Plattenkondensator

 
Zur Übersicht  
Stern-Gerlach  
.. ...

Die
Spezielle Relativitätstheorie SRT

Jede Geschwindigkeit, auch die Lichtgeschwindigkeit, braucht - z.B. in einer physikalischen Formel - eine andere Geschwindigkeit, auf die sie sich bezieht. Sonst hätte sie keinen Sinn. Sie hat insofern Ähnlichkeit mit einem Komparativ, der sich immer auf ein Positiv beziehen muss, um sinnvoll zu sein. In den Maxwellgleichungen für das Licht gibt es keine solche explizit benannte Vergleichsgeschwindigkeit, wenn man davon absieht, dass sich die Quelle des betreffenden elektromagnetischen Feldes oder Photons in diesen Gleichungen in Ruhe befindet und damit für die im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit erfolgende Ausbreitung des elektromagnetischen Feldes die erforderliche Vergleichsgeschwindigkeit liefert. Auch die Angaben unserer Längen, Zeiten oder Massen beziehen sich alle auf willkürlich gewählte "Normalmaße" wie z.B. auf das Urmeter. Zugleich befinden wir uns stets in irgendeinem Bezugssystem, in dem wir mithilfe dieser Normalmaße Ort, Zeit und Geschwindigkeit angeben. Wenn in diesem Aufsatz von "Bezugssystemen" die Rede ist, sind damit immer unbeschleunigte Bezugssysteme, also "Inertialsysteme" gemeint.

Die Spezielle Relativitätstheorie SRT
gründet sich auf der Behauptung, dass der Betrag der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum für jeden Beobachter gleich groß ist und somit gegenüber allen Bezugssystemen denselben universellen Wert c hat. Das bedeutet, dass ein Beobachter seine Geschwindigkeit ändern kann, wie er will, er wird im Rahmen der SRT von seinem jeweiligen Bezugssystem aus stets dieselbe Lichtgeschwindigkeit messen. Das ist jedoch nur möglich, wenn auch die Normalmaße von den jeweils aktuellen Bezugssystemen abhängen, wie das von den Lorentztransformationen beschrieben wird.

Da die Lichtgeschwindigkeit für alle Bezugssysteme den gleichen Betrag haben soll, setzt die SRT damit voraus, dass die Lichtgeschwindigkeit von keiner anderen Geschwindigkeit abhängen darf, also auch nicht von der Geschwindigkeit der Quellen des Lichts. Bisweilen findet man diese Bedingung auch unter den besonders erwähnten Voraussetzungen der SRT.

Mit den Lorentztransformationen erfährt ein Beobachter, welche Normalmaße im beobachteten Bezugssystem im Verhältnis zu den Normalmaßen in seinem eigenen Bezugssystem gelten, wenn zwischen beiden Bezugssystemen die Relativgeschwindigkeit v besteht. Wichtig ist dabei, dass diese Auskunft nur für ihn, slso für den Beobachter gilt. Der Beobachtete im anderen Bezugssystem bemerkt davon nichts. Das ist so, wie wir in der Newtonwelt nichts davon bemerken, unter welchem Bezugssystemen - also etwa von einem fliegenden Flugzeug oder fahrenden Auto aus - wir gerade betrachtet werden. Je nach der Relativgeschwindigkeit v zwischen den beiden Bezugssystemen - nämlich dem vom Beobachter und dem vom beobachteten Beobachter- gehen für den Beobachter die Uhren des betrachteten Beobachters um den Lorentzfaktor f langsamer, sind die Längen um den Faktor f kleiner und die Massen um den Faktor f größer als in seinem eigenen Bezugssystem. Dabei ist

.
......................................f = 1/Wurzel(1 - v*v/c*c)


Kleiner Exkurs über die Bedeutung von Bezugssystemen (Inertialsystemen)

