Herleitung der konstanten Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter unter Voraussetzung der Lorentztransformation

von Wolfgang Engelhardt,
ehemaliger Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching

… den ganzen Artikel lesen

8 Antworten zu “Herleitung der konstanten Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter unter Voraussetzung der Lorentztransformation”

  1. Jocelyne Lopez

    Diesen Artikel von Dr. Wolfgang Engelhardt habe ich in meinem Blog kommentiert:
    Der größte Unsinn der Relativitätstheorie geht auf Woldemar Voigt zurück

    Das ist in der Tat schwer vorstellbar, dass Einstein und andere hochrangigen Wissenschaftler geglaubt haben, dass die Lichtgeschwindigkeit konstant sein könnte zu allen bewegten Beobachtern, was auf ein eklatantes Unverständnis der grundlegenden Begriffe von Geschwindigkeiten in der Physik deutet: Eine Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. eine Phasengeschwindigkeit relativ zur Erdoberfläche wird verwechselt und gleichgesetzt mit einer Relativgeschwindigkeit zwischen zwei zueinander bewegten Objekten! Dieser ganz primitive Denkfehler kann wohl nicht einmal von Grundschülern gemacht werden… Man kann hier mit Walter Dissler denken, dass der Glauben an Einsteins Relativitätstheorie tatsächlich zu einer gewissen Art geistiger Invalidität führt.

    Unvorstellbar, aber leider war, dass Wissenschaftler an diese katastrophale Absurdität glauben können, bis heute noch (siehe zum Beispiel meine Korrespondenz mit Dr. Markus Pössel vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik/Albert Einstein Institut), die im Bildungssystem in Oberstufe und Universitäten gelehrt wird – wobei eine Generation von theoretischen Physikern nach der anderen völlig verbildet und die Öffentlichkeit für dumm verkauft wird. Das ist wohl der größte Unfug, der je von der Mathematik und der Wissenschaft produziert wurde!

    Jocelyne Lopez

  2. Helmut Hille

    Es begann mit der Lichtgeschwindigkeit, die in Bezug auf den Beobachter immer gleich wäre, weil Raum- und Zeitmaße sich entsprechend ändern, sich also nach Bedingungen richten würden, die ein Beobachter gibt.

    Jürgen Neffe in seiner Biographie „Einstein“:

    „Uhren gehen langsamer, je schneller sie sich einem Beobachter gegenüber bewegen. Je näher sie in ihrer Bewegung der Lichtgeschwindigkeit kommen, desto mehr verlangsamt sich ihr Gang – bis zum Stillstand. Wer sich das klar macht, hat die wichtigste Grundidee der Speziellen Relativitätstheorie schon verstanden.“

    Hat er das dann wirklich?
    Dann müsste er nach dieser Logik auch verstanden haben, dass dort, wo Uhren wegen ihrer Geschwindigkeit zum Stillstand kommen, die Zeit und damit überhaupt alles zum Stillstand gekommen ist, denn nach Einsteins Verständnis zeigen Uhren ja nur an was allgemein geschieht: Elektronen, Planeten, Sterne, Galaxien hätten dann aufgehört zu kreisen, Sonnen aufgehört zu glühen, Lebendiges wäre erstarrt, Gedanke eingefroren.
    Zu was hier ein Beobachter, wenn er nur schnell genug ist, in der Lage sein soll zu bewirken, das ist wahrlich mehr als man den Göttern aller Religionen zusammen jemals zugetraut hatte, mehr als alle Kräfte der Welt bewirken können!

    Sollen wir das ernstlich glauben? Glaubt das irgendwer wirklich?

  3. Ekkehard Friebe

    Die „moderne“ Theoretische Physik ist getragen von folgenden, innovationshemmenden Dogmen:

    Erstes DOGMA: „Der Glaube an die Unfehlbarkeit der Mathematik“

    Zweites DOGMA: „Der Glaube an die Unfehlbarkeit des Experiments“

    Drittes DOGMA: „Der Glaube an die Unfehlbarkeit der Autorität“

    Viertes DOGMA: „Der Glaube an die Aufrichtigkeit des Wissenschaftlers“

    Fünftes DOGMA: „Der Glaube an die Entbehrlichkeit der Philosophie“

    Lesen Sie bitte weiter unter: Innovationshemmende Dogmen

    Beste Grüße Ekkehard Friebe

  4. Jocelyne Lopez

    Helmut Hille schrieb in einer privaten E-Mail in diesem Zusammenhang:

