Zum Begriff der Bewegung in der Physik

[Gerhard Kemme]

So ergab sich die Äthertheorie fast zwangsläufig als Folge der (damals) vorherrschenden Meinung, Licht sei eine Welle und benötige daher ein Medium (zusätzlich zum (Luft-)leeren Raum). Auch hier versuchte man, auch nach den Versuchen von MM, an dieser Theorie zunächst "auf Biegen und Brechen" festzuhalten.

Die Frage wäre, ob es Einheitstheorien geben kann, wenn die grundlegenden Objekte solcher Theorien kaum bekannt sind? Man weiß nicht was ein Elektron oder Photon wirklich ist - will allerdings bezüglich der Emittierung und Übertragung Elektromagnetischer Wellen feststehende und einheitliche Aussagen machen - das ist kaum nachvollziehbar. Insofern überzeugt es mich, etablierte Theorien - hier SRT und auch Äthertheorie - erstmal stehen zu lassen, um sie auf erkenntnisrelevante Bestandteile zu untersuchen, d.h. es geht nach eigener Überzeugung nicht um Verifizierung oder Falsifikation, sondern darum, die 10 % Erkenntniswert zu entdecken.

Das zweite (und problematische) Postulat (Konstanz von c, unabhängig von allem) geht aber über die tatsächlichen experimentellen Befunde hinaus (s.o.). Bedauerlicherweise liegt auch keinerlei physikalische Erklärung für diese "wundersame c-Geschwindigkeit" vor. Wenn man die c-Konstanz aber "postuliert" und als wahr vorrausetzt, folgen die bekannten Merkwürdigkeiten über Zeit und Raum (mit allen ebenfalls wundersamen und viel diskutierten Folgeerscheinungen).

Wirft man tradierten Ballast ab und beschränkt sich auf das Grundgebilde, was von Albert Einstein hier benutzt wurde, dann handelt es sich einfach um eine Transformation von Koordinatensystemen - der LT. Man hat ein Koordinatensystem (Bezugssystem), welches man als Ruhesystem BS bezeichnen kann und in welchem man raumzeitliche Ereignisse darstellen kann, wobei dazu auch Bewegungen gehören - z.B. die eines Lichtstrahls. Dann hat man als Zweites ein Koordinatensystem (Bezugssystem), welches manchmal als Bewegtsystem BS' bezeichnet wird - jetzt geht es darum, per Rechnung, d.h. Lorentztransformation, die raumzeitlichen Ereignisse ins Bewegtsystem zu übertragen. Dies ist ein pur mathematischer Vorgang, der in bestimmten Fällen allerdings auch für die physikalische Realität brauchbare Ergebnisse liefert - auch wenn es zuerst etwas merkwürdig klingt:

Ein in BS sich mit c bewegender Lichtstrahl, bleibt auch in BS' ein sich mit c bewegender Lichtstrahl. Interpretation: Da es sich um ein Photon handelt findet keine LK statt.
Ein in BS ruhender Luftballon, verformt sich in BS' stromlinienförmig. Interpretation: Der Fahrwiderstand des Mediums nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit zu.

[gh001]

Man braucht, meiner Meinung nach, gar nicht viel herum zu diskutieren. Nehmen wir ein einfaches und zentrales Beispiel der Einsteinschen Gedankenexperimente:

Ein fahrender Zug mit Lichtquelle und Beobachter in dessen Mitte. Ein weiterer Beobachter am Bahndamm. Im Moment des Sich-gegenüber-befindens der zwei Beobachter sendet die Lichtquelle im Zug ein kurzes Lichtsignal aus. Das ist alles.

Was passiert? Nach der SRT bewegt sich das Licht sowohl relativ zum fahrenden Zug wie auch relativ zum Bahndamm mit der gleichen Geschwindigkeit c, und zwar in beide Richtungen. Das ist eben das Wunder!

Wer das geschluckt hat, muss dann auch die relative Gleichzeitigkeit akzeptieren, denn die folgt nun zwangsläufig. Wiederum mit allen weiteren Folgen. Die berühmte bewegte Lichtuhr z.B. funktioniert bekanntlich nach dem gleichen Prinzip...

Gruß, gh001

[Kurt]

Man braucht, meiner Meinung nach, gar nicht viel herum zu diskutieren. Nehmen wir ein einfaches und zentrales Beispiel der Einsteinschen Gedankenexperimente:

Ein fahrender Zug mit Lichtquelle und Beobachter in dessen Mitte...

