125 Jahre Michelson-Morley-Experimente
zeigten mit bisher ständig steigender Genauigkeit eine Richtungsunabhängigkeit
der Zweiweggeschwindigkeit des Lichtes.
100 Jahre Relativitätstheorie
erweckten zusätzlich zumindest den Eindruck, dass auch die
Einweglichtgeschwindigkeit im bewegten System per se isotrop sei.
Unter obigem Titel
wurde im
Juni 2001 auf dieser Website als Erklärung für diese merkwürdige Isotropie von c im
bewegten System als „wahrscheinlichere Alternative“ (wie sich später
herausstellte: wieder einmal) die ellipsoidale Wellenausbreitung mit anisotroper Einweg- und isotroper
Zweiweggeschwindigkeit vorgestellt. Deren Gleichung für die Einweglichtgeschwindigkeit wäre vom Typ her eine
Kegelschnittrelation
(1)
worin c die
Lichtgeschwindigkeit im ruhenden Medium (Äther), v die Geschwindigkeit
des bewegten Systems (z. B. der Erde) gegenüber dem ruhenden Medium und
der im bewegten System gemessene Winkel die
Emissionsrichtung gegenüber der Bewegungsrichtung bezeichnen.
Der harmonische Mittelwert
aus Hin- und Rückgeschwindigkeit ergäbe eine isotrope
Zweiweggeschwindigkeit
(2)
Eine solchermaßen
ellipsoidale Wellenausbreitung würde also das Ergebnis des Michelson-Morley-
Experimentes rechnerisch erklären können.
Diese Gleichungen (1) und
(2) wurden den folgenden Gleichungen (3) bis (6) gegenübergestellt, die
seinerzeit die Basis für Michelson waren. Michelson
war ja bei seinem Experiment entsprechend der klassischen Ätherhypothese
von einer sphärischen
Wellenausbreitung und der Gültigkeit der Galileitransformation
ausgegangen. Diese Vektorsumme c'= c - v liefert für die
Einweglichtgeschwindigkeit im bewegten System den anisotropen Betrag
(3)
mit der daraus resultierenden
Zweiweggeschwindigkeit
(4)
die winkelabhängig ist und für die beiden beim Michelson - Experiment
relevanten Winkel von 0 und 90 Grad zur Bewegungsrichtung die folgenden
berühmten Sollwerte forderte:
Zweiweglichtgeschwindigkeit in
Bewegungsrichtung:
(5)
Zweiweglichtgeschwindigkeit quer zur Bewegungsrichtung:
(6)
Michelson hatte versucht, den vermeintlichen Unterschiedsfaktor
von zwischen
diesen beiden Zweiweggeschwindigkeiten zu finden.
Als Erklärung für das
Nullergebnis und das Versagen der Galileitransformation wurde eine Längenkontraktion
in Bewegungsrichtung zunächst von Fitzgerald ad hoc vorgeschlagen, dann
von Lorentz physikalisch begründet, von Einstein in seiner SRT adaptiert
(„Ein starrer Körper, welcher in ruhendem Zustande gemessen die Gestalt
einer Kugel hat, hat also im bewegten Zustande – vom ruhenden System aus
betrachtet – die Gestalt eines Rotationsellipsoides“) und schließlich
allgemein akzeptiert.
Im Gegensatz zur wichtigsten
Vorhersage der SRT, der Zeitdilatation, wurde diese Längenkontraktion
jedoch bisher experimentell nicht verifiziert. Sie ist von der
Uhrensynchronisation abhängig und daher kein rein relativistischer Effekt.
Als Terminus schält sich heraus: Die Länge "erscheint" in
Bewegungsrichtung um den Gammafaktor verkürzt.
Damit scheint aber auch das
Ergebnis des
Michelson-Morley-Experimentes aus „Äthersicht“ andere Erklärungen
zuzulassen. Schon Poincare hatte als Alternative zur Längenkontraktion
eine ellipsoidale Wellenausbreitung im bewegten System erwogen. Der französische
theoretische Physiker H. Varcollier [1] hat die Idee ausgearbeitet und während
des zweiten Weltkrieges in kleiner Auflage incl. der Gl. (1)
veröffentlicht.
An die Stelle einer Kontraktion der in Bewegungsrichtung weisenden x-Koordinate
um den Gammafaktor tritt eine Verringerung der Lichtgeschwindigkeit um den
Gammafaktor in Richtung der y- und z-Koordinate. Bis auf
den ebenfalls französischen Physikprofessor Pierre Dive [2] fand
die Idee kaum Anhänger. Später haben der inzwischen verstorbene Belgier
L. Gooris und ich die ellipsoidale Wellenausbreitung unabhängig
voneinander erneut zur Diskussion gestellt.
Aber auch 5 Jahre Internetpräsenz
haben keine überzeugenden Hinweise auf die Existenz ellipsoidaler
Wellenfronten ergeben (mit Ausnahme des sogen. Fresnelschen Ellipsoids in
anisotropen Medien) und es fand auch keine professionelle Wiederholung
meines Ultraschallversuches statt. Da sich mit der Zweiweggeschwindigkeit gemäß
meiner Gl. (2) die Abhängigkeit des Uhrenganges von der Geschwindigkeit
nicht erklären lässt, gehen meine Überlegungen heute in eine andere
Richtung.
Ich bin aber nach wie vor
der Überzeugung, dass es den Äther als Medium für die Ausbreitung
elektromagnetischer Wellen und damit ein bevorzugtes Bezugssystem gibt und
dass ein exakt analoges interferometrisches Michelsonexperiment mit
Schallwellen in Luft zum gleichen Ergebnis führt wie das optische
Experiment.
[1] H. Varcollier,
Propagation Ellipsoidale, Relativité, Quanta (Baconnier Frères, Alger,
1942)
[2] P. Dive, Ondes
Ellipsoidales et Relativité, (Gauthier-Villars, Paris,1950)
Norbert Feist, 11.6.2001
Letzte Änderung
am: 3.6.2006
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