    „Die Gleichsetzung von einer Geschwindigkeit relativ zur Erde mit beliebiger Relativgeschwindigkeit durch Einstein und seine Anhänger ist für mich nicht überraschend. Da wo jegliche Rolle des Beobachters bestritten wird, wird auch nicht gesehen, dass es zur eingeübten nützlichen Denkgewohnheit des Erdbewohners gehört, alles AUTOMATISCH auf die Erde zu beziehen. Weil es aber angeblich keine Beobachterrolle gibt, wird dieser stillschweigend mitgedachte Bezug nicht gesehen.“

    Diese Überlegungen spielen m.E. eine Schlüsselrolle bei der Entstehung – und vor allem bei dem Tradieren – dieser absurden Annahme, die Lichtgeschwindigkeit sei unabhängig von der Geschwindigkeit des bewegten Beobachters. Würde man zum Beispiel den ADAC fragen, ob die Geschwindigkeit eines Autos auf der Autobahn gleichzusetzen sei mit der Geschwindigkeit dieses Autos relativ zu einem anderen fahrenden Fahrzeug, würde er uns laut auslachen. Was aber der ADAC und sonst jedermann versteht, der die Grundschule besucht hat – und nicht mal das, weil dieses Verständnis der Lebenserfahrung jedes Menschen entspricht – sind ausgebildete Physiker und sogar Nobelpreisträger nicht mehr in der Lage zu verstehen. Das ist schier unglaublich.

    Noch katastrophaler ist der Umstand, dass die etablierte Science Community wohl aus psychologischen Gründen nicht in der Lage ist, diesen Fehler zu gestehen: je primitiver ein Fehler ist, desto schwieriger und peinlicher es ist, ihn zu erkennen und zu berichtigen. Das ist ja auch menschlich. So ist meiner Meinung nach die Schreckstarre der angesprochenen Experten bei diesem Punkt zu erklären: Ob öffentlich oder privat meiden sie einen Meinungsstreit darüber, gehen nie auf Argumente ein, versuchen abzulenken oder zu vernebeln, brechen Austausche ab und schweigen. Sie verhalten sich wie der Kaiser im berühmten Märchen von Hans Christian Andersen, das oft im Zusammenhang mit der Speziellen Relativitätstheorie von Kritikern herangezogen wurde:

    „Aber er hat ja gar nichts an!“ rief zuletzt das ganze Volk. Das ergriff den Kaiser, denn das Volk schien ihm recht zu haben, aber er dachte bei sich: „Nun muss ich aushalten“. Und die Kammerherren gingen und trugen die Schleppe, die gar nicht da war.“

    Jocelyne Lopez

  5. Wolfgang Engelhardt

    Nach diversen Diskussionen fühle ich mich bemüßigt, zu obiger Herleitung noch einen Kommentar zu hinterlassen. Statt der verwendeten Formeln ist dem Leser vielleicht die folgende Beziehung geläufiger:

    c = lambda f

    wobei c die Lichtgeschwindigkeit, ? die Wellenlänge und f die Frequenz der Welle bezeichnen. Jedermann dürfte auch der lineare Dopplereffekt geläufig sein, mit dessen Hilfe die Polizei Geschwindigkeitssünder überführt. Bewegt man sich nämlich in einem Wellenfeld, so misst man eine Frequenzverschiebung

    f´ = f (1 +|- v / c)

    weil mehr oder weniger Wellenberge pro Sekunde auf den Detektor treffen. Dies hängt davon ab, ob man der Welle entgegen oder ihr davonläuft. Für den bewegten Beobachter gilt also:

    c´ = lambda´ f´ = lambda´ f (1 +|- v / c)

    Die Wellenlänge ist eine Eigenschaft der Welle, die nicht durch die zufällige Bewegung eines Beobachters geändert wird. Davon kann man sich zumindest bei Wasserwellen durch Augenschein überzeugen. Es gilt also:

    lambda´ = lambda

    und somit

    c´ = lambda f (1 +|- v / c) = c +|- v

    Soviel zum „gesunden Menschenverstand“.

