Freitag, 21. April 2017

Schein und Wirklichkeit

(vom Februar 2012, aktualisiert im April 2017)

Was ist Wirklichkeit? Darauf gibt es keine eindeutige Antwort. Wirklichkeit kann nur verstanden werden als Gegensatz zu etwas anderem. Einige Beispiele:
- Wirklichkeit als Tatsache, im Gegensatz zu dem, was nicht der Fall ist.
- Wirklichkeit als Gegensatz zum Anschein
- Wirklichkeit als äußere Realität, im Gegensatz zum Gedachten.

Gegenstand der Physik ist im Prinzip die Beschreibung der äußeren, materiellen Wirklichkeit und ihrer Gesetzmäßigkeiten. Doch bei den grundlegenden Fragen, immer wenn es um das "Wesen" der Dinge geht (z.B. was ist Materie, was ist die Ursache der Schwerkraft, was ist Raum, was ist Zeit?) stößt die Naturwissenschaft an ihre Grenzen, und ist auf Spekulationen und Theorien angewiesen. Nach Immanuel Kant können wir die objektive Wirklichkeit, die Dinge an sich, nicht erkennen. Wir erkennen die Dinge nur so, wie sie uns erscheinen. Ernst Mach geht noch einen Schritt weiter, indem er die Existenz einer objektiven Wirklichkeit überhaupt bestreitet. Überdies leitet Mach aus der verallgemeinerten Behauptung,  dass die Beobachtung unsere einzige Wirklichkeit sei, die aus heutiger Sicht unhaltbare Forderung her, die Naturwissenschaft habe sich auf die Beschreibung von Sinneseindrücken zu beschränken.

Der junge Albert Einstein übernimmt diese Philosophie und beschreibt in seiner Theorie der relativen Zeit (1905) die Sinneseindrücke der Beobachter. Einsteins Beobachter haben getreu der heute als obsolet (veraltet) erkannten Philosophie von Ernst Mach ihre Beobachtungen als Wirklichkeit zu nehmen. Zeit und Gleichzeitigkeit macht Einstein von Sinneseindrücken der Beobachter abhängig (vgl. § 2 seines Textes von 1905). Weil die Sinneseindrücke durch die Lichtlaufzeit beeinflusst werden, sind sie relativ, und weil die Sinneseindrücke unsere einzige Wirklichkeit sind, ist die Wirklichkeit relativ. Diese Philosophie ist eine wesentliche Grundlage der ganzen Relativitätstheorie, und der fragwürdige mathematische "Beweis" für die Relativität von Längen und Zeiten ist im Grunde nur eine Nebensache. Diese Methode, Zeit und Gleichzeitigkeit zu relativieren, ist auf Anhieb nicht ohne weiteres zu durchschauen, zumal Einstein in seinem Text von 1905 seine philosophischen Prämissen mit keinem Wort erwähnt, sondern sie stillschweigend voraussetzt.

Übrigens hat Einstein diese erkenntnistheoretischen Grundsätze später aufgegeben, obwohl er selbst vermutlich entscheidende Impulse dafür gegeben hat, sie in die Physik einzuführen. Aus diesem Grund hat er sich mit den jungen und später weltberühmten Quantentheoretikern in den 1920er Jahren zerstritten. Für die Quantentheoretiker ist die Beobachtung insofern die einzige Wirklichkeit, weil sie naturgemäß nicht erkennen können, was sich hinter ihren Beobachtungen auf atomarer Ebene verbirgt. Um dies zu erklären, ist man auf Theorien angewiesen.

Die Naturwissenschaft auf die Beschreibung von Sinneseindrücken zu beschränken, ist nicht begründbar und  wird von der wissenschaftlichen Realität widerlegt. Zwar ist nicht die objektive Wirklichkeit Gegenstand der Physik, aber ihre Aufgabe ist es, die physikalische Wirklichkeit im Rahmen der menschlichen Erkenntnisfähigkeit zu erforschen. Zu den Errungenschaften dieser Erkenntnisfähigkeit und damit zur physikalischen Wirklichkeit gehört das gesicherte Wissen über die Lichtlaufzeit. Wir wissen, dass unsere optischen Sinneseindrücke infolge der Lichtlaufzeit relativ sind. Alles was wir sehen, ist bereits Vergangenheit. Im Alltag tritt dies nicht zu Tage, aber bei kosmischen Entfernungen liegen Jahre und Jahrmillionen zwischen Beobachtung und Wirklichkeit. Weil wir dies wissen, käme kein Physiker auf die Idee zu verlangen, wir sollten das, was wir am Sternenhimmel beobachten, als zeitlich aktuelle Wirklichkeit auffassen. Eine solche subjektive Betrachtungsweise ist die legitime Sache von Dichtern und Psychologen, nicht aber der Naturwissenschaft.