Wir wissen, dass wir in unserer Newtonwelt durch Sehen und vielleicht auch durch Hören Eindrücke von unserer Umgebung erhalten, die nur subjektiv sind und keine unmittelbare Bedeutung für die in unserer Welt exitierenden Kausalkette haben. Die SRT hat mit solchen Gedanken nichts zu tun. Wenngleich die beobachtete Welt nur für ihren Beobachter von Bedeutung ist, handelt es sich bei ihr um eine voll funktionstüchtige Welt.- allerdings mit immer derselben Kausalkette. Da es für jeden Beobachter stets viele beobachtete andere Beobachter mit unterschiedlichen Relativgeschwindigkeiten gibt, existieren bereits für diesen einen Beobachter praktisch unendlich viele Welten. Das ist im Grunde genommen auch so in der Newtonwelt, wenn man sie als Spezialfall der SRT-Welten ansieht, in dem der Lorentzfaktor f stets den Wert Eins hat. Denn dann wären diese Welten alle deckungsgleich, was praktsch bedeute,t, dass es nur eine Newton-Welt gibt

In beiden Theorien ist das Vorhandensein eines Beobachters bzw. die Wahl eines Bezugssystems willkürlich, und alle Bezugssysteme sind gleichberechtigt. Jedoch müssen alle kausal-relevanten Ereignisse für alle Beobachter gleich sein, d.h. solche Ereignisse dürfen sich - um die Eindeutigkeit unserer Kausalkette nicht zu gefährden - für verschiedene Bezugssysteme - nicht widersprechen. So hängen z.B. zwar auch in der Newtonwelt die
Magnetfelder von den Bezugssystemen ab und scheinen sich damit zu widersprechen. Sie werden aber erst durch ihre Lorentzkräfte messbar, welche jedoch- wie ich gezeigt habe - jeweils von der Differenz von zwei Geschwindigkeiten abhängen und somit bezugssystem -unabhängig sind, da sich in solchen Differenzen die Geschwindigkeit des Bezugssystems weghebt. Es gibt keine "echten" magnetischen Kräfte sondern nur elektrische Kräfte, die von bewegten Elektronen mithilfe von Lorentzkräften erzeugt werden.

Ein anderes Beispiel zur Rolle der Bezugssysteme bietet die Frage, ob ein mit einer konstanten Geschwindigkeit sich bewegendes Elektron strahlen kann. Da eine Strahlung ein irreversibler Vorgang ist, ist sie ebenso kausalrelevant wie etwa der Einschlag eines Geschosses. Für unterschiedliche Bezugssysteme ist die Geschwindigkeit des Elektrons ebenfalls unterschiedlich, und da es unter den Bezugssystemen eines gibt, in dem das Elektron ruht und daher gewiss nicht strahlt, käme es zu einem Widerspruch, wenn es für andere Bezugssysteme strahlen würde. Das heißt, ein solches Elektron kann nicht strahlen.


Kritik an der SRT

Unglaubwürdig erscheint mir die erwähnte Unabhängigkeit der Geschwindigkeit des Lichts von der Geschwindigkeit seiner Lichtquelle, denn es erhebt sich die Frage wie, wann und warum und ob überhaupt sich die Geschwindigkeit eines Photons ändert, das von einem Atom, das eine bestimmten Geschwindigkeit hat, emittiert wird und den Übergang in die Umwelt vollzieht, in der es sich mit der universellen Lichtgeschwindigkeit weiterbewegt. Woher "weiß" das Photon gegebenenfalls, welche Geschwindigkeitsänderung es bei diesem Übergang vornehmen muss.?

Man müsste, um diese Konsequenz der SRT zu überprüfen, zwei Messungen der Geschwindigkeiten von Photonen vornehmen, deren Quellen zwei deutlich verschiedene Geschwindigkeiten gegenüber demselben Beobachter aufweisen. Soviel ich weiß, wurden solche Messungen bisher nicht gemacht.

Man könnte hierzu das folgende Experiment machen: Zwei Laserpointer mit verschieden farbigem Laserlicht sind jeweils wie die Schaufeln am Rad einer Wassermühle an den Umrandungen von zwei nebeneinander um die gleiche Achse aber mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten sich drehenden Rädern befestigt, wobei sich das eine Rad mit einer n-fachen Umdrehungsgeschwindigkeit gegenüber dem anderen Rad dreht. n ist dabei eine ganze Zahl. Beide Pointer strahlen tangential in derselben Richtung.

