Fundamentalsystem?

[Bauhof]

Zitat von Uli

Hat irgendwie schon mit der Konstanz der Vakuumlichtgeschwindigkeit zu tun - hier genauer mit ihrer Unabhängigkeit von der Raumrichtung. Obiger Synchronisationsmethode liegt die Annahme zugrunde, dass sich das Licht nach rechts genauso schnell ausbreitet wie nach links.

Hallo Uli,

Ja, so ist es. Hier einige Ergänzungen, weil Einsteins Gleichzeitigkeits-Definition oft unbekannt ist oder missverstanden wird. Die Konstanz der Vakuumlichtgeschwindigkeit ist wie folgt definiert: Unabhängigkeit von der Ausbreitungsrichtung und Unveränderlichkeit ihrer Größe bei Zusammensetzung. Albert Einstein schreibt zur Synchronisationsmethode in seinem Buch [1] auf Seite 22 folgendes:

An die Definition der Gleichzeitigkeit ist nur die eine Forderung zu stellen, dass sie in jedem realen Falle eine empirische Entscheidung an die Hand gibt über das Zutreffen oder Nichtzutreffen des zu definierenden Begriffs. Dass meine Definition dies leistet, ist unbestreitbar. Dass das Licht zum Durchlaufen des Weges A → M und zum Durchlaufen der Strecke B → M dieselbe Zeit brauche, ist in Wahrheit keine Voraussetzung oder Hypothese über die physikalische Natur des Lichtes, sondern eine Festsetzung, die ich nach freiem Ermessen treffen kann, um zu einer Definition der Gleichzeitigkeit zu gelangen.

Man kann also die Gleichzeitigkeit entfernter Ereignisse überhaupt nicht erkennen, sondern nur definieren. Sie ist willkürlich: man kann irgendeine Festsetzung darüber treffen, ohne dass ein Fehler entsteht. Ist diese Definition der Gleichzeitigkeit einmal gewählt, ist damit nun auch die Einweg-Geschwindigkeit des Lichtes in jedem Inertialsystem gleich c. Die Behauptung der Isotropie der Lichtausbreitung ist somit äquivalent einer Vereinbarung über die Gleichzeitigkeit an verschiedenen Orten.

Die Richtungsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Michelson-Morley-Experimenten. Die Geschwindigkeitsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Kennedy-Thorndike-Experimenten [2].

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Albert Einstein
Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie.
Braunschweig 1982, 21. Auflage. ISBN=3-528-06059-X
http://www.science-shop.de/blatt/d_s...k_nr=881650553

[2] Kennedy-Thorndike-Experimente
http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=590

[Dietmar]

Zitat von Bauhof

Die Richtungsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Michelson-Morley-Experimenten. Die Geschwindigkeitsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Kennedy-Thorndike-Experimenten [2].

[2] Kennedy-Thorndike-Experimente
http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=590

Hallo Eugen,

habe mir mal den link angesehen und muss sagen, da hat es mir die Haare aufgestellt. Z.b. liest man dort zum Michelson-Morley-Experiment folgendes:

Zitat von ProPhysik

Bereits 1887 zeigten Michelson und Morley mit ihrem Interferometer auf eindrucksvolle Weise, dass die Lichtgeschwindigkeit unabhängig von der relativen Geschwindigkeit der Lichtquelle ist.

Nein, das Michelson-Morley-Experiment hat aufgezeigt, dass keine Relativbewegung zu einem bevorzugten Bezugssystem gemessen werden kann - d.h. keine Richtungsabhängigkeit von c in Bezug zu einem hypothetische Äther beispielsweise.
Jedoch das MM-Experiment hat nichts mit einer "Unabhängigkeit von der relativen Geschwindigkeit der Lichtquelle" zu tun - im Gegenteil, mit einer Abhängigkeit von der Quelle wie in diversen Emissionstheorien ist das MM-Experiment bestens verträglich. Beim Kennedy-Thorndike-Experiment ist es dasselbe: Auch hier wird die Geschwindigkeitsabhängigkeit in Bezug zu einem hypothetischen Äther gemessen, nicht jedoch eine Abhängigkeit von der Bewegung der Quelle.