Zurück zur Relativität der Zeit. Einstein setzt voraus, dass das Licht in jedem sog. Inertialsystem (d.h. in einem geradlinig gleichmäßig bewegten System) mitgeführt wird und sich dort nach allen Richtungen mit der Geschwindigkeit c ausbreitet. Andererseits postuliert er, dass dieselben Lichtstrahlen in Bezug auf ein ruhendes Koordinatensystem ebenfalls die Geschwindigkeit c haben. Der senkrechte Lichtstrahl AB auf der y-Achse des bewegten Koordinatensystems hat also die Geschwindigkeit c. Er läuft im ruhenden Koordinatensystem schräg von A nach C, soll aber seine Geschwindigkeit c beibehalten. Einstein knüpft an diesen mathematischen Widerspruch die Überlegung, dass nach dem Satz des Pythagoras daraus die Geschwindigkeit V¯c² - v² für den senkrechten Lichtstrahl im bewegten System folgt.

Genau hier stellt sich die Frage: Schein oder Wirklichkeit? Einstein setzt  für den senkrechten Lichtstrahl AB im bewegten System die Geschwindigkeit c als wirklich voraus. "Aus Sicht" des ruhenden Systems hat er die Geschwindigkeit V¯c² - v².   Also ein Scheineffekt aus Sicht des ruhenden Systems, denn V¯c² - v² stimmt offenbar nicht mit dem von Einstein als wirklich postulierten Wert c  überein.

Aber Einstein erklärt den Scheineffekt zur Wirklichkeit. Nun wird es kompliziert, weil wir zur Entkräftung relativistischer Argumente an sprachliche Grenzen kommen. Der Relativismus sagt: Unsere Sinneseindrücke sind doch nicht eingebildet, sondern Wirklichkeit! Natürlich gilt aus Sicht des ruhenden Beobachters "wirklich"  V¯c² - v² (vorausgesetzt, Einstein hätte recht). So wie ein Beobachter auf der Erde den Mond "wirklich" nur als kleine Scheibe sieht.  Aber die Wirklichkeit (ohne Anführungszeichen!) ist doch, dass der Mond einen Durchmesser von 3476 km hat. Und die von Einstein postulierte Wirklichkeit (ohne Anführungszeichen) ist doch, dass das Licht im bewegten System die Geschwindigkeit c hat. Trotzdem gehen angeblich die Uhren im bewegten System wirklich langsamer, wodurch Zeitreisen theoretisch möglich sind. - Die Aussage des Relativismus, dass jeder Beobachter seine eigene Wirklichkeit hat, ist nicht falsch, aber subjektivistisch. Doch es ist Aufgabe der Physik, nicht viele subjektive Welten zu beschreiben, sondern die eine physikalische Welt.

Einsteins verwechselt Schein und Wirklichkeit. Der Grund dafür liegt vermutlich in der Erkenntnistheorie von Ernst Mach, die man in dem Satz zusammenfassen kann: "Die Beobachtung ist unsere einzige Wirklichkeit". Zwar gibt es nach überwiegender relativistischer Meinung in der Mathematik der speziellen Relativität (§ 3 von Einsteins Text) keinen Beobachter. Dies trifft jedoch nicht zu, denn in dem mathematischen Szenarium Einsteins steht das bewegte Koordinatensystem für die Lichtquelle, das ruhende Koordinatensystem für den Beobachter. Mit der Größe V¯c² - v² beschreibt Einstein nichts anderes als die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen Lichtquelle und Beobachter, wenn sich der Beobachter seitwärts von B nach C bewegt. Siehe dazu meinen Aufsatz "Beobachter oder Koordinatensysteme".


(Dieser Artikel ist in meinem Buch "Theorie der Zeit" noch in der alten Fassung enthalten)


Mittwoch, 19. April 2017

Beobachter oder Koordinatensysteme?

