Deutung der Michelson-Experimenten

[absolut]

Auslegung der Ergebnisse der Michelsonschen Experimente mithilfe der Hypothese der Lichtmitführung

Theoretisch und klassisch betrachtet - unabhängig davon, ob das Licht sich in einem beliebigen Medium, im Vakuum oder im Äther isotrop ausbreitet - müsste normalerweise jeder radiale Lichtstrahl auf der Erde, je nach seiner Fortpflanzungsrichtung, eine andere relative Geschwindigkeit aufweisen, die sich aus der relativen Bewegung zwischen Erde und Lichtstrahl ergibt (bzw. als Ergebnis der Vektorialdifferenz zwischen den 2 absoluten Geschwindigkeiten v und c, das gemäß trigonometrischer Rechnung sich auch als Skalar ausdrücken
läßt):
c(vß) = sqrt (c² + v² - 2*c*v*cosß)

Weder die Nichtinterferenz der Lichtstrahlen im Michelsonschen Interferometer noch die gemessene Konstanz der Lichtgeschwindigkeit können ausreichend die Existenz des Äthers widerlegen. Die Ergebnisse solcher Experimente können (zumindest genauso theoretisch) auch anders ausgelegt und erklärt werden, als mit den Einsteinschen Prinzipien und den Lorentz-Transformationen und zwar alternativ wie folgt:
a) die absolute Geschwindigkeit jedes Lichtstrahls wird von der absoluten Bewegung der Quelle, des Strahlteilers und der Spiegeln (des Interferometers) entsprechend verändert.
b) erdnahe Lichtstrahlen werden vollständig (vom Gravitationsfeld der Erde) mitgeführt.
Die erste Voraussetzung mag wohl oder übel nicht erfüllt werden, denn die Beobachtung der Doppelsterne widerlegt angeblich eine solche Hypothese.
Die zweite Bedingung wäre grundsätzlich möglich - denn im Gegensatz, aber nicht im Widerspruch zu der von Bradley (1728) entdeckten Aberration des Sternenlichtes - zeigten Respighi (1861) und Hoek (1868) als erste, dass keine solche Lichtaberration bei erdverbundenen Lichtquellen auftritt.

Theoretisch gäbe es 2 Möglichkeiten für die isotrope Lichtausbreitung in einem Inertialsystem ohne daß sie unbedingt der „Längenkontraktion“ noch der „Zeitdilatation“ unterliegen müssten:
- die Lichtstrahlen werden nicht völlig mitgeführt, aber dann müßten auch auf der Erde ruhende Beobachter relative Lichtgeschwindigkeiten feststellen. (Eigentlich werden die e.m. Wellen vom jeweiligen Medium durch die Erde teilweise mitgeführt, gemäß den Experimenten von Fizeau).
- die Lichtstrahlen werden völlig mitgeführt (mit Äther) durch starke Gravitationsfelder
Wenn die Fortpflanzung der e.m. Wellen (im jeweiligen Medium) sonst unbeeinflusst wäre, dann beschriebe jede Welle zwischen Emission und Empfang eine absolute Strecke s, die sich ergibt, infolge der Veränderung des Abstandes zwischen Emissionspunkt und Empfänger (l -> s), bzw. infolge der räumlichen Positionsveränderung des Empfängers - vom Anfangsabstand l bis zum Empfangsabstand s = l + v*t*cosß mit der absoluten Komponentengeschwindigkeit des Empfängers: v*cosß

Dementsprechend, mithilfe eines Interferometers der Länge l und durch Zeitmessung der Fortpflanzung dadurch (bzw. im absoluten Raum) könnte man folgendes ermitteln:
- die absolute Strecke der Fortpflanzung mit c im Zeitintervall t:
s = c*t
- die absolute Geschwindigkeit des Inertialsystems (im Äther):
v = (c*t - l) / t*cosß = (s - l) / t*cosß

Obwohl die radiale Lichtausbreitung in bezug auf das absoluten Ruhsystem (Äther) isotrop wäre, hätte jede e.m. Welle relativ zum Inertialsystem eine andere Relativgeschwindigkeit, in Abhängigkeit von ihrer Fortpflanzungsrichtung, bzw. wäre die auf der Erde gemesene Relativgeschwindigkeit einer e.m. Welle abhängig von ihrer Fortpflanzungsrichtung (unter dem Winkel ß zur absoluten Bewegungsrichtung des Inertialsystems) und eventuell von der relativen Bewegung des Beobachters innerhalb des Systems:
c(vß) = sqrt (c² + v² - 2*c*v*cosß)
Die Zeitintervalle der Fortpflanzung im Interferometer (bzw. im absoluten Raum), hin und zurück, in verschiedenen Richtungen, wären verschieden, da die entsprechenden absoluten Gesamtstrecken infolge der Systembewegung verschieden wären. Dadurch müsste also eine Interferenz der Lichtwellen auftreten.
Doch eben diese wurde (angeblich) in keinem Michelsonschen Experiment festgestellt...

Aber das bedeutet nicht unbedingt, daß keine dieser 2 allgemeine Phänomene der Fortpflanzung unmöglich sind, sondern eher, daß beide gültig sind, und daß sie - wenn sie gleichzeitig stattfinden - sich gegenseitig aufheben:
- relative Geschwindigkeiten der e.m. Wellen
- völlige Mitführung der e.m. Wellen (durch starke Gravitationsfelder)
Dadurch erklärt sich auch die festgestellte (relative) Isotropie der Lichtausbreitung und die Nichtinterferenz der Lichtwellen im Interfeometer (zumindest auf der Erde).

Da die Lichtstrahlen (vom Gravitationsfeld der Erde) vollkommen mitgeführt werden, ist die Lichtausbreitung relativ zur Erde isotrop, und genauso wird sie auch gemessen, bzw. ist die auf der Erde gemessene (relative) Lichtgeschwindigkeit in allen Richtungen dieselbe und äquivalent mit der absoluten isotropen Geschwindigkeit des nichtmitgeführten Lichts.
Aber die absolute Geschwindigkeit jedes mitgeführten Lichtstrahls ist abhängig von seiner Emissionsrichtung (unter dem Winkel ß zur absoluten Bewegungsrichtung der Erde):
c(vß) = sqrt (c² + v² + 2*c*v*cosß)
so dass jeder Lichtstrahl dasselbe Zeitintervall benötigt, für die Fortpflanzung hin und zurück (im Interferometer):
t(vß) = l / (cvß - vß) = 2 l / c