THEMA:

Die Seite liest sich als ob der Michelson Versuch die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit erwiesen habe. Gegen Ende der Seite steht: "Die Lichtgeschwindigkeit erwies sich als konstante Größe". Und ganz unten: "Im selben Aufwasch hatte man auch einen zweiten Trugschluss aus der Welt geschaftt, den sogenannten Lichtäther."

Was hier zweiter Trugschluss genannt wird, ist aber der Einzige. Der Michelson Versuch hat nichts als den Lichtäther aus der Welt geschafft. Und den nur, wenn sich ein etwaiger Äther nicht großräumig mit der Erde mitbewegte.

Ein Sender und Empfänger, die sich beide im selben Inertialsystem befinden, können grundsätzlich nichts darüber aussagen, ob die Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen konstant ist. Es lässt sich nicht einmal beweisen, dass das Licht keiner Galilei-Transformation unterliegt.

Klar ist, dass man in einem solchen Buch nicht alle historischen Drehungen und Wendungen darstellen kann. Man sollte aber, um Missverständnisse zu vermeiden, klar sagen, dass der Michelsen Versuch nur ein Experiment für oder gegen den Äther war.

Der Michelson Versuch fand fast zwei Jahrzehnte vor Einsteins berühmter Arbeit aus dem Jahr 1905 statt. In dieser Arbeit war die Invarianz der Lichtgeschwindigkeit für Einstein immer noch ein Postulat, dem er nicht einmal einen ganzen Satz widmete. Viel wichtiger war sein Relativitätsprinzip. "Alle Inertialsysteme sind bezüglich der Durchführung physikalischer Experimente gleich". Es ließ sich nämlich später, in der ausgearbeiteten Theorie, zeigen, dass das Relativitätsprinzip unter der Annahme von Kausalität entweder zur Galiläi- oder Lorentztransformation führt. Existiert für Teilchengeschwindigkeiten eine obere Schranke, so führt das zwangsläufig zur Lorentztransformation. Einstein fixiert diese Geschwindigkeit in seinem zweiten Axiom hellsichtig auf die Lichtgeschwindigkeit c. Er nahm das c aus der Maxwell Theorie (die Lorentz-invariant ist) als Lichtgeschwindigkeit. Dabei war ihm ein Gedanke wichtig, nämlich die Einheit der Physik: Wenn die Elektrodynamik Lorentz-invariant ist, warum nicht alle anderen Teilgebiete der Physik auch? (Vgl. Rindler, W. (2006) Relativitätstheorie Speziell, Allgemein und Kosmologisch, 2. Auflage, S. 69, Wiley-VCH).

Erst die ausgearbeitete Theorie im Verbund mit späteren Experimenten machten die invariante Lichtgeschwindigkeit zur Gewissheit.

An der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit wird nach wie vor gemessen.

Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit wurde vorher schon unterstellt, spätestens seit Maxwells Gesetzen.
c° = 1/²(μ°ε°)

Fraglich war nur, absolut zu welchem Bezugssystem (Äther) dies gelten sollte. Und genau dies wurde im Experiment widerlegt. Die Lichtgeschwindigkeit ist also in jedem Bezugssystem in jeder Richtung konstant gleich. Diese erweiterte Art der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit wurde bewiesen.

Genobio schrieb:

Ein Sender und Empfänger, die sich beide im selben Inertialsystem befinden, können grundsätzlich nichts darüber aussagen, ob die Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen konstant ist. Es lässt sich nicht einmal beweisen, dass das Licht keiner Galilei-Transformation unterliegt.

Bei einer Galilei-Transformation müsste doch Licht, das der Bewegung der Erde entgegen läuft, eine andere Geschwindigkeit aufweisen als Licht, das in Bewegungsrichtung der Erde läuft. Die Geschwindigkeiten müssten sich entsprechend addieren bzw. subtrahieren. Darum ging es bei dem Versuch, wobei ein eventueller Äther den Effekt ggf. verstärkt hätte. Es konnte aber keinerlei Differenz festgestellt werden, und damit ist ausgeschlossen, dass Licht einer Galilei-Transformation unterliegt. So habe ich ich jedenfalls verstanden.

