Realität-mal-so-mal-so

[Rudi Knoth]

Selbst Einsten musste zugeben, dass die Physik ohne Äther undenkbar ist!

...Zusammenfassend können wir sagen: Nach der allgemeinen Relativitätstheorie ist der Raum mit physikalischen Qualitäten ausgestattet; es existiert also in diesem Sinne ein Äther. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie ist ein Raum ohne Äther undenkbar; denn in einem solchen gäbe es nicht nur keine Lichtfortpflanzung, sondern auch keine Existenzmöglichkeit von Maßstäben und Uhren, also auch keine räumlich-zeitlichen Entfernungen im Sinne der Physik...

SRT tot!

Nun ja so einfach ist dies nicht. Denn einige Absätze davor stand in dieser Rede:

Indessen lehrt ein genaueres Nachdenken, daß diese Leugnung des Äthers nicht notwendig durch das spezielle Relativitätsprinzip gefordert wird. Man kann die Existenz eines Äthers annehmen; nur muß man darauf verzichten, ihm einen bestimmten Bewegungszustand zuzuschreiben, d.h. man muß ihm durch Abstraktion das letzte mechanische Merkmal nehmen, welches ihm Lorentz noch gelassen hatte.

Also die SRT ist dann immer noch gültig.

Gruß
Rudi Knoth

[Harald Maurer]

Also die SRT ist dann immer noch gültig.

Die SRT wurde aus der Poincare-Einstein Uhrensynchronisation entwickelt. DIeses naive Fundament bringt man sofort zum Einsturz, wenn man eine andere Synchronisationsmethode einsetzt - beispielsweise eine mechanische (Stange, Welle, Zugleinen etc.) Man erreicht auf diese Weise, dass von vornherein eine Synchronisation aller Uhren, gleichgültig in welchem Bezugssystem, erreichbar ist. Der mathematische Zirkus der SRT findet dann nicht statt.

Grüße
H. Maurer

[bumbumpeng]

Indessen lehrt ein genaueres Nachdenken, daß diese Leugnung des Äthers nicht notwendig durch das spezielle Relativitätsprinzip gefordert wird. Man kann die Existenz eines Äthers annehmen; nur muß man darauf verzichten, ihm einen bestimmten Bewegungszustand zuzuschreiben, d.h. man muß ihm durch Abstraktion das letzte mechanische Merkmal nehmen, welches ihm Lorentz noch gelassen hatte.

Also die SRT ist dann immer noch gültig.

@Rudi Knoth,
Aber nur für die, die daran glauben.

Was meint Einstein mit: 'bestimmten Bewegungszustand' ?
Feld ist Kraftfeld. Die Kraftfelder sind an die Himmelskörper gebunden. Wenn die Erde mit ca. 30 km/s um die Sonne kreist, dann ebenso die Felder der Erde.

[Frau Holle]

Die SRT wurde aus der Poincare-Einstein Uhrensynchronisation entwickelt. DIeses naive Fundament bringt man sofort zum Einsturz, wenn man eine andere Synchronisationsmethode einsetzt - beispielsweise eine mechanische (Stange, Welle, Zugleinen etc.) Man erreicht auf diese Weise, dass von vornherein eine Synchronisation aller Uhren, gleichgültig in welchem Bezugssystem, erreichbar ist. Der mathematische Zirkus der SRT findet dann nicht statt.

Unsinn. Die taktgebenden Atome zweier Cäsium-Atomuhren z.B. sind nicht irgendwie miteinander verbunden. Sie "ticken" dennoch synchron, von Natur aus, wenn sie im gleichen Gravitationspotential permanent einen konstanten räumlichen Abstand haben. Dazu müssen sie überhaupt gar nicht synchronisiert werden. Es ist ein Naturgesetz, dass sich sich gleich verhalten. Ein Cäsium133-Atom ist wie jedes andere, im ganzen Universum, genau wie Wasserstoff oder jedes andere Element.

Mit Experimenten, wo zwei präzise Uhren zunächst nebeneinander ruhen, dann eine davon wegbewegt wird, zum Ausgangspunkt zurückkehrt und dort wieder ruht, zeigen am Ende die beide Uhren eine verschieden lange Dauer des Experiments. Dau braucht es keinerlei Synchronisation. Einfach die Uhrzeit beim Start abziehen von der Uhrzeit am Ende, und man hat die gesuchte Dauer. Der Prototyp war bekanntlich das Hafele-Keating-Experiment. Auch wenn die Präzision damals noch wünschen übrig ließ... Es gab ja inzwischen weitere Experimente dieser Art. Eins davon hat Rudi oben verlinkt.

