Fundamentalsystem?

[zeitgenosse]

Zitat von pauli

Die Erfahrung aus zahlreichen Physikforen zeigt, dass vor allem "Kritiker" den Begriff "Äther" für alles Mögliche verwenden, insbesondere Einstein verzerrt zitieren.

Ich habe nichts zitiert und schon gar nichts verzerrt. Du begehst folglich eine vorsätzliche Unterstellung. Dein ohne jegliches Fachwissen um den historisch-physikalischen Kontext eingestreuter Zynismus ist hier völlig fehl am Platz.

Jeder kann sich selbst ein Bild darüber machen, was Einstein wirklich zum Äther zu sagen hatte.

Genau, Einstein bejaht einen Aether. Dieser wird in etwa mit dem metrischen Feld gleichgesetzt. Auf die QED übertragen das Vakuum (Dirac-See). Somit doch ein Aether. Es sollte klar sein, dass dieser Aether mit dem alten Aether von Fresnel, Voigt und Lorentz nur noch wenig bis gar nichts gemein hat.

Wer sich ein präzises Bild der Situation machen will, kommt nicht um "Theories of Aether and Electricity" von Whittaker herum (etwas Geduld und eine schnelle Internetverbindung vorausgesetzt):

http://www.archive.org/download/hist...00whitrich.pdf

Es handelt sich um die erste Ausgabe von 1910. Später hat Whittaker eine erweiterte Ausgabe, die auch die Resultate der QM berücksichtigt, herausgegeben. Diese konnte ich bis zur Stunde nirgends im Weltnetz finden. Vielleicht hilft uns Dietmar in dieser Sache weiter...

Gr. zg

[Bauhof]

Zitat von EMI

Der Begriff Äther stiftet im allgemeinem nur Verwirrung. Äther ist halt ein Betäubungsmittel, mehr nicht.

Hallo EMI,

so ist es. ich wollte eigentlich meinen Thread abschließen und dazu nichts mehr schreiben [1]. Aber nachdem du diesen Beitrag geschrieben hast, habe ich meine Meinung geändert. Danke, jeden Satz deines Beitrags kann ich unterstreichen. Insbesondere finde ich es erhellend, wie du den Unterschied zwischen Einsteins Ätherbegriff und dem Lorentzianischen Ätherbegriff herausgearbeitet hast.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Grund: Ich wollte Dietmar und dem Zeitgenossen keine Gelegenheit mehr geben, weiterhin die Gebeine des alten "Äther-Gruftys" Lorentz auszugraben und hier zu präsentieren. Diese "Geschichten aus der Gruft" sind nicht geeignet, Einsteins SRT verständlich zu machen. Im Gegenteil, die SRT-Anfänger werden nur dadurch verwirrt. Lorentz soll endgültig ruhen, denn er hatte seine Chance zur Entdeckung der SRT und hat sie nicht genutzt.

[zeitgenosse]

@EMI:

Das Konzept geht nicht auf Frensel, sondern auf Fresnel zurück. Das hatte ich im Vorbeitrag bereits erwähnt. In Tat und Wahrheit geht es noch viel weiter zurück, z.B. bis Huygens, Newton und Descartes.

Benutzt man aber den Begriff Äther, muss man jedesmal lang begründen in welchem Sinne man diesen Begiff benutzt, im Sinne EINSTEINS oder FRENSELS.

Das ist in der Tat ein Problem. Wenn ich vom Äther spreche, meine ich in der Regel den Dirac'schen (oder ggf. den Einstein'schen). Anders formuliert: Der Aether verhält sich wie ein Superfluid, das keinerlei Viskosität und für das Licht eine minimale Opazität besitzt. Solches impliziert zugleich eine obere Grenzgeschwindigkeit für das Licht. Das muss nicht jedesmal extra betont werden.

Das bedeutet, das der Raum die dem Äther zugedachte Rolle selbst spielen muß und zum Träger und Vermittler el.mag.Vorgänge wird.

Kosmologisch kämen auch Skalarfelder in Frage sowie natürlich das Quantenvakuum. Prinzipiell ist es aber so, wie du schreibst.