Genobio schrieb: Der Michelson Versuch fand fast zwei Jahrzehnte vor Einsteins berühmter Arbeit aus dem Jahr 1905 statt. In dieser Arbeit war die Invarianz der Lichtgeschwindigkeit für Einstein immer noch ein Postulat, dem er nicht einmal einen ganzen Satz widmete.

Richtig. Einstein war von der Richtigkeit der Maxwell-Gleichungen bereits vollkommen überzeugt. Dort ist die Konstanz von c bereits festgelegt Für Ihn war das schon klar. Wozu noch weiter drauf rumreiten.

ra-raisch schrieb:

Fraglich war nur, absolut zu welchem Bezugssystem (Äther) dies gelten sollte. Und genau dies wurde im Experiment widerlegt.

Nein! Genobio hat schon recht. Das Experiment widerlegte lediglich das sich die Erde durch einen absoluten Äther bewegt. Ein vollständig mitbewegter Äther wurde mit diesem Experiment nicht ausgeschlossen. Dafür gab es andere Experimente.
Wie z.B. de.wikipedia.org/wiki/Fizeau-Experiment

Um einem Missverständnis vorzubeugen.: Ich bin begeistert von dem Buch, das ich auf Empfehlung von Prof. Bartelmann, Heidelberg gekauft habe.
Im Buch wird an vielen Stellen auf didaktische raffinierte Art Mathematik benutzt, um das physikalische Phänomen zu beschreiben. Ein populärwissenschaftliches Buch, das auf solch hohem Niveau auch Mathematik benutzt, gab es meines Wissens vorher noch nicht. Chapeau! Da schickt es sich nicht, ein Besserwisser zu sein. Nur die Seite, die ich angesprochen habe, enthält zumindest einen nicht ganz richtigen Satz. Auf diese Weise könnte man den Michelson Versuch falsch verstehen. Vielleicht regt mein Einwurf Herrn Gassner zu einer kleinen Überarbeitung an, falls eine weitere Auflage des Buches erschienen sollte.

@Steinzeit-A.
Schiesse in einem Zug mit einer Pistole in Fahrtrichtung und in Gegenrichtung und messe die Geschwindigkeit der Kugel am anderen Ende des Waggons. Du erhältst jeweils die selbe Geschwindigkeit. Das Experiment eignet sich nicht dazu, die Geschwindigkeit des Zuges zu bestimmen. Auch mit Licht als Kugelersatz ließe sich nicht sagen, welche Transformation für Licht richtig ist. So auch der Michelson Versuch auf dem "Inertialsystem" Erde.

Genobio schrieb:

Schiesse in einem Zug mit einer Pistole in Fahrtrichtung und in Gegenrichtung und messe die Geschwindigkeit der Kugel am anderen Ende des Waggons. Du erhältst jeweils die selbe Geschwindigkeit. Das Experiment eignet sich nicht dazu, die Geschwindigkeit des Zuges zu bestimmen. Auch mit Licht als Kugelersatz ließe sich nicht sagen, welche Transformation für Licht richtig ist. So auch der Michelson Versuch auf dem "Inertialsystem" Erde.