(aktualisiert am 19. 04. 2017)

Nach herrschender relativistischer Auffassung gibt es in der Mathematik der speziellen Relativitätstheorie keinen Beobachter. Statt dessen beschreibt die spezielle Relativität angeblich eine allgemeine, beobachter-unabhängige mathematische Beziehung zwischen unterschiedlich bewegten Systemen. Dies ist auch eine Begründung dafür, dass die relativistische Zeitdilatation kein durch die wechselnde Lichtlaufzeit zwischen Objekt und Beobachter verursachter Scheineffekt , sondern real sei. Tatsächlich verwendet Einstein für das mathematische Szenarium in § 3 seines Textes von 1905 (der sog. Herleitung der Lorentz-Transformation) ruhende und bewegte Koordinatensysteme. Doch wer Einsteins Erläuterungen zu seinen Gleichungen aufmerksam liest, der sieht, dass Einsteins Mathematik das bewegte Koordinatensystem als eine Lichtquelle und das ruhende Koordinatensystem als einen Beobachter behandelt. Allein schon dieser grundlegende Missgriff stellt die ganze Theorie in Frage.   

Nach Einstein hat das Licht auf der y-Achse des bewegten Koordinatensystems "vom ruhenden System aus betrachtet" stets die Geschwindigkeit V¯c² - v²  (Seite 899 des Textes von 1905). Diese ungenaue Formulierung lässt zunächst offen, ob es im ruhenden Koordinatensystem einen Beobachter gibt oder ob Einstein die Lichtgeschwindigkeit c vom bewegten in das ruhende Koordinatensystem transformiert. Doch wenn es Einstein um die zeitlich relativen optischen Sinneseindrücke von Beobachtern ginge, so käme es dabei entscheidend auf die Position des Beobachters im Verhältnis zur Lichtquelle an. Nimmt die Distanz zwischen Lichtquelle und Beobachter bewegungsbedingt ab, so ist die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen Lichtquelle und Beobachter größer als c, wodurch das Signal beim Empfänger früher eintrifft. Wächst die Distanz, so ist die effektive Lichtgeschwindigkeit kleiner als c. Doch dies  ist offenbar nicht der theoretische Ansatz Einsteins.

Statt dessen versucht er, eine allgemeine mathematische Beziehung zwischen unterschiedlich bewegten Systemen zu konstruieren. Aber im Widerspruch zur Überschrift von § 3 ("Theorie der Koordinaten- und Zeittransformation von dem ruhenden auf ein relativ zu diesem in gleichförmiger Translationsbewegung befindlichen System") transformiert Einstein nicht die Geschwindigkeit der Lichtstrahlen vom einen in das andere Koordinatensystem, sondern er rechnet - unglaublich aber wahr - mit der effektiven Lichtgeschwindigkeit zwischen Lichtquelle und Beobachter.

Für die relativistische Zeitdilatation ist der senkrechte Lichtstrahl auf der y-Achse des bewegten Systems maßgeblich. Die einfache geometrische Transformation dieses Lichtstrahls in ein ruhendes Koordinatensystem ergibt, dass der Lichtstrahl im ruhenden System schräg verläuft und nach dem Satz des Pythagoras  die Geschwindigkeit V¯c² + v² hat.

 (Die Abbildung an dieser Stelle ist verzichtbar. Ich verweise auf das aus der Literatur zur Relativitätstheorie bekannte rechtwinklige Dreieck ABC).

Die Folge: Es gibt keine relativistische Zeitdilatation, weil der Lichtstrahl in B und C gleichzeitig eintrifft. Denn er hat im bewegten Koordinatensystem die Geschwindigkeit c, im ruhenden Koordinatensystem auf der längeren Strecke AC die größere Geschwindigkeit  V¯c² + v² .

Wie kommt Einstein dazu, statt dessen mit dem Wert  V¯c² - v² zu rechnen? Darauf sind mehrere Antworten möglich.

Die erste mögliche Antwort:
Einstein übernimmt die Größe V¯c² - v² aus der Mathematik zum Michelson-Morley-Versuch. Hier haben wir ein geometrisch entsprechendes Szenarium. Der Beobachter bewegt sich von B nach C. Dadurch wird seine Distanz zur Lichtquelle größer. Entsprechend wird die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen Lichtquelle und Beobachter kleiner als c, nämlich V¯c² - v².
Einstein kann dabei auf die mathematischen Überlegungen von Hendrik Lorentz zum Michelson-Morley-Versuch zurückgreifen einschließlich des Gamma-Faktors, der später als Lorentz-Faktor bezeichnet wurde. Darauf beruht der von vielen Kritikern erhobene Plagiats-Vorwurf gegen Einstein.