In mechanischen Stangen etc. breitet sich die Wirkung maximal mit Lichtgeschwindigkeit aus. So könnte man keine Uhren synchronisieren. Setzt man Uhr A in Gang, dann startet Uhr B am anderen Ende der Stange erst später und nicht gleichzeitig. Das ist naiv, wenn auf diese Weise eine Uhrensynchronisation zustande bringen will.
 

[Skeptiker]

Dort erfolgt der Übergang des Ausbreitens in die el. und den magn. Felder der Sonne und bei ca. 1,5 Mio. km von der Erde entfernt erfolgt die Übergabe an die el. und magn. Felder der Erde.

Unter normalen Bedingungen breitet sich Licht im **Vakuum** immer mit der gleichen Geschwindigkeit aus, unabhängig von äußeren elektromagnetischen Feldern. Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum beträgt etwa \( c = 299.792.458 \ \text{m/s} \), und dies ist eine fundamentale Konstante in der Physik.

### Elektromagnetische Felder und die Lichtgeschwindigkeit

In einem **Vakuum** gibt es keine messbare Abhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit von externen elektromagnetischen Feldern. Allerdings kann die **Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht** in **Materie** durch bestimmte elektromagnetische Effekte beeinflusst werden.

1. **Faraday-Effekt** (Magnetooptischer Effekt):
In einem Material (z. B. Glas oder bestimmten Flüssigkeiten) kann die Ausbreitungsrichtung des Lichts durch ein starkes externes Magnetfeld beeinflusst werden. Dies führt zu einer **Drehung der Polarisationsebene** von polarisiertem Licht. Dieser Effekt ist jedoch eine Änderung der Polarisation, nicht der Geschwindigkeit des Lichts selbst. Die Lichtgeschwindigkeit bleibt im Vakuum gleich, aber in Materie kann sie durch die Wechselwirkung mit einem Magnetfeld beeinflusst werden.

2. **Kerr-Effekt** (Elektrooptischer Effekt):
Ein starkes elektrisches Feld kann in einigen Materialien eine Änderung des **Brechungsindex** verursachen. Dies verändert die Geschwindigkeit, mit der sich das Licht durch dieses Medium bewegt, da der Brechungsindex den Zusammenhang zwischen Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und der Ausbreitungsgeschwindigkeit im Medium bestimmt. Dies beeinflusst also die Geschwindigkeit des Lichts in einem Medium, aber nicht im Vakuum.

3. **Elektromagnetische Felder im Vakuum**:
Im Vakuum gibt es keine direkte experimentelle Evidenz, dass elektromagnetische Felder (elektrische oder magnetische) die Lichtgeschwindigkeit beeinflussen. Die Maxwell-Gleichungen, die die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen beschreiben, zeigen, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum nur von den Eigenschaften des Vakuums selbst abhängt, wie der **elektrischen Permittivität** \( \varepsilon_0 \) und der **magnetischen Permeabilität** \( \mu_0 \). Diese Werte sind Konstanten und nicht von äußeren elektromagnetischen Feldern abhängig.

4. **Quantenfeldtheorie und Extreme Bedingungen**:
In extremen Situationen, wie etwa in der Nähe von sehr starken elektromagnetischen Feldern (z. B. in der Nähe von Neutronensternen oder Schwarzen Löchern), könnten Effekte aus der **Quanten-Elektrodynamik (QED)** theoretisch zu leichten Änderungen in der Lichtausbreitung führen. Diese Phänomene sind jedoch sehr schwer nachweisbar und treten nur unter extremen Bedingungen auf. In diesen Fällen könnte es zu einer Modifikation der Vakuumfluktuationen kommen, die indirekt das Verhalten von Licht beeinflussen könnten.

### Fazit:
Im **Vakuum** bleibt die Lichtgeschwindigkeit konstant und unabhängig von äußeren elektromagnetischen Feldern. Nur in **Materie** kann die Geschwindigkeit des Lichts durch Effekte wie den Faraday- oder Kerr-Effekt, die den Brechungsindex verändern, beeinflusst werden. Extreme elektromagnetische Felder könnten theoretisch unter besonderen Umständen zu minimalen Veränderungen führen, aber im Alltag spielt dies keine Rolle.

[Skeptiker]

DIeses naive Fundament bringt man sofort zum Einsturz, wenn man eine andere Synchronisationsmethode einsetzt - beispielsweise eine mechanische (Stange, Welle, Zugleinen etc.) Man erreicht auf diese Weise, dass von vornherein eine Synchronisation aller Uhren, gleichgültig in welchem Bezugssystem, erreichbar ist.

Wie bitteschön werden 2 Atomuhren mechanisch synchronisiert und was sollte an so einer Synchronisation anders sein ?