Erst andere Experimente haben die Emissionstheorien bzw. die Abhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit von der Quellengeschwindigkeit widerlegt, wie der Sagnac-Effekt und den Beobachtungen von DeSitter, Alväger, Brecher usw..

Siehe:
http://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Experiment

http://de.wikipedia.org/wiki/Korpuskeltheorie#Emissionstheorie_contra_Relativit ätstheorie

Dazu folgende Arbeiten, wo die Emissionstheorien widerlegt werden:
*De Sitter, W.: Ein astronomischer Beweis für die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. In: Physik. Zeitschr.. 14, 1913, S. 429
*Fox, J. G.: Evidence Against Emission Theories. In: American Journal of Physics. 33, Nr. 1, 1965, S. 1-17.
*Alväger, T.; Farley, F. J. M.; Kjellman, J.; Wallin, L.: Test of the second postulate of special relativity in the GeV region. In: Physics Letters. 12, Nr. 3, 1964, S. 260-262.
*Brecher, K.: Is the speed of light independent of the velocity of the source. In: Physical Review Letters. 39, 1977, S. 1051-1054.

mfg
Dietmar

[Bauhof]

Zitat von Dietmar

Wie in Wikipedia korrekt beschrieben (und ich habe alle entsprechenden historischen Einzelnachweise im Originaltext gelesen) wurde das 1913 veröffentlicht. Genaue Quelle: Lorentz, Hendrik Antoon, Einstein, Albert, Minkowski, Hermann: Das Relativitätsprinzip. Leipzig, Berlin: B.G. Teubner (Siehe S. 75. Es handelte sich dabei um eine gekürzte Arbeit von Lorentz von 1910).

Hallo Dietmar,

ich besitze das Buch [1], das du als "genaue Quelle" genannt hast. Leider kann ich darin die von dir zitierte Stelle nicht finden. Ich habe das Inhaltsverzeichnis eingescannt, damit wir nicht einander vorbeireden, siehe hier:

http://www.eugen-bauhof.homepage.t-o...ntz-Inhalt.pdf

In welcher Abhandlung befindet sich das Zitat?

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Hendrik A. Lorentz, Albert Einstein, Hermann Minkowski
Das Relativitätsprinzip. Eine Sammlung von Abhandlungen.
Stuttgart 1982. Verlag Teubner. Achte Auflage
Unveränderter Nachdruck der fünften Auflage von 1923.
ISBN=3-519-07306-4
http://www.amazon.de/Das-Relativit%C...822693&sr=11-1

[Dietmar]

Zitat von Bauhof

Hallo Dietmar,

ich besitze das Buch [1], das du als "genaue Quelle" genannt hast. Leider kann ich darin die von dir zitierte Stelle nicht finden....In welcher Abhandlung befindet sich das Zitat?

Hallo Eugen,
du besitzt einen Nachdruck der zweiten Ausgabe aus den 1920ern, wo die Arbeit von Lorentz herausgenommen wurde und durch die ART-Arbeiten von Einstein und Weyl ersetzt wurde.
Ich rede jedoch von der ersten Ausgabe von 1913 - da gab es noch keine ART und deshalb hat man Lorentz da das Schlusswort überlassen. Ich habe den Link ja in meinem Beitrag angegeben. Aber was soll's, hier gleich mehrere Links, wo du die Arbeit frei herunterladen kannst:

Erst einmal der direkte Link zu der später herausgenommenen Lorentz-Arbeit (S. 74-89, das betreffende Zitat findest du auf S. 75). :
http://quod.lib.umich.edu/cgi/t/text...w=image&seq=81