Die zweite mögliche Antwort:
Es ist die relativistische Antwort. Es gibt keine größere Geschwindigkeit als c. Der senkrechte Lichtstrahl AB im bewegten System läuft im ruhenden System schräg von A nach C, behält aber die Geschwindigkeit c. Daraus folgt  V¯c² - v² für den senkrechten Lichtstrahl AB, der aber in Wirklichkeit bzw. nach Einsteins Postulat des speziellen Relativitätsprinzips  die Geschwindigkeit c hat. Also ein Scheineffekt, der andererseits real sein soll, sodass Zeitreisen möglich sind? Das ist noch nicht das Ende der Widersprüche. Die physikalische Aussage, dass sich das Licht von der Lichtquelle aus nicht schneller als mit c ausbreitet, steht hier überhaupt nicht zur Debatte. Es mag auch sein, dass das Licht auf der Erdoberfläche mitgeführt wird, aus welcher unbekannten physikalischen Ursache auch immer (Michelson vermutete eine teilweise Mitführung des Äthers durch die Erde). Es geht um die einfache logische und mathematische Tatsache, dass die Größe einer Geschwindigkeit vom gewählten Bezugssystem abhängt. Die Geschwindigkeit c im bewegten Koordinatensystem kann nicht c auch im ruhenden Koordinatensystem sein. Einsteins Lichtgeschwindigkeit c als Naturkonstante ist eine metaphysische Phantasie. Sie ist ein mathematisches Kunstprodukt zu dem Zweck, dass in der Gleichung v = s/t (Geschwindigkeit = zurückgelegte Strecke je Zeiteinheit) Länge und Zeit zu variablen Größen werden.

Die dritte mögliche Antwort:    
Sie ist anhand von Einsteins Text von 1905 belegbar. Einstein macht die Beziehung zwischen der Lichtquelle und dem relativ dazu bewegten Beobachter zu einer Beziehung zwischen unterschiedlich bewegten Koordinatensystemen. Weil er die Relativität der Zeit beweisen will, gehört dazu insbesondere auch, dass er willkürlich jedes der Koordinatensysteme zu einer eigenen Zeitzone mit eigener Zeit erklärt. Dadurch entsteht der Eindruck, dass es keinen Beobachter gibt. Einstein auf Seite 898: "Zu diesem Zwecke haben wir in Gleichungen auszudrücken, dass tau nichts anderes ist als der Inbegriff der Angaben von im System k ruhenden Uhren, welche nach der im § 1 gegebenen Regel synchron gemacht worden sind."   (Mit dem griechischen Buchstaben tau bezeichnet Einstein die Zeit im bewegten Koordinatensystem k). Und folgerichtig auf Seite 899: "Es ist zu bemerken, dass wir statt des Koordinatenursprunges jeden anderen Punkt als Ausgangspunkt des Lichtstrahles hätten wählen können...".  - Was ist daraus zu folgern? Durch den unlogischen Kunstgriff mit den Zeitzonen macht Einstein das bewegte Koordinatensystem als ein Ganzes zur Lichtquelle, das ruhende Koordinatensystem als ein Ganzes wird zum Beobachter. Für jeden beliebigen Punkt im bewegten System gilt, dass sich durch die parallele Seitwärtsbewegung die Distanz zu einem zunächst genau gegenüber liegenden Punkt des ruhenden Systems vergrößert. Die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen den beiden Punkten und damit zwischen den beiden Systemen hat die Größe V¯c² - v², ohne die es die Relativitätstheorie nicht geben würde.

Übrigens gibt es in der Natur keine unterschiedlichen Zeitzonen, denn diese sind, wenn auch durch den Lauf der Sonne veranlasst, eine zivilisationstechnische Einrichtung, um einheitliche Fahrpläne und Termine planen zu können. Dass unterschiedlich bewegte Systeme unterschiedliche Zeitzonen sein sollen, in denen noch dazu die Uhren unterschiedlich gehen, ist eine realitätsferne Vorstellung. Weil aber die Naturwissenschaft weder um 1900 noch heute eine zutreffende Vorstellung von Zeit hat, hält man die mathematische Relativierung der Zeit für eine neue Erkenntnis über die Natur.


