenzialdifferenzen vorhergesagt wird! Es handelt sich ja nicht um physikalische Wirkungen an den beteilgten Körpern, sondern um Veränderungen des Raums und der Zeit, die zu einer anderen, aus euklidischer Sicht unerwarteten Lage von Koordinatensystemen führen und nichts sonst. Wenn diese relativistischen Effekte tatsächlich existieren, kann man sie nicht manipulativ ausgleichen, wie beim GPS behauptet, wo nur ein konkreter, gravitationsbedingter Falschgang ausgeglichen wird und das GPS aufgrund der angewandten Informationsverarbeitung glücklicherweise dennoch funktioniert, obwohl der echte ART-Effekt, nämlich die Blauverschiebung der SIgnale zum Boden vorliegen könnte. Die gute Funktion ist tatsächlich nur auf die kontinuierliche Korrektur der Daten zurückzuführen!
Wenn man also Uhren auf den Berg stellt und zurückholt, und sie unterscheiden sich von der Bodenuhr, oder man schickt sie auf Reisen und sie gehen nach der Rückkehr falsch, so bestätigt man damit nicht die RT sondern seine Unkennntis über die wahren Aussagen dieser Theorien, die in Wahrheit nicht behaupten, dass bewegte Uhren falsch gehen oder Im Keller die Vergangenheit und im GPS-Satelliten die Zukunft liegt, sondern diese Theorien gehen davon aus, dass Koordinatensysteme sich so zueinander verhalten, als wären sie durch die Raumzeit zueinander verdreht oder verzerrt wahrnehmbar. Und wenn dem so ist, hat die Lorentztransformation ihre Berechtigung. Und wenn dem nicht so ist, dann eben nicht. Der springende Punkt dabei ist nur die Frage, ob die Lichtgeschwindigkeit absolut konstant (bezogen auf einen Absolutraum) ist oder konstant in jedem beliebig definierbaren Koordinatensystem - also inveriant in jeder Lage. Nur ein Experiment zu dieser Frage kann klären, welche Variante der RT, Einstein oder Lorentz, weiterverfolgt bzw. weiter entwickelt werden sollte. Aufgrund physikalischer Einwirkungen falsch gehende Uhren beweisen, bestätigen oder widerlegen gar nichts!
Grüße
Harald Maurer