Für die gesamte Arbeit inkl. Einstein und Minkowski:
http://name.umdl.umich.edu/ATE6002.0002.001

Die ganze Arbeit kann man einfacher auch hier runterladen
http://www.archive.org/details/dasre...ttsp00minkgoog
(Google-pdf herunterladen geht aber nicht in Europa; deshalb muss man auf "All Files: HTTP" klicken und erst dort kann man die pdf oder djvu-Datei runterladen).

mfg
Dietmar

[Bauhof]

Zitat von Dietmar

Hallo Eugen, du besitzt einen Nachdruck der zweiten Ausgabe aus den 1920ern, wo die Arbeit von Lorentz herausgenommen wurde und durch die ART-Arbeiten von Einstein und Weyl ersetzt wurde. Ich rede jedoch von der ersten Ausgabe von 1913 - da gab es noch keine ART und deshalb hat man Lorentz da das Schlusswort überlassen.

Hallo Dietmar,

danke, nun ist geklärt, warum ich die Lorentz-Abhandlung in meinem Buch nicht finden konnte. Dass man die Lorentz-Abhandlung in der zweiten Ausgabe herausgenommen hat, ist bemerkenswert. Die Herausgeber hatten sicherlich ihre Gründe dafür. Allein dass die Abhandlungen von Einstein und Weyl dazukamen, ist kein Grund, die Lorentz-Abhandlung herauszunehmen. Folgender Grund erscheint mir wahrscheinlicher:

Die damalige Gemeinschaft der Physiker hat wohl erkannt, dass Lorentz die Einsteinsche SRT nicht verstand und sie deshalb nicht akzeptieren konnte oder wollte. Dass Max Born dann später das Festhalten von Lorentz am Äther als "reaktionär" bezeichnet hat, ist ein starker Hinweise für diese Vermutung.

Im Jahr 1905 hat Einstein die erste Arbeit zu SRT veröffentlicht. Im Jahr 1908 hat Hermann Minkowski seine legendären Vortrag "Raum und Zeit" gehalten. Spätestens 1908 hätte Lorentz zur besseren Einsicht kommen könnte, wenn er gewollt hätte. Stattdessen veröffentlicht er später in der ersten Ausgabe von 1913 seine von dir zitierte Abhandlung. Ernst Schmutzer schreibt zu diesem Thema in seinem Aufsatz [1] folgendes:

Als Ergebnis dieser Bestrebungen fand Hendrik Antoon Lorentz 1904 eine raum-zeitliche Transformation zwischen Inertialsystemen, die der Mathematiker Henri Poincare ihm zu Ehren als Lorentz-Transformation bezeichnete. Dass Lorentz die eigentliche Entdeckung der Speziellen Relativitätstheorie versagt blieb, liegt daran, dass er an der Äther-Konzeption festhielt.

Warum dann manche Leute behaupten, dass Lorentz bereits vor 1905 das Wesentliche an der SRT erkannt haben soll, ist mir schleierhaft. Erst Einstein hatte das Wesentliche an der SRT physikalisch erkannt und formuliert: Die Relativität der Zeitabläufe und den Umstand, dass kein Inertialsystem auszeichenbar ist. Somit führt der Begriff "Fundamentalsystem" nur in die Irre, weil er mit der Äther-Konzeption verhaftet ist.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Ernst Schmutzer,
Die fünfte Dimension.
Aufsatz im Sammelband "Quantenphilosophie".
Herausgegeben von Wolfgang Neuser und Katharina Neuser von Oettingen
Heidelberg 1996. Spektrum Akademischer Verlag
ISBN=3-86025-366-2
http://www.amazon.de/Quantenphilosop...912842&sr=11-1

[Bauhof]

Zitat von Dietmar

.... habe mir mal den link angesehen und muss sagen, da hat es mir die Haare aufgestellt.