Wieso, dass die Behauptungen der RT alle genau stimmen das wurde doch schon vieltausendfach bestätigt, oder?


Gruss Kurt

[gh001]

Ich denke, wir müssen 2 Möglichkeiten in Betracht ziehen:

a) Die Geschwindigkeit der Quelle teilt sich dem Lichtstrahl mit. Dann müssten die Geschwindigkeiten c+v bzw. c-v sein. Das ist anscheinend experimentell widerlegt.

b) Die Bewegung der Quelle spielt keine Rolle. Dann müssen wir aber wohl ein "Lichtmedium" annehmen, was aber möglicherweise auch der "leere" Raum sein kann. Diesen "leeren" Raum kann man sich so denken, dass er zwar keine Materie enthält, aber durch die vorhandenen Massen (oder Atome) verursacht oder erzeugt wird. Ähnlich zum Gravitationsfeld könnte man ihn vorläufig "Lichtfeld" nennen. Seine einzige nachweisbare Eigenschaft wäre dann evtl. dass sich elektromagnetische Wellen in ihm fortpflanzen können.

Nehmen wir nun (rein hypothetisch) an, dass sich dieses "Lichtfeld" mit der Erde mitbewegt, dann wäre das Ergebnis, dass sich das Licht relativ zur Erdoberfläche in allen Richtungen immer mit c ausbreitet, in Übereinstimmung mit (allen?) Experimenten.

Gruß, gh001

[Ralf Maeder]

Hallo @gh001, interessanter Thread.

Zu b) moechte ich folgendes anfuegen:

Nehmen wir nun (rein hypothetisch) an, dass sich dieses "Lichtfeld" mit der Erde mitbewegt, dann wäre das Ergebnis, dass sich das Licht relativ zur Erdoberfläche in allen Richtungen immer mit c ausbreitet, in Übereinstimmung mit (allen?) Experimenten.

Es gibt das Experiment von Rømer, der den Zeitunterschied messen konnte, den das Licht zum Durchqueren der Erdumlaufbahn um die Sonne braucht. Dieses Licht kam demnach aus einem voellig anderen Bezugssystem ausserhalb der Erde. Dennoch konnte wohl die Lichtgeschwindigkeit hier im Rahmen der Messungenauigkeiten experimentell bestaetigt werden.

Andererseits ist das "Mitfuehren" des "Lichtfeldes" (wohl eine Art Aether) nicht die einzige und hier relevante Moeglichkeit, das Phaenomen der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit zu erklaeren. Harald Maurer hat da eine elegante Erklaerung, die Sinn macht.

Gruss Ralf.

[Gerhard Kemme]

Niemand wird mir eine kritische Einstellung zur RT und deren SRT absprechen können - allerdings werde ich es mir nicht nehmen lassen etablierte Theorien auf überzeugende und (meinerseits) brauchbare Ansätze zu durchsuchen - dabei fällt bei der von Albert Einstein u.a. verwendeten Lorentztransformation auf, dass sich bei Betrachtung der räumlichen Koordinaten Gebilde ergeben, als würde man einen Luftballon an seinem vorderen Ende an einem bewegten Fahrzeug befestigen und dadurch in den Fahrtwind halten, d.h. es entsteht ein längliches Gebilde, welches auch einen Hinweis darauf geben kann, was passiert wenn sich ein elastisches Gebilde im Ätherwind verformt:

Im Ruhesystem BS liegt ein Kreis mir Radius r=1, d.h. x=r*cos(phi) und y=r*sin(phi) mit grünen Punkten.
Im Bewegtsystem BS' liegt die LT des Kreises nach der Transformation x'=(x-v*t)/sqrt(1-v²/c²) und v=0,9c mit roten Punkten.