Gr. zg

[Dietmar]

Hallo Eugen,

Zitat von Bauhof

Ich wollte Dietmar und dem Zeitgenossen keine Gelegenheit mehr geben, weiterhin die Gebeine des alten "Äther-Gruftys" Lorentz auszugraben und hier zu präsentieren.

In einer Gedenkansprache für Lorentz erklärte Einstein: (Aus der berühmten Einstein-Biographie von Pais: Subtle is the Lord, p. 169)

Zitat von Einstein

Die enorme Signifikanz seiner Arbeit liegt darin, dass sie die Basis für die Atomtheorie und für die Allgemeine und Spezielle Relativitätstheorie bildet. Die spezielle Theorie war ein detaillierteres Exposé jener Konzepte, welche in Lorentz' Arbeit von 1895 gefunden werden können.

Lorentz legte zwar die Basis der SRT - jedoch dass Lorentz die SRT als solche gefunden hätte, behauptet überhaupt kein Mensch in diesem Forum (Lorentz selbst übrigens am Wenigsten). Du hingegen verhältst dich so, als ob die bloße Erwähnung von Lorentz eine Gefahr für die Urheberschaft der SRT darstellt - warum? Einstein hat es doch sehr schön (1955) erklärt, wer was wann gemacht hat:

Zitat von Einstein

Es ist zweifellos, dass die spezielle Relativitätstheorie, wenn wir ihre Entwicklung rückschauend betrachten, im Jahre 1905 reif zur Entdeckung war. Lorentz hatte schon erkannt, dass für die Analyse der maxwellschen Gleichungen die später nach ihm benannte Transformation wesentlich sei, und Poincaré hat diese Erkenntnis noch vertieft. Was mich betrifft, so kannte ich nur Lorentz bedeutendes Werk von 1895 "La theorie electromagnetique de Maxwell" und "Versuch einer Theorie der elektrischen und optischen Erscheinungen bewegten Körpern", aber nicht Lorentz' spätere Arbeiten, und auch nicht die daran anschließende Untersuchung von Poincaré. In diesem Sinne war meine Arbeit von 1905 selbständig. [..] Was dabei neu war, war die Erkenntnis, dass die Bedeutung der Lorentztransformation über den Zusammenhang mit den maxwellschen Gleichungen hinausging und das Wesen von Raum und Zeit im allgemeinen betraf. Auch war die Einsicht neu, dass die "Lorentz-Invarianz" eine allgemeine Bedingung sei für jede physikalische Theorie. Das war für mich von besonderer Wichtigkeit, weil ich schon fruher erkannt hatte, daß die Maxwellsche Theorie die Mikrostruktur der Strahlung nicht darstelle und deshalb nicht allgemein haltbar sei.

mfg
Dietmar

[Dietmar]

1.) Was den Äther betrifft:
Die ersten weiterentwickelten Modelle kamen im 17. Jhd. von Hooke und Huygens. Im 19. Jhd. dann vor allem von Fresnel (fast ruhender Äther als Feststoffkörper) und Stokes (vollständig mitgeführter Äther). Und schließlich Lorentz (absolut ruhender, jedoch unentdeckbarer Äther).
http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%84ther_(Physik)

2.) Und um noch gewisse verbreitete Missverständnisse zum Michelson-Morley-Experiment aufzuklären (und ich erzähle hier keine Märchen, sondern gebe den aktuellen Stand der wissenschaftshistorischen Kenntnisse von anerkannten Experten wie Stachel oder Norton wieder): Da gab es ca. 4 Methoden, um das Nullergebnis zu erklären:

