Sonntag, 2. Dezember 2012

Zum Michelson-Morley-Experiment

(Neufassung vom 23. Juni 2013)

Das Michelson-Morley-Experiment wird von vielen Theoretikern als konstitutiv für die Relativitätstheorie angesehen. (Einstein selbst hat dies bestritten). Dieses Experiment zeigt, dass auf der Erdoberfläche die Lichtgeschwindigkeit in jeder Richtung annähernd gleich ist, jedenfalls nicht so unterschiedlich, wie bei einem stationären Äther zu erwarten wäre. Die Lichtgeschwindigkeit wird dabei nicht gemessen. Das Experiment ist eine Sache, die unterschiedlichen Folgerungen, die insbesondere Michelson, Lorentz und Einstein daraus gezogen haben, sind eine andere Sache. Der Fall ist ein anschauliches Beispiel dafür, dass ein Versuchsergebnis unterschiedlich gedeutet werden kann. Nobelpreisträger Michelson sagte zu Einstein, er hätte den Versuch nicht unternommen, wenn er gewusst hätte, dass daraus das Monster der Relativitätstheorie gemacht wird.  Einsteins Folgerungen enthalten mehr, als der Versuch zeigt. Denn Einstein schließt daraus, dass in jedem Inertialsystem die Lichtgeschwindigkeit mit dem Wert c gemessen wird.

Michelson versuchte das Ergebnis mit einer teilweisen Mitführung des Äthers durch die Erde zu erklären. Fitzgerald und Lorentz hatten die Idee der Längenkontraktion bewegter Gegenstände. Auch andere Deutungen sind theoretisch möglich. Betrachtet man jeden Spiegel im Michelson-Interferometer als Lichtquelle, so zeigt das Experiment, dass die Lichtgeschwindigkeit durch die Bewegung der Lichtquelle beeinflusst wird.

Seit Karl Popper, einem der bedeutendsten Philosophen des 20. Jahrhunderts, ist weithin akzeptiert, dass nicht die Erfahrung zur Theorie führt, sondern dass die Deutung einer Beobachtung, ja die  Beobachtung selbst, von der Theorie abhängt (Karl Popper: Logik der Forschung, 1934). Viele Physiker scheinen sich schwer zu tun mit dieser Einsicht, weil die Physik Jahrhunderte lang im Ruf einer reinen Erfahrungswissenschaft stand. Man findet für beinahe jede Theorie ein Phänomen in der Natur, welches man als Bestätigung der Theorie deuten kann. Die Theorie, wonach die Erde der Mittelpunkt ist, um den sich Sonne und Sternenhimmel drehen, wird täglich durch den naiven Blick zum Himmel bestätigt. Historische Beispiele dieser Art gibt es genug. Trotzdem scheinen es viele Physiker für einen sicheren Beweis zu halten, wenn eine mehrdeutige Beobachtung ausschließlich im Sinne einer bestimmten Theorie gedeutet wird. Ein Beispiel dafür: Nur wer bereits davon ausgeht, dass die Zeit in bewegten Systemen langsamer verläuft, kann das beobachtete Auftreten von Myonen an der Erdoberfläche als Bestätigung der Relativitätstheorie deuten. 

Gleich wie man den MM-Versuch deutet, er sagt etwas über die Ausbreitung des Lichtes  an der Erdoberfläche aus, aber nicht das Geringste über die Relativität der Zeit. Durch das Experiment sieht  Einstein sein Postulat des speziellen Relativitätsprinzips bestätigt. Zwischen diesem Prinzip und der bizarren Idee von Zeitreisen liegen mehrere gedankliche Schritte, die einer kritischen Betrachtung nicht standhalten. Anstatt nach physikalischen Gründen für die Beobachtung von Michelson und Morley zu suchen, hat sich die Wissenschaft auf die absurde Zeitmetaphysik Einsteins eingelassen.

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