[Rudi Knoth]

Die SRT wurde aus der Poincare-Einstein Uhrensynchronisation entwickelt. DIeses naive Fundament bringt man sofort zum Einsturz, wenn man eine andere Synchronisationsmethode einsetzt - beispielsweise eine mechanische (Stange, Welle, Zugleinen etc.) Man erreicht auf diese Weise, dass von vornherein eine Synchronisation aller Uhren, gleichgültig in welchem Bezugssystem, erreichbar ist. Der mathematische Zirkus der SRT findet dann nicht statt.

Unsinn. Die taktgebenden Atome zweier Cäsium-Atomuhren z.B. sind nicht irgendwie miteinander verbunden. Sie "ticken" dennoch synchron, von Natur aus, wenn sie im gleichen Gravitationspotential permanent einen konstanten räumlichen Abstand haben. Dazu müssen sie überhaupt gar nicht synchronisiert werden. Es ist ein Naturgesetz, dass sich sich gleich verhalten. Ein Cäsium133-Atom ist wie jedes andere, im ganzen Universum, genau wie Wasserstoff oder jedes andere Element.

Mit Experimenten, wo zwei präzise Uhren zunächst nebeneinander ruhen, dann eine davon wegbewegt wird, zum Ausgangspunkt zurückkehrt und dort wieder ruht, zeigen am Ende die beide Uhren eine verschieden lange Dauer des Experiments. Dau braucht es keinerlei Synchronisation. Einfach die Uhrzeit beim Start abziehen von der Uhrzeit am Ende, und man hat die gesuchte Dauer. Der Prototyp war bekanntlich das Hafele-Keating-Experiment. Auch wenn die Präzision damals noch wünschen übrig ließ... Es gab ja inzwischen weitere Experimente dieser Art. Eins davon hat Rudi oben verlinkt.

In mechanischen Stangen etc. breitet sich die Wirkung maximal mit Lichtgeschwindigkeit aus. So könnte man keine Uhren synchronisieren. Setzt man Uhr A in Gang, dann startet Uhr B am anderen Ende der Stange erst später und nicht gleichzeitig. Das ist naiv, wenn auf diese Weise eine Uhrensynchronisation zustande bringen will.
 

Zuerst eine volle Zustimmung von mir. Allerdings noch eine kleine Anmerkung zu dem Thema Synchronisation: Damit sind weniger die Taktgeber sondern die Uhrenanzeigen (z.B. Zeiger) gemeint. Aber wie du richtig geschrieben hast, hat man auch bei mechanischen Übertragungen eine endliche Signalgeschwindigkeit, denn auch die elektrischen Felder, die für die "Festigkeit" zuständig sind, breiten sich maximal mit Lichtgeschwindigkeit aus.

Zur Herleitung der Transformationen der SRT braucht man die Synchronisation nicht. Das haben die Herren Minkowski und von Iǵnatowsky gezeigt.


Gruß
Rudi Knoth

[Harald Maurer]

DIeses naive Fundament bringt man sofort zum Einsturz, wenn man eine andere Synchronisationsmethode einsetzt - beispielsweise eine mechanische (Stange, Welle, Zugleinen etc.) Man erreicht auf diese Weise, dass von vornherein eine Synchronisation aller Uhren, gleichgültig in welchem Bezugssystem, erreichbar ist.

Wie bitteschön werden 2 Atomuhren mechanisch synchronisiert und was sollte an so einer Synchronisation anders sein ?

Einstein hatte 1905 keine Atomuhren. Er synchronisierte (gedanklich) mit Licht, das seinem Postulat nach in jedem Inertialsystem eine konstante Geschwindigkeit haben sollte. Synchronisiert man nun eine Reihe von Uhren im IS_A mit Licht und ebenso eine Reihe von Uhren im IS_B mit Licht, so vermeint EInstein, dass die Uhren von IS_B im IS_A nicht synchron erscheinen, wenn man sie im IS_A mit der Lichtstrahlmethode überprüft. Einstein ignoriert dabei, dass Uhren im Allgemeinen mit Zeigern die Uhrzeit anzeigen.
Mein Einwand bezieht sich nicht auf die heutigen modernen Methoden der Uhrensynchronisation, sondern auf jene Methode, auf welche Einstein in weiterer Ausführung seine SRT entwickelte. Mit der aufgrund des Postulates entstehenden Problematik der Synchronisation kommt er zur RdG und LT. Wenn schon das Licht die durchaus esoterische Eigenschaft haben sollte, in jedem IS gleich schnell zu sein, sollte man eben nicht mit Licht synchronisieren.
Man kann nicht a priori mit Effekten argumentieren, die erst mit Begründungen aus der SRT behauptet werden können, wenn keine SRT existiert. Hinweise auf Fortpflanzungsgeschwindigkeiten von Wirkungen gehen daher ins Leere. Eine mechanisch synchronisierte Reihe von Uhren im IS_A wird sich von einer gleichartigen Reihe in IS_B nicht unterscheiden, gleichgültig ob sie zueinander ruhen oder bewegen. Vorausgesetzt es handelt sich um verlässliche Uhren.
Der Baum SRT war schon von Anfang an an den Wurzeln faul. Er steht und fällt mit der Synchronisation, die Einstein in seiner Arbeit 1905 vorstellt.
Dass das Relativitätsgläubige nicht kapieren (wollen) ist gar keine Überraschung. SIe entgegnen mit Phrasen und tischen ihre Märchen auf. Sie sollten sich eher mal genau ansehen, wie Einstein in den ersten Kapiteln seiner Arbeit 1905 die RdG konstruiert! Dann würden sie erkennen, dass alles was darauf folgt, glatter Humbug ist (mit welchem man Max Planck nur ärgern wollte).
Grüße
H. Maurer

