Dilla´s & Eva´s grenzwissenschaftl. & polit. Forum

ACASHA · Mitglied Beiträge: 382

(Teil 3)

Kawi Schneider: Die Größen waren aber doch gleich. Die Messungen des Lichtes, der Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen waren doch gleich! Da würde ich doch sagen, sie haben versucht, gleiches unterschiedlich zu machen!

Gotthard Barth: Nein, die theoretischen Physiker gehen nicht von der Wirklichkeit aus, sondern von ihren mathematischen Theorien!

Kawi Schneider: Ach soooooo!

Gotthard Barth: Und ihre mathematische Theorie sei richtig, denn die ist ja "bewiesen" und wird von allen akzeptiert, also folglich muß sie richtig sein. Und die Theorie sagt, die Lichtgeschwindigkeiten sind verschieden, und jetzt kommt Michelson und beobachtet, die Lichtgeschwindigkeiten sind gleich. Also - daß die Theorie falsch ist, das wird aber auf keinen Fall als möglich angesehen!

Kawi Schneider: Ja das ist doch der Sinn einer Messung, zu prüfen, ob die Theorie falsch oder richtig ist, und wenn die Theorie sagt, die Lichtgeschwindigkeiten sind verschieden, und die Messung sagt, sie sind gleich, dann heißt das doch, die Hypothese war falsch! Und wir suchen eine neue Hypothese! So ist es doch wissenschaftstheoretisch geregelt.

Gotthard Barth: So ist es logisch und vernünftig. Es ist auch tatsächlich so, daß der Michelson-Versuch gemacht wurde, um zu prüfen, ob die Theorie richtig ist - aber es hat niemand daran gezweifelt, daß die Theorie richtig ist!

Kawi Schneider: Also man hat jetzt festgestellt, das Unersuchungsergebnis hat gleiche Lichtgeschwindigkeit gezeigt, die Theorie hat aber verschiedene Lichtgeschwindigkeiten erwartet. Und jetzt hat man durch mathematische Formeln versucht, die tatsächlichen gleichen Lichtgeschwindigkeiten zu verschiedenen zu machen ...

Gotthard Barth: Nein, umgekehrt! Die nach der Theorie verschiedenen Geschwindigkeiten hat man so lange berechnet, bis sie gleich geworden sind!

Kawi Schneider: Ja, aber nicht um zu beweisen, daß sie gleich sind, sondern daß sie zwar gleich zu sein scheinen, aber in Wirklichkeit verschieden seien ...

Gotthard Barth: ... daß sie in Wirklichkeit so verschieden sind, wie es die Theorie voraussetzt.

Kawi Schneider: Ja, das verstehe ich, also man hat versucht, gleiche Lichtgeschwindigkeiten zu ungleichen zu machen bzw. die ungleichen der Theorie zu den gleichen der Messung.

Gotthard Barth: Ja, das ist das, was Woldemar Voigt in Göttingen gemacht hat! Er war ein Kristallfachmann. Es gibt Kristalle, bei denen die Lichtgeschwindigkeit im Kristall nach verschiedenen Kristallachsen verschieden groß ist. Das sind die doppeltbrechenden Kristalle. Wenn man durchschaut, verschiebt sich das Bild, das man durch den Kristall hindurch sieht. Da das Licht sich räumlich ausbreitet, also die Lichtgeschwindigkeit nach allen Seiten gleich ist, bewegt es sich kugelförmig, als Kugelwelle. Und wenn die Lichtgeschwindigkeit nach einer Richtung größer oder kleiner ist, so wird sie entweder zusammengedrückt oder auseinandergezogen, aus der Wellenkugel entsteht ein Wellenellipsoid. Das war eine Rechnung, die Voigt seinen Schülern jedes Jahr vorgerechnet hat. Aus einer Wellenkugel, aus gleichen Lichtgeschwindigkeiten werden verschiedene Lichtgeschwindigkeiten.

Kawi Schneider: Das hatte er bewiesen am Kristall?

Gotthard Barth: Das war nicht seine Erfindung, das ist eine Sache, die schon längst bekannt war.

Kawi Schneider: Ja dann sind aber doch die Lichtgeschwindigkeiten doch verschieden!

Gotthard Barth: Dann sind sie verschieden im Kristall! Im Kristall sind sie verschieden. Beim Michelson-Versuch war das umgekehrt - da waren die Lichtgeschwindigkeiten verschieden, und beobachtet werden sie gleich, man muß also verschiedene Lichtgeschwindigkeiten gleich machen. Das heißt, man muß das Wellenellipsoid so zusammendrücken, daß aus der Ellipse eine Kugel wird.