    Der Relativist verfügt über eine andere Weltsicht. Für ihn gilt:

    c´ = c

    wobei er aber am Dopplereffekt nicht zweifelt, denn auch er bezahlt gegebenenfalls sein `speeding ticket´. Also bleibt ihm nichts anderes übrig, als zu fordern:

    c´ = c = lambda´ f (1 +|- v / c)

    oder:

    lambda´ = lambda / (1 +|- v / c)

    Diese Beziehung wird in den relativistischen Lehrbüchern auffällig wenig diskutiert, vielleicht weil sie gar zu absurd ist. Sie stellt nämlich ein Transformationsgesetz für Lichtwellenlängen dar, welches linear von der Geschwindigkeit abhängt. An das quadratisch abhängige Lorentz-Kontraktionsgesetz, welches für materielle Körper gelten soll, hat man sich gewöhnt:

    L´ = L ( 1 – v^2 / c^2 )^(1/2)

    Dass aber für Lichtwellen eine lineare Verkürzung oder Streckung gelten muss, ist weithin unbekannt. Die Konsequenz ist auch höchst seltsam: Bei einem Laser passt eine ganzzahlige Anzahl von Wellenlängen in den Resonatorraum zwischen den Spiegeln. Bei Fehlanpassung funktioniert der Laser nicht. Wenn nun Spiegelabstand und Wellenlänge unterschiedlich mit der Relativgeschwindigkeit zum Beobachter transformieren, dann geht der Laser aus, einfach weil ein Beobachter schnell daran vorbeiläuft. Das müssen Relativisten glauben … oder verdrängen.

  6. Wolfgang Engelhardt

    Eine ausführlichere englische Version der Notiz “Herleitung der konstanten Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter unter Voraussetzung der Lorentztransformation” ist auf der homepage der NPA unter diesem link zu finden: http://www.worldnpa.org/php2/index.php?tab0=Abstracts&tab1=Display&id=4547&tab=2. Der Titel lautet: „On the Origin of the Lorentz Transformation“. Der Artikel ist um einige historische Anmerkungen, die sich auf Voigts Arbeit von 1887 und deren Rezeption durch Lorentz, Poincaré und Einstein beziehen, ergänzt.

  7. Andreas Hofacker

    Hallo,

    Zitat Wolfgang Engelhardt:
    „[…]Also bleibt ihm nichts anderes übrig, als zu fordern:

    c´ = c = lambda´ f (1 +|- v / c)
    […]“

    Das ist leider nicht richtig, da auch die Zeit transformiert werden muss, es ist also f‘ nun nicht mehr einfach f(1 +|- v/c). Am Ende kommt dann doch alles richtig raus und das angeführte „Laser-Paradoxon“ löst sich auf.

    Viele Grüße,
    A.

  8. Wolfgang Engelhardt

    Sehr geehrter Herr Hofacker,

    es genügt nicht, apodiktisch festzustellen, dass die Beziehung c´ = c = lambda´ f (1 +|- v / c) „nicht richtig“ sei. Sie sollten schon eine entsprechende Gegenrechnung aufstellen. Ihre Behauptung „Am Ende kommt dann doch alles richtig raus“ steht somit auf tönernen Füßen.

    Sie können nicht bestreiten, dass man bei Bewegung in einem Wellenfeld einen Dopplereffekt misst, der einen linearen Anteil hat. Diesen habe ich hier betrachtet, also f´ = f (1 +|- v / c). Wenn Sie nun c´ = c verlangen, so erfordert die Beziehung c´ = lambda´ f´, deren Gültigkeit Sie wahrscheinlich auch nicht bestreiten, eine lineare Transformation der Wellenlänge, um befriedigt werden zu können.

    Etwaige Korrekturen der Ordnung v^2/c^2 ändern hieran nichts. Nachdem die Resonatorlänge des Lasers nach Lorentztransformation auch nur mit v^2/c^2 variiert, ist es unmöglich, dass eine feste Anzahl von Wellenlängen bei Bewegung in den Resonator passt. Der Laser würde somit ausgehen, wenn der Beobachter sich nur schnell genug daran vorbeibewegt. Dies jedenfalls ist eine Konsequenz der Lorentz-Transformation.

    Mit freundlichen Grüßen,
    Wolfgang Engelhardt