a)Vollständig mitgeführter Äther. Wenn der Äther von der Erde mitgeführt werden würde, gibt es überhaupt keine Relativgeschwindigkeit Erde-Äther und somit ist das MM-Ergebnis negativ. Jedoch widerspricht diese Theorie der Aberration des Lichts und dem Michelson-Gale-Experiment (d.h. dem Sagnac-Effekt durch Erdrotation). Diese Theorie gilt deswegen als widerlegt.
b) Emissionstheorie: Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Bezugssystem konstant zur Quelle und somit ist das Ergebnis des MM-Ergebnis negativ. Diese Theorie gilt als widerlegt aufgrund des normalen Sagnac-Effektes, dem unveränderten Bild der Doppelsterne die nach dieser Theorie verzerrt sein müssten, und Experimenten in Teilchenbeschleunigern.
c) Lorentzsche Äthertheorie (LET): Hier ruht der Äther zwar, jedoch werden Körper in Bewegungsrichtung kontrahiert gemessen und das MM-Experiment ist negativ. Um das Kennedy-Thorndike-Experiment zu erklären, benötigt man dann noch die Zeitdilatation bzw. die komplette Lorentztransformation. Da diese Theorie jedoch auf einen unentdeckbaren Äther basiert, konnte sie sich nicht durchsetzen - mit der allerdings gewichtigen Ausnahme ihrer Mathematik, welche bis heute gültig ist.
d) Spezielle Relativitätstheorie (SRT): Diese Theorie steht bislang mit keinem Experimentalergebnis im Widerspruch und kommt im Gegensatz zur LET auch noch ohne unendteckbare Größen aus. Von allen Alternativen ist diese Theorie nach derzeitigem Wissensstand also zu bevorzugen.

Das Interessante dabei ist, dass außer den renommierten Wissenschaftshistorikern wie Holton, Stachel, oder Norton kaum jemand noch die ersten Theorien kennt und sich somit das Missverständnis breitgemacht hat, das MM-Experiment würde direkt die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit relativ zu Beobachtern und Quellen beweisen. Richtig ist vielmehr, dass sich diese Konstanz erst durch die Kombination verschiedenster Experiment ergibt:
Michelson-Morley, Kennedy-Thorndike usw.: Keine Geschwindigkeitsvariation des Lichts in Bezug zu einem Äther oder bevorzugten IS.
DeSitter, Sagnac, Allväger, usw.:: Keine Geschwindigkeitsvariation des Lichts in Bezug zur bewegten Lichtquelle.

Die Stärke der SRT liegt also nicht darin, dass sie das MM-Experiment erklären kann (das können mehrere Theorien), sondern vielmehr darin, dass sie alle anderen Experimente ebenso erklären kann.

mfg
Dietmar

[JoAx]

Hallo alle zusammen.

Also Luete, ich schlage vor, Ihr vertragt euch alle wieder. Denn wenn ich mir alle Beiträge hier anschaue, dann sehe ich niemanden, der eine Vorstellung vom Äther hat, wie sie vor 1905 vorgelegen haben muss. Wenn man Äther Huete im Sinne definiert, dass es eine physikalische Bedeutung, Sinn, Auswirkung hat, dann muss (kann) dieser wohl mit dem Vakuum identifiziert werden. Das ist aber mit Sicherheit nicht das, was man sich Ende des 19. Anfang des 20. Jhd's unter Äther vorstellte. Nicht mal annähend.
Ich habe das Gefühl, dass einige damit unzufrieden sind, dass Lorentz ihrer Meinung nach, für seine Verdienste in der Physik, zuwenig gelobt, geachtet wird. Kann sein. Wahrscheinlich ist es sogar ganz sicher so. Aber es ist nicht von der Hand zu weisen, dass, so nah Lorentz der SRT auch gekommen sein magt, es offenbar eines frischen, offenen Geistes bedurfte, der vor lauter Bäumen nicht den Wald aus dem Blick verlor, um zu sagen - Leute! Das mit dem Äther bringt nichts. Last es. Er ist überflüssig. Alleine diese unterschwellige Nachricht hat mit Sicherheit, damals eingehende Physiker davor bewahrt, sich mit Dogmen einzuschränken. Und man soll nicht aus den Augen lassen, dass das erst der Anfang war.

Ich bin mir sicher, dass man in 100-200 Jahren das alles nüchterner sieht. Es gibt ja auch keinen Streit Heute bezüglich Galilei, Kepler und Newton.

Über den Begriff "Fundamentalsystem" möche ich folgendes sagen. Ich weiss nicht, wie das Gespräch vor und nach dem von @Bauhof Zitierten verlaufen ist, deswegen möchte ich nichts unterstellen! Aber ich sehe diesen Begriff nur bei konkreten, praktischen Anwendungen sinnvol einsetzbar (eben wie UTC), wo allen klar ist, dass damit kein absolutes Bezugssystem gemeint ist. Bei ehe theoretischen Auseinandersetzungen sollte er, meiner Meinung nach, aber nicht zum Wortschatz gehören. Denn es gibt genug Leute, die diesen gerne aufgreifen und in einem Sinne auslegen würden, der keinem hier schmeckt. Und ich bin mir auch sicher, dass die selben sich über diesen Thread kaputt lachen (würden).

