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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