(Dieser Aufsatz ist in meinem Buch "Theorie der Zeit" noch in der alten Fassung enthalten)

Montag, 12. Dezember 2016

Inhaltsverzeichnis des Blogs "Zeit und Relativität"

Sapere aude - habe den Mut dich deines eigenen Verstandes zu bedienen! (Immanuel Kant)


2011:
24. Februar    1911-2011 Hundert Jahre Zwillingsparadoxon
2./3. Mai        Physik und Philosophie der SRT
19. Mai          Sind Beobachtung und Wirklichkeit identisch?
8. Juni            Etwas Erkenntnistheorie ist hilfreich
11. Juli           Die Zeit in der Relativitätstheorie
23. Juli           Die Relativität der Zeit- und Raumrelationen
28. Juli           Die Einstein-Lichtuhr
8. August        Die relative Zeit - ein absoluter Irrtum
19. Oktober     Philosophische Argumente gegen die relative Zeit

2012
2. Februar       Schein und Wirklichkeit
7. Februar       Das PKL wird fallen
8. Februar      Eine Theorie, die aus Paradoxien besteht
13. Febr.        Relativitätsprinzip und Prinzip der konstanten Lichtgeschwindigkeit
17. Febr.        Relativistische Zeitdilatation widerlegt?
20./27. Juni    Die Lichtgeschwindigkeit in der SRT
15. Okt.          Der Zeitbegriff in der Relativitätstheorie
2. Dez.            Zum Michelson-Morley-Experiment

2013
26. Juli           Zeitphilosophie und Physik
31. Juli           Zur Relativität von Bewegung
25. August     Lichtgeschwindigkeit und Zeitdilatation

2014
9. Februar         Das Phantom c

2015
27. Febr.        Die Beweiskraft von Experimenten ist relativ
30. Mai          Gleichzeitigkeit
27. August     Einstein hat falsch gerechnet
2. September  Zur Mathematik der speziellen Relativität

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Dieser Blog ist nicht gewerblich. Er dient der Wissenschaft im Sinne des Wortes von
Karl Popper: "Wissenschaft besteht darin, Irrtümer loszuwerden".

Meine Zeittheorie finden Sie unter http://www.zeitrelationen.blogspot.com/ (Was ist Zeit?)

Die umfassende Dokumentation der wissenschaftlichen Kritik der Relativitätstheorie seit 1908 bis zur Gegenwart (Projekt G.O.M.) finden Sie unter www.ekkehard-friebe.de sowie
www.kritik-relativitaetstheorie.de

Auf der Grundlage meiner Internet-Aufsätze ist ein Buch entstanden mit dem Titel
"Theorie der Zeit". Vertrieb durch epubli.de bzw. im Buchhandel durch Neopubli GmbH Berlin.
124 Seiten, Preis 14 Euro.  ISBN 978-3-7418-8124-4


Verantwortlich für den Inhalt des Blogs:
Luitpold Mayr, Augsburg,   e-mail:  Luitp.mayr[at]t-online.de




Mittwoch, 27. Juli 2016

Einstein beschreibt nur einen Scheineffekt - und noch dazu unvollständig.

Es geht in der speziellen Relativitätstheorie um eine Parallelbewegung zwischen zwei geradlinig gleichmäßig bewegten Systemen. Weil Bewegung relativ ist, kann man eines der beiden Systeme als bewegt, das andere als ruhend betrachten. Dies ist außerdem die einzige Möglichkeit, die einschlägigen mathematischen Überlegungen unkompliziert darzustellen.

In der folgenden Darstellung betrachten wir die Lichtquelle A als ruhend und den Beobachter B als bewegt. Wir könnten auch den Beobachter als ruhend und die Lichtquelle als bewegt betrachten, weil Einstein voraussetzt, dass sich das Licht in einem bewegten System genau so ausbreitet wie in einem ruhenden System, nämlich gleichmäßig nach allen Seiten mit der Geschwindigkeit c.


                                                        A



---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- >  v
B1                                              B2  B3  B4                                            B5
                                                         (B) (C)


Die Punkte B1 bis B5 bezeichnen unterschiedliche Positionen des Beobachters, während er sich mit der gleichmäßigen Geschwindigkeit v auf einer geraden Linie an der Lichtquelle A vorbei bewegt.

So lange sich der Beobachter der Lichtquelle nähert (Bewegung von B1 nach B3), ist die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen A und dem Beobachter größer als c. Sobald der Beobachter den Punkt B3 überschreitet und sich weiter nach B5 bewegt, entfernt sich der Beobachter von A, so dass die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen A und dem Beobachter kleiner als c ist.