In diesem Sinne:

Peace!
All you need is love!

Johann

[pauli]

Zitat von zeitgenosse

Du begehst folglich eine vorsätzliche Unterstellung.

Ich unterstelle so viel ich will.

Dein ohne jegliches Fachwissen um den historisch-physikalischen Kontext eingestreuter Zynismus ist hier völlig fehl am Platz.

Einen gewissen Anteil zum historisch-physikalischen Kontext habe ich erst durch Zitat und Verlinkung hergestellt, ob nun zynisch oder nicht. Du hast nur eine Aussage in den Raum gestellt, die ohne weitere Erklärung alles Mögliche bedeuten konnte. Als Beweis dafür dient allein schon Jocelyne Lopez, die bei jeder Gelegenheit trötet, Einstein hätte 1920 den Äther wieder eingeführt, also gälte die SRT nicht mehr.

Ich weiß inzwischen, dass du auch ein Kritiker bist, trotzdem will ich dich mit dem o.g. auf keinen Fall auf eine Stufe mit der Eule Jocelyne und anderen Spezis aus ihrem Umfeld stellen, weil du im Gegensatz zu denen Ahnung von Physik hast.

[zeitgenosse]

JoAx:
Aber ich sehe diesen Begriff nur bei konkreten, praktischen Anwendungen sinnvol einsetzbar (eben wie UTC), wo allen klar ist, dass damit kein absolutes Bezugssystem gemeint ist.

1) Wenn diese gewiss positiv zu schätzende Erkenntnis alles ist, was vom Ganzen übrig bleibt, betrachte ich die Debatte als ziemlich unnütze; denn gerade Das habe ich in dem diesbezüglichen den Anstoss erregenden Satz explizit bekundet.

Zitat:

...verbleibe ich deshalb bei einem Relativitätsprinzip, das die Auszeichnung eines Fundamentalsystems zulässt (wie dies ja auch in der physikalischen Praxis tagtäglich der Fall ist).

Die physikalische Praxis nun nimmt einen Grossteil meiner täglichen Verpflichtungen ein, so dass es legitim ist, von einem Fundamentalsystem zu sprechen. In Bezug auf dieses mit Weltkoordinaten ausgerüstete Bezugssystem lassen sich nämlich sämtliche im Umfeld ablaufenden Prozesse unmissverständlich beschreiben.

Bemühe ich hingegen ein Inertialsystem (welches in den meisten Anwendungen der Mechanik und Optik nur näherungsweise zu realisieren ist), ist das keineswegs länger so. Denn ohne zusätzliche Informationen über die Beschaffenheit der Umwelt kann dann jeder Beobachter behaupten, selbst in Ruhe zu sein. Dass dies in der Praxis wenig Sinn ergibt, sollte selbst für den Laien offenkundig sein.

Um das Gesagte in einen physikalischen Kontext zu rücken, folgendes Beispiel:

Sind y1, y2 zwei Lösungen der homogenen Schwingungsgleichung (*):

y'' +ay' + by = 0

so ist jede Superposition

c1y1 + c2y2

wieder eine Lösung dieser DGL. Es lässt sich nun zeigen, dass es mindestens ein Fundamentalsystem für (*) gibt, d.h. heisst zwei Lösungen von y1, y2, derart, dass sich jede beliebige Lösung von (*) als Linearkombination

y = c1y1 + c2y2

mit eindeutig bestimmten Konstanten c1, c2 schreiben lässt. Somit:

Zwei Lösungen y1, y2 von (*) bilden ein Fundamentalsystem, wenn ihre Wronski-Determinate W(t) von Null verschieden ist.

Die Wronski-Determinate zweier Lösungen ist definiert als Determinate der Zustandsvektoren. Für eine beliebige Lösung y gibt es dann eindeutig bestimmte Zahlen c1, c2.