Es gibt dann n Umdrehungswinkel, bei denen beide Pointer zugleich in dieselbe Richtung strahlen. Darunter gibt es jedoch nur einen Umdrehungswinkel, bei dem das Licht der beiden Pointer nicht sofort gegen eine feste Umwandelung stößt sondern in einen möglichst langen evakuierten und radial verlaufenden Gang gelangt, in dem die Strahlen der beiden Pointer nebeneinander "um die Wette" laufen und schließlich an eine Auffangwand gelangen, wo beurteilt werden kann, ob die Photonen der beiden Räder gleichzeitig angekommen sind. Damit beantwortet das Experimennt einen Teil der oben aufgeworfenen Fragen: Solange die Photonen ihren Pointer nicht verlassen hatten, bewegten sie sich jeweils mit der tangentialen Geschwindigkeit des Randes ihres jeweiligen Rades und müssten dann - jedenfalls nach Ansicht der SRT - gemeinsam mit gleicher Geschwindigkeit c nebeneinander herfliegen. Durch Variation des Abstand des Auffangschirms von den Rädern zeigt das Experiment auch, wie lange die Photonen die Geschwindigkeit ihres Pointers noch beibehalten haben und ob sie sich danach auf die universelle oder auf eine andere gemeinsame Geschwindigkeit "einigten"

Ein solches oder ein ähnliches Experiment und die erwähnten Fragen würden sich erübrigen, wenn man akzeptiert, dass sich der Geschwindigkeitsbetrag c jedes Lichts jeweils auf die Geschwindigkeit seiner Quelle bezieht, was zumindest allen bekannt gewordenen bisher durchgeführten Messungen von c und auch den Maxwellgleichungen nicht widerspricht und was obendrein die Möglichkeit bietet, die
Dunkle Materie zu erklären.

Da man wohl kaum Kräfte angeben kann, welche die Anpassungs-Änderung der Geschwindigkeit eines emittierten Photons an die universelle Lichtgeschwindigkeit bewirken könnten, liegt bereits hier der Schluss sehr nahe, dass die Lichtgeschwindigkeit von der Geschwindigkeit ihrer Quellen abhängt und sdie SRT somit auf "falschen" Voraussetzungen fußt. Dass die SRT tatsächlich nicht richtig ist, beweist jedoch der sogenannte Myoneneffekt.
.

2.)Der Myoneneffekt

Der Myoneneffekt besteht darin, dass Myonen, die sich beim Zerfall gewisser Mesonen durch die Höhenstrahlung in der Stratosphäre bilden, nach so kurzer Zeit wieder in andere Teilchen zerfallen, dass sie vor diesem Zerfall die Erde selbst dann nicht erreichen könnten, wenn sie mit Lichtgeschwindigkeit geflogen wären. Tatsächlich erreichen aber sehr viele von ihnen die Erde, bevor sie zerfallen sind. Für die SRT bildet dieser Effekt insofern ein Problem, als sie eine Überlichtgeschwindigkeit ausschließt. Dass die SRT dennoch diesen Effekt erklären kann, liegt daran, dass für sie ein Bezugssystem existiert - nämlich jenes, das sich auf die Erde bezieht - bei dem die Uhren der fliegenden Myonen so langsam gehen, dass ihre mit diesen Uhren gemessene Lebensdauer ausreicht, die Erde vor ihrem Zerfaall zu erreichen. Ausschlaggebend dafür ist der oben angegebene f Faktor, der wegen der nahe bei der Lichtgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit v der Myonen deutlich über Eins liegt. Tödlich für die SRT aber ist, dass es auch andere gleichberechtigte Bezugssysteme gibt, von denen aus gesehen die Geschwindigkeit der Myonen noch größer ist als die, die sich - vom Bezugssysstem der Erde aus gesehen - ergibt. Für diese Bezugssysteme ist die Lebensdauer der Myonen größer als jene für das Bezugsystem auf der Erde, was dann auch für die Rate der Myonen gilt, die vor ihrem Zerfall die Erde erreichen. Diese Raten sind messbar und müssten für alle Bezugssysteme gleich sein, um nicht die Eindeudigkeit der Kausalkette zu gefährden. Da sie aber nicht alle gleich sind, ist die SRT somit falsch.