Einsteins Mathematik beschränkt sich auf einen kleinen Ausschnitt aus diesem Gesamtbild, nämlich auf das rechtwinklige Dreieck A-B3-B4. Die Relativitätstheorie betrachtet nur die Zeitspanne, in der das Licht auf der kürzesten Strecke von A nach B3 läuft, und in derselben Zeitspanne bewegt sich der Beobachter von B3 nach B4. Der Punkt B3 wird in der relativistischen Literatur mit B bezeichnet, B4 wird mit C bezeichnet, so dass das rechtwinklige Dreieck mit ABC bezeichnet wird.

In dem Ausschnitt, auf den sich die Relativitätstheorie beschränkt, nämlich das rechtwinklige Dreieck ABC, beträgt die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen der Lichtquelle und dem von B nach C bewegten Beobachter V¯c² - v²  (wie im senkrechten Messarm beim Michelson-Morley-Versuch).  Da Einsteins Szenarium erst in dem Augenblick beginnt, in dem A und B direkt gegenüber stehen, gilt V ¯c² - v² in jedem Fall, gleich ob sich der Beobachter nach links oder nach rechts bewegt.

Unser Gesamtbild zeigt aber, dass der Beobachter auf dem Weg von B2 nach B3 der Lichtquelle A näherkommt, so dass die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen Lichtquelle und Beobachter
V¯c² + v² beträgt. Diesen Fall blendet Einstein jedoch von seiner Betrachtung aus. Ebenso blendet die Relativitätstheorie aus, dass auf der gesamten Strecke B1 - B3 die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen A und dem Beobachter größer als c ist.  Nach relativistischer Logik müsste daraus nicht Zeitdehnung, sondern Zeitverkürzung folgen.

Die Relativitätstheorie behauptet, aus dem rechtwinkligen Dreieck A - B3 - B4 bzw. ABC eine allgemein gültige, beobachter-unabhängige mathematische Beziehung zwischen bewegten Systemen herzuleiten, obwohl die  Größe V¯c² - v² nichts anderes ist als die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen A und dem Beobachter. Würde Einstein den senkrechten Lichtstrahl AB korrekt zwischen den Koordinatensystemen  transformieren, so würde sich zeigen, dass der senkrechte Lichtstrahl AB im anderen Koordinatensystem schräg von A nach C läuft (was auch Einstein sagt), aber dort die aus den Vektoren c und v resultierende Geschwindigkeit V¯c² + v² hat (Einstein sagt V¯c² - v²).

Der unzutreffende Eindruck, dass Einsteins Mathematik ohne Beobachter auskommt, entsteht dadurch, dass der Lichtquelle und dem Beobachter je ein Koordinatensystem zugeordnet wird. Dadurch wird die Berechnung schwer durchschaubar und führt zu Irrtümern.

Dienstag, 26. Juli 2016

Wo der (mathematische) Hund begraben liegt

Zwei Koordinatensysteme werden auf der gemeinsamen x-Achse gegeneinander bewegt. Einsteins zündet den Lichtblitz im bewegten Koordinatensystem genau dann, wenn die Nullpunkte der beiden Koordinatensysteme übereinander liegen.

Was vorher war, blendet Einstein in seinem mathematischen Szenarium aus. Vorher haben sich die Nullpunkte der beiden Koordinatensysteme aufeinander zu bewegt. So lange sie sich aufeinander zu bewegen, hat der Lichtstrahl auf der y-Achse des bewegten Systems "vom ruhenden System aus betrachtet" (Einstein, Seite 899 des Urtextes von 1905) aber nicht die von Einstein verwendete Geschwindigkeit  V¯c² - v², sondern
V¯c² + v².

Daraus würde nach relativistischer Logik nicht Zeitdehnung, sondern Zeitverkürzung folgen. Dafür interessiert sich Einstein nicht. Seine Mathematik beginnt in dem Augenblick, in dem sich die Nullpunkte der beiden Koordinatensystem treffen. Von diesem Zeitpunkt an kann die Distanz zwischen den beiden Nullpunkten nur größer werden, gleich ob die Seitwärtsbewegung nach links oder nach rechts erfolgt. Aus diesem Grund beträgt die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen den beiden Nullpunkten, die für Lichtquelle und Beobachter  stehen, in jedem Fall V¯c² - v².

Mit der Größe V¯c² - v² beschreibt Einstein lediglich die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen Lichtquelle und Beobachter, und zwar für den Fall, dass die Distanz zwischen Lichtquelle und Beobachter durch die Seitwärtsbewegung auf der x-Achse größer wird.