Wer also am Fundamentalsystem ohne Verstand herumkrittelt wie Bauhof, beweist damit nur, dass er von der zugrundeliegenden Physik nichts verstanden hat. Ich empfehle ihm einen gründlichen Bick in ein einschlägiges Lehrbuch der Physik!

2) Dass dem Äther inzwischen vermehrte Aufmerksamkeit zukommt, sieht man bspw. bei Prof. Friedwardt Winterberg, der zum Thema ein hervorragendes Buch geschrieben hat:

The Planck Aether Hypothesis: An Attempt for a Finitistic Theory of Elementary Particles

Winterberg ist nicht irgendwer, geniesst einen hervorragenden Ruf:

http://en.wikipedia.org/wiki/Friedwardt_Winterberg

Im deutschen Sprachraum dürfte diese Theamtik noch nicht bekannt genug sein. Ungeachtet dessen handelt es sich um einen Aufbruch, der zu berechtigter Hoffnung Anlass gibt. Um allfällige Besorgnisse zu zerstreuen: Auch ein Äthersystem ändert nichts am Gleichungsapparat der SRT, führt aber darüber hinaus zu einer vertieften Erkenntnis der physikalischen Beschaffenheit der Natur (insbesondere derjenigen des Vakuums). Und darauf kommt es dem Physiker doch letztlich an.

Eine weitere Kapazität, die sich gegenüber solchen Anregungen nicht auf eine verstaubte Orthodoxie beruft, ist Prof. Helmut Günter:

Grenzgeschwindigkeiten und ihre Pradoxa. Gitter - Aether - Relativität

In diesem Teubner Studienbuch legt Günther plausibel dar, dass die relativistischen Effekte vor dem Hintergrund eines Gittermodells der Raumzeit besonders evident werden. Den Zugang findet der Leser über die Sine-Gordon-Gleichung und deren Lösungen (Kinke und Breather), welche unmittelbar mit der Längenkontraktion und der Zeitdilatation verknüpft sind.

Die Kerngedanken dieses Modells finden sich auch in Günthers zweitem Buch:

Spezielle Relativitätstheorie - Ein neuer Einstieg in Einsteins Welt

In globo lohnt es sich alleweil, sich einen Überblick über die jüngsten Entwicklungen der Physik zu verschaffen. Ansonsten könnte sich mancher Purist schneller als gedacht in den letzten Reihen wiederfinden.

Gr. zg

[Hermes]

Zitat von EMI

Ist schon ulkig was die grauen Zellen mit einem(zumindest mit mir) so machen.
Seit Jahren lese ich da immer Frensel und nun kommt zeitgenosse und schreibt das war Fresnel.
Ich habe sofort in meine Bücher geschaut und siehe da, da steht plötzlich tatsächlich Fresnel.
Bin ich jetzt in einem andern Universum

Gruß EMI

Kann sein. Sowas gibt's Hin- und wieder.
Gruß Hermes

PS:Nur so nebenbei.

[Marco Polo]

Zitat von zeitgenosse

Bemühe ich hingegen ein Inertialsystem (welches in den meisten Anwendungen der Mechanik und Optik nur näherungsweise zu realisieren ist), ist das keineswegs länger so. Denn ohne zusätzliche Informationen über die Beschaffenheit der Umwelt kann dann jeder Beobachter behaupten, selbst in Ruhe zu sein. Dass dies in der Praxis wenig Sinn ergibt, sollte selbst für den Laien offenkundig sein.

Hallo zg,

allerdings sollte auch jedem Laien offenkundig sein, dass die SRT lediglich eine Modelltheorie ist, die logischerweise auf die Natur der Dinge nicht immer explizit eingehen kann.

Die Forminvarianz der physikalischen Gesetze bleibt davon natürlich unberührt. Alle Körper folgen gemäß der SRT nach wie vor dem Trägheitsprinzip.

Damit will ich nicht andeuten, dass du dies in Frage stellst. Ich wollte es nur noch mal hevorgehoben wissen.