[Frau Holle]

Mit der aufgrund des Postulates entstehenden Problematik der Synchronisation kommt er zur RdG und LT. Wenn schon das Licht die durchaus esoterische Eigenschaft haben sollte, in jedem IS gleich schnell zu sein, sollte man eben nicht mit Licht synchronisieren.

Das Vorgehen ist für eine Theorie einwandfrei. Unter der Voraussetzung, dass sich Licht in jedem Inertialsystem gleich schnell ausbreitet (im Vakuum), ergibt sich zwingend die SRT.

Der Baum SRT war schon von Anfang an an den Wurzeln faul. Er steht und fällt mit der Synchronisation, die Einstein in seiner Arbeit 1905 vorstellt.

Da das anscheinend nicht angekommen ist, Harald: Für den experimentellen Nachweis braucht es keinerlei Synchronisation! Dein Argument läuft ins Leere. Dass die Einstein-Synchronisation funktioniert, ist ebenfalls nur eine zwingende Folge der genannten Voraussetzung, wenn man so will eine Vorhersage. Der Vorteil dieser Theorie ist gerade, dass die Vorhersagen, die sich zwingend daraus ergeben, im Experiment auch überprüft werden können, wie es sich für Theorie gehört, die den Namen verdient. Das wurde ja gemacht, und nicht nur einmal.

Sie sollten sich eher mal genau ansehen, wie Einstein in den ersten Kapiteln seiner Arbeit 1905 die RdG konstruiert!

Natürlich wird sie mit logischen Argumenten konstruiert. Was soll daran falsch sein? Genau wie man ein rechtwinkliges Dreieck konstruiert und nachweist, dass dabei a²+b²=c² gelten muss. So ergibt sich auch zwingend die RdG unter der genannten Voraussetzung, dass Licht in allen Inertialsystemen gleich schnell gemessen wird. Das wird einfach mathematisch und logisch sauber hergeleitet. Was denn sonst?

Einstein hätte auch auf diese Überlegungen verzichten können. Dann hätten wir bis heute das Problem, dass die Maxwellschen Gleichungen nicht in allen Inertialsystemen gleichermaßen gelten, d.h. Galileis Relativitätsprinzip würde für elektromagnetische Phänomene nicht gelten. Warum sollte denn die Natur da eine Ausnahme machen?

Da war ja genau die Motivation: Einen Ausweg aus dieser unbefriedigenden Situation zu finden. Und das leistet eben die SRT ganz hervorragend gut. Einsteins Arbeit von 1905 hieß ja nicht Relativitätstheorie, sondern "zur Elektrodynamik bewegter Körper". Es ging darum zu zeigen wie es durchaus möglich ist, dass auch die Maxwellschen Gleichungen als Naturgesetze in allen Inertialsystemen gleichermaßen gelten.
 

[Skeptiker]

Er synchronisierte (gedanklich) mit Licht, das seinem Postulat nach in jedem Inertialsystem eine konstante Geschwindigkeit haben sollte. Synchronisiert man nun eine Reihe von Uhren im IS_A mit Licht und ebenso eine Reihe von Uhren im IS_B mit Licht, so vermeint EInstein, dass die Uhren von IS_B im IS_A nicht synchron erscheinen, wenn man sie im IS_A mit der Lichtstrahlmethode überprüft. Einstein ignoriert dabei, dass Uhren im Allgemeinen mit Zeigern die Uhrzeit anzeigen.

Wie du Uhren dazu bringst synchron zu laufen ist für die SRT völlig unerheblich. Wichtig ist nur das die Uhren ideal synchronisiert sind. Die Effekte werden bei allen so synchronisierten Uhren auftreten.