Es wird zu unrecht behauptet,

a) dass die spezielle Relativitätstheorie eine allgemeine mathematische, beobachter-unabhängige Beziehung zwischen bewegten Systemen beschreibt. Tatsächlich handelt es sich dabei um die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen Objekt und Beobachter, und dies nur für die Zeitspanne, in welcher der Lichtstrahl von A nach B läuft und sich gleichzeitig der Beobachter senkrecht zum Lichtstrahl von B nach C bewegt,

b) dass der Lichtstrahl auf der y-Achse des bewegten Koordinatensystems aus Sicht des ruhenden Koordinatensystems bzw. aus Sicht des ruhenden Beobachters stets die Geschwindigkeit V¯c² - v² hat. Dies trifft nur dann zu, wenn sich die Mittelpunkte der Koordinatensysteme voneinander entfernen. Wenn sie sich aufeinander zu bewegen, gilt V¯c² + v² .


Schon an anderer Stelle habe ich wiederholt dargelegt, dass bei mathematisch korrekter Transformation der bewegten Lichtkugelwelle in ein ruhendes Koordinatensystem der Lichtstrahl auf der y-Achse des bewegten Systems nicht die Geschwindigkeit V¯c² - v², sondern V¯c² + v² erhält. Einstein gibt seinem § 3 im Urtext von 1905 die Überschrift "Theorie der Koordinaten- und Zeittransformation von dem ruhenden auf ein relativ zu diesem in gleichförmiger Translationsbewegung befindlichen System".  Aber er transformiert die Lichtstrahlen zwischen den Systemen nicht, sondern tatsächlich rechnet er mit der effektiven Lichtgeschwindigkeit zwischen Lichtquelle und Beobachter (die auch für die Überlegungen beim Michelson-Morley-Versuch maßgeblich ist).



Montag, 2. Mai 2016

Die Spezielle Relativität ist am Ende

Geändert am 26. Juli 2016

Nach Einstein breitet sich ein Lichtblitz in einem gleichmäßig geradlinig bewegten System nach allen Seiten gleichmäßig mit der Geschwindigkeit c aus. Wenn man zeigt, dass Einstein diese bewegte Lichtkugelwelle (das heißt die Geschwindigkeit ihrer in unterschiedliche Richtungen gehenden Lichtstrahlen) mathematisch fehlerhaft in das ruhende Koordinatensystem transformiert, dann wird das Postulat der konstanten Lichtgeschwindigkeit dagegen  gehalten. Dass ein und derselbe Lichtstrahl für unterschiedlich bewegte Beobachter die selbe Geschwindigkeit hat, ist aber eine mathematisch und logisch unhaltbare Annahme. Doch für Einsteins Anhänger ist es ein Dogma, gegen das logische und mathematische Argumente machtlos sind. Wenn das Dogma als Rechenfehler sichtbar wird, dann wird gesagt, dass Einsteins Rechnung stimmt, sofern man das Prinzip der konstanten Lichtgeschwindigkeit voraussetzt.


Darüber geraten andere Argumente in den Hintergrund. Einsteins mathematisches Szenarium (§ 3 des Urtextes von 1905) ist so angelegt, dass der Lichtblitz genau in dem Augenblick gezündet wird, in dem die Nullpunkte der beiden Koordinatensysteme deckungsgleich sind. Die Folge: von diesem Augenblick an entfernen sich die Nullpunkte der beiden Koordinatensysteme voneinander, wodurch die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen den beiden Nullpunkten  kleiner als c ist, nämlich  V¯c² - v²  in Einsteins Szenarium. Was vorher war, wird durch die Wahl des Zeitpunkts für die Blitzzündung ausgeblendet. Vor der Zündung des Blitzes bewegen sich die Nullpunkte der beiden Koordinatensysteme aufeinander zu, wodurch die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen den Nullpunkten größer als c ist. Für den Lichtstrahl auf der y-Achse gilt  in diesem Fall V¯c² + v². Nach relativistischer Logik müsste daraus nicht Zeitdehnung, sondern Zeitbeschleunigung folgen.

Laut Einstein und seinen Anhängern gibt es in § 3 des Urtextes von 1905 keinen Beobachter, sondern nur Koordinatensysteme. Folglich steht die Größe  V¯c² - v²  angeblich nicht für die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen Objekt und Beobachter, sondern für eine allgemeine mathematische Beziehung zwischen bewegten Systemen. Aber wo bleibt  V¯c ² + v²  (siehe oben), wenn es um eine allgemeine mathematische Beziehung geht?