2) Dass dem Äther inzwischen vermehrte Aufmerksamkeit zukommt, sieht man bspw. bei Prof. Friedwardt Winterberg, der zum Thema ein hervorragendes Buch geschrieben hat:

The Planck Aether Hypothesis: An Attempt for a Finitistic Theory of Elementary Particles

Da ich das Buch nicht kenne, kann ich auch nichts dazu sagen. Dass dem Äther aber inzwischen vermehrte Aufmerksamkeit zukommt, geht aus dieser "einen" Publikation wohl kaum hervor.

Dazu wäre ein umfassenderer Überblick wünschenswert.

Winterberg ist nicht irgendwer, geniesst einen hervorragenden Ruf:

Im deutschen Sprachraum dürfte diese Theamtik noch nicht bekannt genug sein. Ungeachtet dessen handelt es sich um einen Aufbruch, der zu berechtigter Hoffnung Anlass gibt. Um allfällige Besorgnisse zu zerstreuen: Auch ein Äthersystem ändert nichts am Gleichungsapparat der SRT, führt aber darüber hinaus zu einer vertieften Erkenntnis der physikalischen Beschaffenheit der Natur (insbesondere derjenigen des Vakuums). Und darauf kommt es dem Physiker doch letztlich an.

Ich kenne Winterberg eher als denjenigen, der sich an der Diskussion beteiligt hat, wer nun die Feldgleichungen der ART zuerst aufgestellt hat. Hilbert oder Einstein.

Ohne es zu wissen schwant mir, dass er wohl der Meinung war, dass Hilbert sich diese Lorbeeren verdient hat. Sonst hättest du ihn wohl nicht ins Spiel gebracht, vermute ich. Wenn ich falsch liege, gib bitte Bescheid.

Sei es wie es sei. Die physikalische Interpretation dieser Feldgleichungen wird Albert Einstein zugeschrieben. Daran gab und gibt es keinerlei Zweifel.

Eine weitere Kapazität, die sich gegenüber solchen Anregungen nicht auf eine verstaubte Orthodoxie beruft, ist Prof. Helmut Günter:

Grenzgeschwindigkeiten und ihre Pradoxa. Gitter - Aether - Relativität

In diesem Teubner Studienbuch legt Günther plausibel dar, dass die relativistischen Effekte vor dem Hintergrund eines Gittermodells der Raumzeit besonders evident werden. Den Zugang findet der Leser über die Sine-Gordon-Gleichung und deren Lösungen (Kinke und Breather), welche unmittelbar mit der Längenkontraktion und der Zeitdilatation verknüpft sind.

Die Kerngedanken dieses Modells finden sich auch in Günthers zweitem Buch:

Spezielle Relativitätstheorie - Ein neuer Einstieg in Einsteins Welt

Ich kenne Helmut Günther. Sein zweites Buch heisst übrigens nicht "Spezielle Relativitätstheorie - Ein neuer Einstieg in Einsteins Welt" sondern "Starthilfe Relativitätstheorie - Ein neuer Zugang in Einsteins Welt".

Ich habe dieses Buch in der 2. Auflage vorliegen. Mag sein, dass es in der 1. Auflage so hiess, wie du es angegeben hast. Das aber nur am Rande.

Günther beschreibt hier ein Gittermodell der relativistischen Raumzeit, bei der eine Gitterkonstante in Frage käme, die der Plankschen Länge entspräche.

Er schreibt hier (ich zitiere):

"Bei den Konstituenten für ein Gitter unseres physikalischen Vakuums könnte es sich prinzipiell nicht um träge Massen unseres Raumes handeln, weder um Atome noch um Elementarteilchen. Ein solches Raumgitter wäre aber als physikalischer Hintergrund für die SRT denkbar. Für die Lichtgeschwindigkeit müssten wir in diesem Fall mit einer Dispersion rechnen, wenn deren Wellenlänge in die Größenordnung dieser Gitterkonstante käme."

Das ist, wie ich meine, ein durchaus interessanter Ansatz. Ob man sich bei dessen Nichtbeachtung allerdings schneller als gedacht in den letzten Reihen wiederfindet, sei dahingestellt.

Im übrigen finde ich dieses Buch nicht sonderlich gelungen, wenn man sich als Laie der SRT annähern möchte. Da gibt es wesentlich bessere Lektüre. Ist zumindest mein subjektiver Eindruck.

Gruss, Marco Polo