Es geht nicht darum, die Geschwindigkeit des Zuges zu bestimmen, sondern die der Kugel bzw. des Lichts. Aber stimmt, ich hatte in meinem Beitrag oben nicht schlüssig argumentiert, was ich hoffentlich hier nachholen kann:

Der besondere Trick beim Michelson-Morley-Experiment ist doch, dass sich das Licht nicht nur in "Fahrtrichtung" der Erde um die Sonne bzw. dagegen bewegt, sondern auch quer zur dieser Richtung. Daher der drehbare Aufbau der Apparatur mit zwei um 90° versetzten Armen. Wenn sich nämlich das Licht quer zur Bewegungsrichtung des Inertialsystems Erde bewegt, dann bewegt es sich nicht mehr im selben IS mit einer eventuellen Galilei-Transformation, die ja nur bei gleichförmiger, geradliniger Bewegung zweier IS zueinander relevant ist. Das Licht bewegt sich dann vielmehr in Richtung des Abstands Erde-Sonne, im ruhenden IS, da sich die Erde in dieser Richtung praktisch nicht (oder kaum) bewegt. Mit der Galilei-Transformation in Fahrtrichtung (Addition der Geschwindigkeiten) oder entgegen hätte die Lichtgeschwindigkeit also anders sein müssen als quer zur Fahrtrichtung, was die Interferenz auf dem Schirm hätte stören müssen. Das konnte aber nicht festgestellt werden und damit war nicht nur eine Galilei-Transformation ausgeschlossen, sondern auch ein eventueller, absolut ruhender Äther, und gleichzeitig war bereits eine konstante Lichtgeschwindigkeit für alle IS nahegelegt.

Josef Gaßner erklärt es genau hier . Es ist ausdrücklich die Rede von zwei verschiedenen IS, eines in Fahrtrichtung (bewegt) und eines quer dazu (ruhend).

Merilix schrieb:

ra-raisch schrieb:

Fraglich war nur, absolut zu welchem Bezugssystem (Äther) dies gelten sollte. Und genau dies wurde im Experiment widerlegt.

Nein! Genobio hat schon recht. Das Experiment widerlegte lediglich das sich die Erde durch einen absoluten Äther bewegt. Ein vollständig mitbewegter Äther wurde mit diesem Experiment nicht ausgeschlossen. Dafür gab es andere Experimente.
Wie z.B. de.wikipedia.org/wiki/Fizeau-Experiment

Genobio schrieb:

@Steinzeit-A.
Schiesse in einem Zug mit einer Pistole in Fahrtrichtung und in Gegenrichtung und messe die Geschwindigkeit der Kugel am anderen Ende des Waggons. Du erhältst jeweils die selbe Geschwindigkeit. Das Experiment eignet sich nicht dazu, die Geschwindigkeit des Zuges zu bestimmen. Auch mit Licht als Kugelersatz ließe sich nicht sagen, welche Transformation für Licht richtig ist. So auch der Michelson Versuch auf dem "Inertialsystem" Erde.

Das ist schon beides richtig. Doch wenn die Lichtgeschwindigkeit in jeder Bewegungsrichtung der Erde in allen Richtungen gleich ist, dann ist das ein genereller Beweis, wenn man von dem mitbewegten Äther absieht, der ja ziemlich an den Haaren herbeigezogen ist.

Der Mitführungseffekt nach Fizeau etc hat ja letztlich die relativistische Addition bestätigt und die Vakuumlichtgeschwindigkeit nicht angetastet. Fizeau (1851) war ja auch lange vor Michelson Morley (1881).

Ein Michelson Versuch auf dem Inertialsystem Erde mit Quelle und Empfänger in diesem System kann die Invarianz der Lichtgeschwindigkeit (in verscjiedenen Inertialsystemen) nicht erkennen noch beweisen.

Genobio schrieb:

Ein Michelson Versuch auf dem Inertialsystem Erde mit Quelle und Empfänger in diesem System kann die Invarianz der Lichtgeschwindigkeit (in verscjiedenen Inertialsystemen) nicht erkennen noch beweisen.

Fizeau war zu dieser Zeit bekannt.

Genobio schrieb:

Ein Michelson Versuch auf dem Inertialsystem Erde mit Quelle und Empfänger in diesem System kann die Invarianz der Lichtgeschwindigkeit (in verscjiedenen Inertialsystemen) nicht erkennen noch beweisen.

Du hast meinen Betrag #73146 gelesen? Aber vielleicht nicht verstanden? Wo ist das Problem?