Hallo Dietmar,

ich sauge mir solche Hinweise nicht aus den Fingern. Und ich selbst würde mir als Laie auch nicht anmaßen, die Ausführungen auf einer seriösen Physikseite wie "ProPhysik" in Zweifel zu ziehen. Claus Braxmaier u.a. schreiben zu diesem Thema in ihrem Aufsatz [1] folgendes:

Licht breitet sich unabhängig von der Bewegung der Strahlungsquelle und des Beobachters mit konstanter Geschwindigkeit aus. Diese zentrale Aussage der Speziellen Relativitätstheorie wurde jetzt in einer Kooperation der Universitäten Konstanz und Düsseldorf mit bisher unerreichter Genauigkeit experimentell bestätigt [2].
[...]
Die Grundaussagen der SRT lassen sich in zwei Prinzipien fassen: Alle physikalischen Gesetze sind unabhängig von der (gleichförmigen) Geschwindigkeit des Labors, und die Lichtgeschwindigkeit c ist endlich und unabhängig von der Geschwindigkeit der Lichtquelle sowie des Beobachters. Zusammen führt dies zu den bekannten Lorentz-Transformationen beim Übergang zwischen verschiedenen Bezugssystemen.

Experimentelle Tests der SRT suchen nach messbaren Konsequenzen einer Verletzung dieser Prinzipien. Zweifelt man zum Beispiel an der Geschwindigkeitsunabhängigkeit physikalischer Gesetze, so postuliert man im Allgemeinen die Existenz eines bevorzugten Bezugssystems, in dem die physikalischen Gesetze in der bekannten Form gelten. In einem anderen Bezugssystem, also insbesondere in dem sich mit der Geschwindigkeit v bewegenden Labor, könnte die Lichtgeschwindigkeit dann sowohl von v als auch vom Winkel zwischen der Ausbreitungsrichtung des Lichts und der Bewegungsrichtung abhängen.

Die Richtungsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Michelson-Morley-Experimenten. In der klassischen Version sucht man dabei nach einer Abhängigkeit der relativen Laufzeiten zweier gekreuzter Lichtstrahlen von der Orientierung des (sich drehenden) experimentellen Aufbaus. Moderne Experimente konnten diese Richtungsunabhängigkeit mit einer Genauigkeit von Delta(c)/c < 5•10-^15 bestätigen.

Die Geschwindigkeitsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Kennedy-Thorndike-Experimenten, zu denen auch das in Konstanz durchgeführte Experiment zählt. Diese Tests sind allerdings weitaus weniger genau als Michelson-Morley Experimente und bilden gegenwärtig den größten Schwachpunkt einer vollständigen Überprüfung der SRT. Deswegen kommt Verbesserungen auf diesem Gebiet eine besondere Bedeutung zu.

In Kennedy-Thorndike-Experimenten sucht man nach einer Änderung der Lichtgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Labors. Letztere setzt sich zusammen aus der Bewegung der Sonne relativ zum Bezugssystem der kosmischen Hintergrundstrahlung (369 km/s) und einer natürlichen Modulation durch die Umlaufbewegung der Erde um die Sonne (± 30 km/s) sowie die Erdrotation (± 0,33 km/s).

Ich bleibe dabei, was ich bereits geschrieben habe:
1. Die Richtungsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Michelson-Morley-Experimenten.

2. Die Geschwindigkeitsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Kennedy-Thorndike-Experimenten.

Dass sich dabei deine Haare aufgestellt haben, war völlig unangebracht. Dieser Thread ist nun abgeschlossen ─ jedenfalls für mich.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Claus Braxmaier u.a.
Konstanz der Lichtgeschwindigkeit bestätigt.
Aufsatz in: Physik in unserer Zeit, Nr. 1, 2002, Seite 53 bis 54
Weinheim 2002

[2] C. Braxmaier et al., Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 010401;

[Marco Polo]

Hallo Bauhof,

Zitat von Bauhof

Ich bleibe dabei, was ich bereits geschrieben habe:
1. Die Richtungsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Michelson-Morley-Experimenten.