Koordinatensystemklein.JPG (54.24 KiB) 4385-mal betrachtet

[gh001]

Ich möchte noch einige weitere Überlegungen einbringen:

a) Licht, dass von irgendwo aus dem Weltall zu uns kommt, wird offenbar wiederholt von der vorhandenen Luft absorbiert und gleich wieder emittiert, schon auf kleinsten Entfernungen. Wir haben somit nie das "Originallicht".

b) Dass Licht eine Grenzgeschwindigkeit darstellt, lässt vielleicht darauf schließen, dass es "aus Sicht der Photonen" nicht schneller geht. Was dann wohl bedeutet, dass sie in diesem Sinn "ihre Umgebung wahrnehmen". Das geht aber nur, wenn eine solche (z.B. als "Lichtfeld", aber das ist nur ein Wort) überhaupt vorhanden ist.

c) Eine weitere interessante Überlegung ist, inwieweit das Licht überhaupt irgend etwas mit dem Ablauf der Zeit zu tun haben soll oder kann. Nachts, also ganz ohne Licht, läuft die Zeit ja auch weiter .

d) Noch eines: "Gleichzeitigkeit" würde ich so definieren: Zwei Ereignisse sind dann gleichzeitig, wenn sie zur selben Zeit stattfinden(!). In Ermangelung einer unendlich großen Signalgeschwindigkeit können wir das zwar leider nicht sicher und objektiv feststellen oder messen, aber vielleicht sind wir (auch die Physiker) gar nicht so wichtig in diesem Zusammenhang. Die meisten Ereignissse im Universum finden sowieso ohne uns statt - und viele davon sicher gleichzeitig.

Gruß, gh001

[Ralf Maeder]

a) Licht, dass von irgendwo aus dem Weltall zu uns kommt, wird offenbar wiederholt von der vorhandenen Luft absorbiert und gleich wieder emittiert, schon auf kleinsten Entfernungen. Wir haben somit nie das "Originallicht".

Tut mir leid, dass ich darauf rumreite. Rømer hat nicht die Lichtgeschwindigkeit an sich gemessen, sondern wie lange es braucht zum Durchqueren der kompletten Erdumlaufbahn. Der gemessene Wert war damals natuerlich nicht besonders exakt, aber dennoch konnte gefolgert werden, dass Licht auch ausserhalb der Erde eine einzige Geschwindigkeit hat.

In einem anderen Forum habe ich auch schon Fragen ueber die Messung der Geschwindigkeit des Lichtes gestellt und wurde ziemlich runtergemacht, als ich den Denkanstoss gab, ob denn Spiegel nicht die Lichtgeschwindigkeit aendern koennten. Wie dem auch sei, wir sollten aus den bisherigen Experimenten davon ausgehen, dass sie konstant ist. Der Grund fuer diese seltsame Eigenschaft sei Grund zur Diskussion. Ich bin uebrigens kein Fan von der SRT und GRT, bin allerdings nur Laie.

Meine fuenf Cent.

Gruss Ralf.

[Kurt]

Hallo Gerhard,

Gebilde ergeben, als würde man einen Luftballon an seinem vorderen Ende an einem bewegten Fahrzeug befestigen und dadurch in den Fahrtwind halten, d.h. es entsteht ein längliches Gebilde, welches auch einen Hinweis darauf geben kann, was passiert wenn sich ein elastisches Gebilde im Ätherwind verformt:

ich meine wenn du a sagst dann musst du auch b sagen, dann musst du erklären wieso es zu einer Stauchung wegen des Ätherwindes kommt, jedoch zu keiner Abbremsung.
Denn beides ist untrennbar miteinander verknüpft.

Gruss Kurt

[Gerhard Kemme]

Hallo Gerhard,

Gebilde ergeben, als würde man einen Luftballon an seinem vorderen Ende an einem bewegten Fahrzeug befestigen und dadurch in den Fahrtwind halten, d.h. es entsteht ein längliches Gebilde, welches auch einen Hinweis darauf geben kann, was passiert wenn sich ein elastisches Gebilde im Ätherwind verformt:

ich meine wenn du a sagst dann musst du auch b sagen, dann musst du erklären wieso es zu einer Stauchung wegen des Ätherwindes kommt, jedoch zu keiner Abbremsung.
Denn beides ist untrennbar miteinander verknüpft.

Der Ansatz von G.K. ist meistens so, dass er eine anschauliche und plausible Übersetzung der verdeckten naturwissenschaftlichen Realität in die Verständniswelt von Menschen machen möchte. Insofern wurde es bereits angedeutet - es ist ein Antrieb vorhanden, der eine gleichförmige oder beschleunigte Bewegung verursacht. Wobei auch Wellen in fluiden Medien - z.B. Wasser, Luft, Äther(?) - dadurch angetrieben werden, dass eine Auslenkung erfolgt oder erfolgen soll - und die Teilchen des Fluids Platz machen müssen, damit der auslenkende Mechanismus (Membran) Raum greifen kann - d.h. auch bei Elektromagnetischen Wellen ist ein Antrieb vorhanden.