Physik versus Einstein

 Zuletzt ergänzt am 13. November 2023

Das rechtwinklige Dreieck ABC, anhand dessen häufig die Relativität der Zeit erklärt wird, lässt sich an konkreten Beispielen, wie einer Eisenbahn als bewegtem und dem Bahndamm als ruhendem System veranschaulichen. In einem mit der Geschwindigkeit v fahrenden Eisenbahnwagen wird ein Lichtblitz von der Lichtquelle A an der Decke des Wagens senkrecht nach unten zum Punkt B am Wagenboden geworfen. Aus Sicht des ruhenden Systems (vom Bahndamm aus gesehen) läuft der Lichtstrahl schräg von A nach C, und zwar mit der Geschwindigkeit V¯c² + v² (das ist die Vektorsumme der beiden Teilgeschwindigkeiten c und v). 

Setzt man jedoch Einsteins Postulat der konstanten Lichtgeschwindigkeit voraus, dann hat der Lichtstrahl AC aus Sicht des ruhenden Systems dieselbe Geschwindigkeit c wie der senkrechte Lichtstrahl AB (woraus nach Einstein aus Sicht des ruhenden Systems die Geschwindigkeit V¯c² - v² für den Lichtstrahl AC folgt).  Weil die Strecke AC länger ist als die Strecke AB, trifft der Lichtstrahl in C später ein als in B, woraus Einstein die Relativität der Zeit folgert. Soweit die Theorie.

A

B    C

Dazu meine Kritik:

1. Unser Verstand neigt von Natur aus nicht dazu, sich zwei Bewegungsvorgänge gleichzeitig vorzustellen. Versuchen wir deshalb bewusst, uns die Bewegungen vorzustellen, die aus dem statischen Dreieck ABC nicht sofort ersichtlich sind. Während einer bestimmten Zeitspanne läuft der Lichtblitz von A nach B. Gleichzeitig und in der derselben Zeitspanne bewegt sich B nach C. In dem Augenblick , in dem der Lichtblitz in B eintrifft, befindet sich B aus Sicht des ruhenden Systems in C. Folglich sind B und C in der physikalischen Realität identische Punkte. Punkt B erscheint zwangsläufig in den beiden unterschiedlich bewegten Koordinatensystemen  an unterschiedlicher Stelle. Es ist aber logisch und tatsächlich ausgeschlossen, dass ein und derselbe Lichtblitz an ein und demselben realen Punkt B zu unterschiedlichen Zeiten eintrifft. Man sieht hier den Unterschied zwischen rein mathematischen Überlegungen und Realität.

2. Noch deutlicher wird die Kritik, wenn wir an Stelle des geometrischen Punktes B einen realen Gegenstand setzen, zum Beispiel einen Lichtsensor oder einfach einen chromglänzenden Schraubenkopf, der beim Eintreffen des Lichtstrahls aufblitzt. Wieder gilt: Während der Lichtblitz von der Lichtquelle A zur Schraube B läuft, bewegt sich diese aus Sicht des ruhenden Koordinatensystems nach C. In dem Augenblick, in dem der Lichtblitz an der Schraube eintrifft, befindet sich diese aus Sicht des ruhenden Koordinatensystems in C. Es ist logisch und tatsächlich ausgeschlossen, dass ein und derselbe Lichtstrahl an ein und derselben realen Schraube zu unterschiedlichen Zeiten eintrifft. Wenn an der Stelle der Schraube ein Lichtsensor sitzt, wird dieser nur einmal aufblitzen. Denn es gibt in dem Szenarium nur einen realen Lichtsensor oder nur eine reale Schraube. Das Licht trifft gleichzeitig in und B und C ein, weil es auf der Strecke AC, d.h. in Bezug auf das ruhende Koordinatensystem, die größere Geschwindigkeit V¯c² + v² hat als auf der Strecke AB (in Bezug auf das bewegte System).

Verallgemeinert gilt: Es gibt nur eine physikalische Realität, auch wenn man sie unter dem Gesichtspunkt unterschiedlich bewegter Koordinatensysteme betrachten kann. Die Zuordnung eines realen Gegenstands zu unterschiedlichen Koordinatensystems zeigt den Gegenstand zwangsläufig in unterschiedlichen Positionen, was aber nichts mit unterschiedlichen Zeiten zu tun hat. 

Damit erweist sich Einsteins Postulat der konstanten Lichtgeschwindigkeit als ein Produkt der mathematischen Phantasie, das nichts mit der physikalischen Wirklichkeit zu tun hat. Aus Sicht unterschiedlich  bewegter Beobachter oder Koordinatensysteme kann das Licht niemals dieselbe Geschwindigkeit c haben, gleich ob sich Beobachter bzw. Koordinatensysteme auf die Lichtquelle zu bewegen oder sich von ihr entfernen.