Die klassische Erklärung des Myoneneffektes ist denkbar einfach und lautet: Die Myonen sind mit einer sehr deutlichen Überlichtgeschwindigkeit geflogen, deren Wert sich leicht berechnen läst, da man die von ihnen zurückgelegte Strecke und die dafür von ihnen benötigte Zeit, nämlich ihre in Laboren gemesssene Lebensdauer, kennt. Der Myoneneffekt ist damit sozusagen ein Geschenk der Natur, denn sie zeigt uns mit diesem Effekt, dass sich Materie mit weitaus größeren Geschwindigkeiten als mit c von A nach B bewegen kann.

Allgemeines zur SRT


Möglicherweise wird man gegen die soeben aufgestellte Behauptung, die SRT sei falsch, einwenden, dass es in der Elektrodynamik Erscheinungen gibt, die nur mithilfe der SRT in ihrer bekannter Form erklärt werden können. Diesen Einwand konnte ich bereits 2017 mittels einer neuartigen und sehr einfachen Beschreibung der Bewegung eines Elektrons entkräften, ( s
Dipol-Methode) mit der offenbar alle Probleme der Elektro-Statik, soweit sie in Zusammenhang mit bewegten Elektronen stehen, ohne SRT zwanglos gelöst werden können. Eine Folge dieser Betrachtungsweise ist z.B., dass der seinerzeit hilfsweise eingeführte "Verschiebungsstrom" für einen Plattenkondensator nicht mehr erforderlich ist, um zwischen den Platten ohne Strom das beim Aufladen zwischen den Platten vorhandene Magnetfeld zu erklären.

Eine wichtige Konsequenz der SRT wäre dann noch die Behauptung, dass sich keine Materie mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen kann, da sonst ihre Masse unendlich groß werden würde. Die Erfahrungen mit den großen Beschleunigungsanlagen wie etwa in CERN scheinen dieser Behauptung Recht zu geben. Man kann jedoch die Beschränkung der Geschwindigkeit der elektrisch geladenen Teilchen in den Beschleunigungsanlagen auch in der klassischen Physik verstehen, wenn man bedenkt, dass ein elektrisch geladenes Teilchen von einem elektromagnetischen Feld nur dann noch beschleunigt werden kann, wenn dessen Gesschwindigkeit am Ort des Teilchens größer ist als die augenblickliche Geschwindigkeit dieses Teilchens. Das ist ähnlich wie bei einem Schiff, das auf einem Fluss antriebslos schwimmt, dessen Wasser mit der Geschwindigkeit v fließt. Durch diese Strömung allein könnte das Schiff keine größere Geschwindigkeit als v erreichen.

Auch in den Beschleunigungsanlagen können nur Kräfte von Feldern wirksam werden, deren Quellen, auch wenn sie intermittierend benutzt werden, ortsfest sind und daher nur Felder generieren können, die in Richtung der Beschleunigungskanäle selbst höchstens Lichtgeschwindigkeit erreichen können. Das heißt, auch ohne Erklärung durch die SRT kann man verstehen, warum diese Beschleunigungs-Anlagen die Teilchen nicht auf Überlichtgeschwindigkeit beschleunigen können. Somit gibt es zwar auch in der klassischen Physik eine Geschwindigkeitsbeschränkung, aber sie gilt nur dann für Materie, wenn sie durch elektromagnetische Wellen beschleunigt wird, deren Quellen im Bezugssystem der Geschwindigkeit dieser Materie ruhen.

Insgesamt ist die SRT falsch, weil sie im Myonenproblem widersprüchliche Aussagen macht. Es entfällt damit auch das relativistische Additionstheorem der Geschwindigkeiten, das verhindert, dass es Bezugssyssteme gibt, in denen sich Materie mit einer Geschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit c bewegt


.Fazit

Zwar steht dieser Artikel hier unter der Überschrift "SRT", aber ich erkläre in ihm, dass die SRT gegen die Eindeutigkeit des Weltgeschehens verstößt und daher falsch ist.