rmw hat geschrieben:Das ist so ziemlich die unsinnigste Variante die man sich ausdenken kann.
Sie ist aber die einzige die logisch und experimentell zwingend ist.
Die erste Variante ist mit dem Michelson Versuch problemlos vereinbar.
Das Licht startet im Michelson-Aufbau immer mit c relativ zum Gerät, egal wie schnell sich die Erde bewegt. Das Michelson-Morley-Experiment liefert in einer Emissionstheorie zwangsläufig ein Nullergebnis.
Genau deshalb war die Emissionstheorie (u. a. von Walter Ritz 1908 ausgearbeitet) jahrelang ein ernstzunehmender Konkurrent der Relativitätstheorie.
Auch wenn sie das Michelson-Experiment erklärt, scheitert die Emissionstheorie an anderen Experimenten z.B.
Doppelsterne (De Sitter, 1913): Wenn zwei Sterne einander umkreisen, bewegt sich einer auf uns zu (+v) und einer von uns weg (-v). Nach Variante 1 müsste das Licht des einen Sterns schneller sein (c+v) als das des anderen (c-v). Über die Distanz von Lichtjahren würde das schnelle Licht das langsame einholen. Wir müssten optisch sehen, wie die Sterne Bahnen ziehen, die den Kepler-Gesetzen komplett widersprechen (mehrfache Geisterbilder desselben Sterns zeitgleich). Das beobachtet man nicht.
Teilchenzerfall im Labor (Alväger et al., 1964): An der Forschungsstätte CERN ließ man neutrale Pionen mit 99,97 % der Lichtgeschwindigkeit fliegen. Diese Pionen zerfallen in Photonen (Licht). Wenn Variante 1 stimmte, müsste das nach vorne abgestrahlte Licht eine Geschwindigkeit von fast 2c haben. Gemessen wurde für die ausgesandten Lichtquanten im Labor exakt c.
Und aus den Maxwell Gleichungen geht hervor dass ein anderes Inertialsystem nicht berücksichtigt wird, nichts sonst.
Die Maxwell-Gleichungen wurden für ein System aufgeschrieben.
Das Problem entsteht erst, wenn man versucht, diese Gleichungen in ein anderes, bewegtes Inertialsystem zu übersetzen:
Versuch mit klassischer Mechanik (Galilei-Transformation):
Wenn man die Maxwell-Gleichungen mit den klassischen Gesetzen Newtons (x' = x - vt) in ein bewegtes System umrechnet, verändern die Maxwell-Gleichungen ihre mathematische Form. Es tauchen Zusatzterme auf. Das würde bedeuten: In einem bewegten Zug müssten die Gesetze der Elektrodynamik und Induktion anders funktionieren als auf dem Bahnsteig.
Die experimentelle Realität:
Egal welches elektromagnetische Experiment man in einem gleichförmig bewegten Labor durchführt (ob Induktion, Ladungsmessung oder Lichtausbreitung) – man misst immer exakt dieselben Grundgesetze. Die Gesetze verändern sich in der Praxis nicht.
Die mathematische Konsequenz:
Die einzige mathematische Transformation, die die Maxwell-Gleichungen beim Systemwechsel völlig unverändert (forminvariant) lässt, ist nicht die Galilei-Transformation der Alltagsmechanik, sondern die Lorentz-Transformation. Und diese Transformation setzt zwingend voraus, dass die Lichtgeschwindigkeit in allen Systemen denselben Wert hat.