Nach Albert Einstein (1907) und Max Planck (1908) soll ein System einem bewegten Beobachter kälter erscheinen und der Wärmefluß verringert sein

von G.O. Mueller

Aus der Dokumentation von G.O. Mueller Kapitel 2 – Fehlerkatalog
N: Thermodynamik / Fehler Nr. 1 (English Version…):

Nach Albert Einstein (1907) und Max Planck (1908) soll ein System einem bewegten Beobachter kälter erscheinen und der Wärmefluß verringert sein

Galeczki/Marquardt 1997 (S. 192-195) weisen darauf hin, daß zu den obengenannten Behauptungen zwei andere Relativisten – Ott 1963 und Arzeliès 1966 – „genau das Gegenteil“ herleiten, und stellen konsequenterweise die entscheidende Frage (S. 193):
Hat die Sonne für das Licht nun die Temperatur Null oder Unendlich?

Dieser eklatante, aber grundlegende Widerspruch zwischen Relativistik-Autoren zeigt die Haltlosigkeit und „das Scheitern der relativistischen Thermodynamik„.

Grund für das Scheitern aller Bemühungen, die Relativistik auf die Thermodynamik auszudehnen, ist nach Galeczki/Marquardt, daß die Thermodynamik auf dem zentralen Begriff des Systems beruht, wohingegen die Spezielle Relativitätstheorie „den Begriff des Systems als physikalische Einheit nicht kennt“ (S. 192). Sie zitieren als weiteren Autor gegen eine relativistische Thermodynamik Landsberg 1970 mit folgender Aussage: „… niemand, der bei Verstand ist, wird eine thermodynamische Berechnung für ein anderes als ein ruhendes Bezugssystem durchführen.“

Galeczki / Marquardt zeigen die grundsätzlichen Probleme auf, die einer relativistischen Thermodynamik im Wege stehen (S. 192): es hat niemals direkte oder indirekte „Messungen gegeben …, welche eine ’speziell-relativistische Thermodynamik‘ zu ihrer Erklärung benötigt hätten. Es ist unmöglich, irgendeine thermodynamische Eigenschaft eines bewegten Systems zu messen, das nicht thermisch mit einem anderen System in Wechselwirkung steht.“ Zwischen zwei Systemen könnte nie ein thermodynamisches oder thermostatisches Gleichgewicht hergestellt werden: „demzufolge verliert jedes System Wärme ’nach außen‘. Natürlich ist das absurd, wenn die Welt voraussetzungsgemäß nur aus diesen beiden Systemen ohne äußere Wärmesenke bestünde: Die Definition der Temperatur verlöre ihren Sinn.“

Einstein, Albert: Über das Relativitätsprinzip und die aus demselben gezogenen Folgerungen. In: Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik. 4.1907, 411-462; 5. 1908, S. 98-99. Abdruck in: Albert Einsteins Relativitätstheorie. Hrsg.: K. v. Meyenn. 1990. S. 160-214. – Einstein, Albert: Über die Möglichkeit einer neuen Prüfung des Relativitätsprinzips. In: Annalen der Physik. F. 4, Bd. 23 (=328). 1907, S. 197-198. – Planck, Max: Zur Dynamik bewegter Systeme. In: Annalen der Physik. 26. 1908, S. 1-34. – Ott, H.: Lorentz-Transformation der Wärme und der Temperatur. In: Zeitschrift für Physik. 175. 1963, S. 70-104. – Arzéliès, Henri: Relativistic kinematics. Oxford: Pergamon, 1966. 298 S. – Landsberg, P. T.: Concepts in special relativistic thermodynamics. In: Essays in physics. Ed.: G. T. K. Conn, G. N. Fowler. London 1970.