Es war genau das Gegenteil von dem, was er jedes Jahr bei den doppeltbrechenden Kristallen gerechnet hat. Mathematisch ist das ohne weiteres möglich. Bei den Kristallen entspricht der Rechnung eine physikalische Realität - umgekehrt - die Realität ist gegeben, das Licht breitet sich nach den verschiednen Achsen verschieden schnell aus, und jetzt berechnen die Kristallfachleute diese verschieden schnelle Ausbreitung. Aus der Wellenkugel muß irgendwie das Wellenellipsoid entstehen, weil eben die Lichtgeschwindigkeiten verschieden sind. Beim Michelson-Versuch ist es etwas anders: Gegeben ist die Beobachtung der Wellenkugel, daß sich das Licht nach allen Seiten gleich schnell ausbreitet, und die verschiedene Lichtgeschwindigkeit, das Wellenellipsoid, ist nur von der Theorie gefordert, und das ist nicht wirklich. Bei den Kristallen geht man von den wirklichen Beobachtungen aus und berechnet die wirkliche Beobachtung. Und hier geht man von einem gedachten Wellenellipsoid aus, einer gedachten Wirklichkeit, und formt sie so um, daß sie der gegebenen Wirklichkeit entspricht. Eine sehr komplizierte Sache.

Kawi Schneider: Allerdings.

Gotthard Barth: Das ist das Grundprinzip, das wir immer wieder bei den mathematischen Physikern sehen, daß ihre Rechnung richtig ist, und sie versuchen dann, die Wirklichkeit dem anzupassen. Newton hat schon mal das gesagt: Wenn jemand immer nur Hypothesen erfindet, weil sie möglich sind, so sehe ich nicht, wie man zu einem Ergebnis kommen könnte. Selbstverständlich muß die Hypothese sich der Natur anpassen, aber man kann nicht versuchen, die Natur der Hypothese anzupassen.

Kawi Schneider: Das dachte ich auch!

Gotthard Barth: Aber das wird in der mathematischen Physik nicht gemacht. Weitgehend nicht. Hier ist ja der Beweis dafür. Jetzt müssen wir erklären, wie ist es möglich, daß die Summe gleich der Differenz gemacht wird. Das methematische Problem, jetzt aus der Rückschau gesehen, ist ganz einfach. Wir haben zwei verschiedene Größen. Und diese beiden mathematischen Größen sollen gleich sein, c soll nicht einmal größer und einmal kleiner werden.

Und das hat Einstein als Postulat formuliert, das Postulat von der absoluten Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Die Lichtgeschwindigkeit ist immer gleich c, ob nun etwas dazugegeben oder weggenommen wird. Wie immer sich der Beobachter mit v, oder die Quelle mit v bewegt, ob das dazugezählt wird oder nicht, immer bleibt c. Und jetzt ist das Problem, welche Möglichkeiten gibt es?

Logisch gibt es ja keine Möglichkeit, man kann nicht eine Größe konstant halten, wenn man irgend etwas dazugibt oder wenn man etwas wegnimmt, selbstverständlich ändert sie sich. Was kann man mathematisch tun, daß eine mathematische Größe unverändert bleibt? Da gibt es nur zwei Möglichkeiten. Wenn wir bei der Elementarmathematik bleiben, können wir Null dazugeben, das ist eine mathematische Größe, keine physikalische Wirklichkeit - also 5 + 0 = 5, 5 - 0 = 5. Eine Zahl mit 1 multipliziert bleibt konstant. Oder invariant, wie die Physiktheoretiker sagen. Unverändert jedenfalls.

Eine andere Möglichkeit gibt es nicht, c oder irgendeine andere Geschwindigkeit kann nicht anders konstant gehalten werden als daß man null dazugibt oder mit eins multipliziert. Und jetzt ist die Frage, ist denn das wirklich so? Und da sehen wir natürlich dann die Lorentztransformation, dieses Wunder, diese Zauberformel, die die Lichtgeschwindigkeit konstant macht. Das sind recht komplizierte Formeln, aber nicht sehr schwierig. Die größten mathematischen Operationen darin sind Wurzeln, die höchsten Potenzen sind Quadrate, aber immerhin außerordentlich kompliziert und undurchschaubar. Und diese komplizierte Rechnung, ist sie wirklich nichts anderes als eine Multiplikation mit 1? Das ist, was jeder Physiker für ausgeschlossen hält, diese Formel gibt's.

1887, also schon vor über 100 Jahren, hat Voigt die erste Lorentztransformation verwendet. Woldemar Voigt, der Göttinger Kristallfachmann. Diese Rechnung von Voigt ist außerordentlich kompliziert, sie ist vierdimensional und hat in der Folge kaum irgendeinen Einfluß auf die Relativitätstheorie gehabt, die Entwicklung ist daneben vorbeigegangen. Aber im Prinzip ist es natürlich das gleiche, die Lorentztransformation multipliziert die Lichtgeschwindigkeit c mit 1! Und selbstverständlich bleibt bei dieser mathematischen Operation die mathematische Größe c unverändert konstant oder invariant oder wie man es nennen will. Und das muß man natürlich nun beweisen, weil es einem niemand glaubt! An sich ist das eine Aufgabe für Schüler - aus der Lorentztransformation, mit kleinen algebraischen Umsetzungen, kann man es sehr leicht sehen.

(Zwischenbemerkung Kawi Schneider: Bei meinem diesem Inerview vorausgegangenen Besuch bei Gotthard Barth in Österreich hatte er mir auf einer Tafel die Lorentztransformation gezeigt. Es war ein Bruch, mit Wurzeln, Potenzen, Sinus usw., mit dem Muster (vereinfacht!):

566613233366vxyzc : zyxv663332316665 = c

(Fortsetzung nächster Post)

In Allem kannst du das Nichts erkennen und im Nichts All-ES!