2. Die Geschwindigkeitsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Kennedy-Thorndike-Experimenten.

da darfst du auch getrost bei bleiben, denn so ist es korrekt.

Dass sich aber die Haare von Eugen aufgestellt haben, war imho dennoch völlig angebracht.

ProPhysik schrieb ja:

Zitat von ProPhysik
Bereits 1887 zeigten Michelson und Morley mit ihrem Interferometer auf eindrucksvolle Weise, dass die Lichtgeschwindigkeit unabhängig von der relativen Geschwindigkeit der Lichtquelle ist.

das ist streng genommen falsch und war auch nie Gegenstand dieses Experimentes.

Fakt ist, dass nur die Richtungsunabhängigkeit der Lichtausbreitung mit dem M-M-Experiment gemessen wurde.

Aber das seht ich doch beide so. Wo ist also das Problem?

Gruss, Marco Polo

[Dietmar]

Hallo Marco,

Zitat von Marco Polo

Dass sich aber die Haare von Eugen aufgestellt haben, war imho dennoch völlig angebracht.

Na, eigentlich waren es meine Haare, nicht die von Eugen

das ist streng genommen falsch und war auch nie Gegenstand dieses Experimentes.

So ist es. Sowohl MM als auch KT gelten nur für Richtungs- und Geschwindigkeitsabhängigkeit gegenüber einem Äther, nicht gegenüber irgendwelchen Lichtquellen wie bei den Experimenten von DeSitter, Sagnac, oder Brecher. Eugen und auch ProPhysik müssten nur folgende Erklärung:

1. Die Richtungsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Michelson-Morley-Experimenten.
2. Die Geschwindigkeitsunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Kennedy-Thorndike-Experimenten.

in diese umändern:

1. Die Richtungsunabhängigkeit der Lichtausbreitung bezüglich eines bevorzugten Bezugssystems testet man mit Michelson-Morley-Experimenten.
2. Die Geschwindigkeitsunabhängigkeit der Lichtausbreitung bezüglich eines bevorzugten Bezugssystems testet man mit Kennedy-Thorndike-Experimenten.

Dann stimmt es.

mfg
Dietmar

[zeitgenosse]

Zitat von Bauhof

Somit führt der Begriff Fundamentalsystem nur in die Irre, weil er mit der Äther-Konzeption verhaftet ist.

Einstein hat den Aether im Jahre 1920 neu belebt. Dirac hat sich im Rahmen der relativistischen Quantentheorie intensiv mit dieser Frage auseinandergesetzt. Whittaker hat ein Kompendium dazu geschrieben. Es ist nicht so einfach, die Ätherfrage für immer zu umgehen. Aus moderner Sicht ist der Aether mit dem Vakuum und dessen intrinsischen Strukturen identisch. Siehe z.B. Vigier, De broglie Waves on Dirac Aether.

Schmutzer übrigens ist im Kontext nicht die beste Referenz. Denn als erklärter Aetherfeind wird er immer gegen solche Konzepte Stellung beziehen ohne thematisch zu differenzieren. Ansonsten ist er ok. Seine Einheitliche und projektive Feldtheorie ist in Fachkreisen allerdings umstritten.

Gr. zg

[pauli]

Zitat von zeitgenosse

Einstein hat den Aether im Jahre 1920 neu belebt.

Die Erfahrung aus zahlreichen Physikforen zeigt, dass vor allem "Kritiker" den Begriff "Äther" für alles Mögliche verwenden, insbesondere Einstein verzerrt zitieren.
Jeder kann sich selbst ein Bild darüber machen, was Einstein wirklich zum Äther zu sagen hatte.

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. Dieser Äther darf aber nicht mit der für ponderable Medien charakteristischen Eigenschaft ausgestattet gedacht werden, aus durch die Zeit verfolgbaren Teilen zu bestehen; der Bewegungsbegriff darf auf ihn nicht angewendet werden.