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Eine Antwort zu “Nach Albert Einstein (1907) und Max Planck (1908) soll ein System einem bewegten Beobachter kälter erscheinen und der Wärmefluß verringert sein”

  1. Helmut Hille

    aus WEGE DES DENKENS Datei I/B11a:
    Und Einstein hat doch nicht recht: Kaffee bleibt heiß im ICE
    Um das Maß an Absurditäten voll zu machen, haben Physiker jetzt untersucht, ob „der Kaffee in einem schnellen ICE genauso warm ist wie in einer langsamen Regionalbahn.“ Die „umfangreiche Simulation zur Molekulardynamik relativistischer Gase zeigte nun, dass die Temperatur eines Körpers offenbar nicht von seinem Bewegungszustand abhängt…“ Der Kaffee im rasenden ICE sollte dort weniger heiß sein, weil lt. Einstein die Zeit in „bewegten“ Systemen langsamer vergeht, wodurch die Molokurbewegung des Kaffees, die wir an seiner Wärme erkennen, sich verzögern müsste. Dem ist aber nicht so. „Einem Team deutscher und spanischer Physiker ist der Nachweis gelungen, dass die Temperatur eines Körpers nicht von dessen Bewegungszustand abhängt.“ „Nach der Einstein`schen Relativitätstheorie ergibt sich, dass in einem bewegten Körper, der von einem ruhenden Punkt aus beobachtet wird, die Zeit für den Beobachter(!) langsamer vergeht.“ Obwohl sie das also nur für den Beobachter tut, wäre die Beobachtung als Fernwirkung trotzdem quasi Schuld, wenn sich zeitliche Abläufe im beobachteten Objekt verzögern. Dem wäre in dem Einsteinschen Szenario natürlich leicht abzuhelfen, indem der Beobachter in den Zug einsteigt und mitfährt, wodurch der Kaffee in der Kanne oder Tasse für ihn wieder „ruhen“ würde, ganz gleich, ob der Zug nun steht oder fährt. Diese naheliegende Überlegung zeigt doch die ganze erschreckende Schlichtheit des Denkens von Physikern. Natürlich bleibt der Kaffee im ICE heiß, weil der vom Fahrtwind abgeschirmte Kaffee von einem Bewegungszustand überhaupt nichts weiß, d.h. physikalisch unberührt bleibt, da materielle Gegenstände blind und unwissend sind. Doch selbst der Beobachter „weiß“ bei geschlossenen Zuggardinen nur, dass der Zug fährt, weil er von außen eindringende gleichbleibende Geräusche in Anbetracht seines Wissens, in einem Zug zu sein, als Fahrgeräusche interpretiert. Die Unabhängigkeit physikalischer Größen vom Bewegungszustand ergibt sich auch aus der ansonsten immer zu Recht genannten Gleichberechtigung aller (unbeschleunigten = kraftfreien) Bezugssysteme, die mit der Annahme einer zugleich unterschiedlichen Raumzeit jedes Systems in Abhängigkeit von einer zufälligen Relativgeschwindigkeit unvereinbar ist. Eine Relativgeschwindigkeit zwischen Objekten scheint nur dann auf, wenn ein Beobachter Objekte rein mental zueinander in Beziehung setzt, was natürlich für die Objekte selbst wie z.B. für die Sterne von Sternbildern ohne jede physikalische Bedeutung ist. Der am Experiment beteiligte Augsburger Physiker Peter Hänggi aber war als braver Mann von dem (negativen) Ergebnis überrascht (es dürfen sowieso nur Experimente ausgeführt werden, die Einstein recht geben sollen, wie bei der Suche nach Gravitationswellen, die man aber bis heute ebenfalls nicht gefunden hat – s. unten): „Ich bin vom Saulus zum Paulus geworden. Wie viele Physiker war ich überzeugt, dass Einstein recht hat.“ (Wie so oft: Überzeugung ohne Wissen.) Somit war es unfreiwillig doch ein recht nützliches Experiment, weil man trotz allen Aufwands – wie bei Gravity Probe B (s. I/B16 „Ausreden ohne Ende?“) – ebenso keinen relativistischen Effekt nachweisen konnte.
    nachrichtlich: Helmut Hille