Einsteins Mathematik kommt nur scheinbar ohne Beobachter aus. Dieser Eindruck entsteht  dadurch, dass Einstein der Lichtquelle und dem Beobachter je ein Koordinatensystem zuordnet. Dadurch wird seine Mathematik unübersichtlich und schwer durchschaubar. Tatsächlich beschreibt aber die Größe V¯c² - v² lediglich die effektive Lichtgeschwindigkeit zwischen Lichtquelle und Beobachter, wenn sich im rechtwinkligen Dreieck ABC der Beobachter von B nach C bewegt. Und auch dies ist nur ein zeitlich begrenzter Ausschnitt aus der Wirklichkeit.



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Viele Wissenschaftler im ausgehenden 19. Jahrhundert glaubten, dass grundlegende philosophische Fragen - auch die Frage, was Raum und Zeit sind - mathematisch lösbar seien. Auch Einstein war  da keine Ausnahme, auch wenn er einmal gesagt hat, dass Mathematik die sicherste Methode ist, um sich selbst an der Nase herumzuführen. Nur dadurch konnte die abwegige Idee entstehen, der Verlauf der Zeit habe etwas mit Licht- und Beobachtergeschwindigkeiten zu tun. Ebenso könnte man behaupten, dass Zeit und Gleichzeitigkeit von der Schallgeschwindigkeit abhängen, was sich ebenfalls mathematisch "beweisen" lässt.

 Der gleichmäßige Verlauf der Zeit hängt nicht von Licht-, System- oder Beobachtergeschwindigkeiten ab. Zeit ist keine Funktion der Geschwindigkeit, sondern es ist umgekehrt. Die Zeit ist das Maß für Dauer und Geschwindigkeit. Ohne das Gleichmaß der Zeit können unterschiedliche Geschwindigkeiten gar nicht beschrieben werden. Aus diesem Grund ist die Sekunde  als Maßeinheit durch internationale Vereinbarungen exakt definiert. Einsteins Zeitbegriff stellt Logik und  Wissenschaft auf den Kopf. Die Physik scheint sich im Kopfstand wohl zu fühlen, weil sie dadurch den Nimbus einer Superwissenschaft erhält, deren Grundlagentheorien für gewöhnliche Sterbliche unverständlich sind.

Dienstag, 16. Februar 2016

"Die Sensation aus dem Weltall !"

"Am 15. September 2015 erzitterte die Raumzeit" , so meldete die Deutsche Presseagentur vor wenigen Tagen. Wieder einmal ging eine Sensationsmeldung aus der Wissenschaft um die Welt. Durch die direkte Beobachtung von Gravitationswellen sei Einsteins allgemeine Relativitätstheorie bestätigt worden.

Zwar ist nicht nachvollziehbar, wie eine winzige, nur mit milliardenteuren Einrichtungen feststellbare Erschütterung als Bestätigung der Relativitätstheorie gewertet werden kann. Aber wer in seinem Denken auf relativistische Vorstellungen wie Zeitdehnung, Raumzeit und Raumkrümmung fixiert ist, der wird das Messergebnis mit "Stauchung und Streckung des Raumes durch Gravitationswellen" erklären. Schließlich will die Öffentlichkeit wissen, wofür das viele Geld ausgegeben wird..

Schon vor vielen Jahrzehnten lehrte der Philosoph Karl Popper, dass die Deutung einer Beobachtung von der Theorie abhängt. Daraus folgt, dass eine Theorie durch Beobachtungen/Experimente nicht positiv bewiesen werden kann. Denn wer eine Theorie beweisen will, wird die Beobachtung in seinem Sinn deuten. Daher können wissenschaftliche Theorien nur falsifiziert werden. Wissenschaft besteht in der Überwindung von Irrtümern, worauf der wissenschaftliche Fortschritt beruht, so Poppers Analyse.

Eine komplizierte Theorie wie die allgemeine Relativitätstheorie besteht aus vielen Elementen, von denen jedes im Grunde eine eigene Theorie ist. Die Behauptung, die Zeit verlaufe in Gravitationsfeldern langsamer, ist ein Irrtum, der auf der unhaltbaren Auffassung beruht, der Verlauf der Zeit hänge vom Gang der Uhren ab. Einstein hatte 1905 mit seiner relativen Zeit bei einigen namhaften Physikern Zustimmung gefunden. Deshalb ging er diesen Weg weiter, obwohl seine allgemeine Relativitätstheorie im wesentlichen eine Gravitationstheorie ist.