Fragen zum Relativitätsprinzip

Definiert der kosmische Mikrowellenhintergrund ein ausgezeichnetes Inertialsystem?

Nein, durch die Mikrowellen-Hintergrundstrahlung kann zwar an jedem Punkt des Raumes eine ausgezeichnete Geschwindigkeit definiert werden, das dadurch gewonnene Ruhesystem ist jedoch weder ein Inertialsystem noch ist es im Sinne der Relativitätstheorie ein ausgezeichnetes Koordinatensystem.

Die kosmische Hintergrundstrahlung ist eine thermische Strahlung im Mikrowellenbereich, die das Sonnensystem aus allen Richtungen des Weltalls gleichmäßig erreicht. Da das Universum für Mikrowellenstrahlung transparent ist und diese Strahlung nicht nur aus der Richtung der sichtbaren Sterne oder Galaxien kommt, ist es wahrscheinlich, dass sie der messbare Überrest der Zeit ist, in dem das Universum noch von Strahlung dominiert war. Die Hintergrundstrahlung kommt also weiter aus der Vergangenheit als alle sichtbaren Himmelsobjekte und stellt damit den Rand des sichtbaren Universums dar. Dass sie aus allen Richtungen so gleichmäßig kommt, zeigt wie homogen das Universum ist. Es sieht in allen Richtungen gleich aus.

Es gibt jedoch in der Hintergrundstrahlung eine kleine Abweichung von der gleichmäßigen Verteilung, die dadurch erklärt werden kann, dass sich die Sonne mit einer Geschwindigkeit von 371 Kilometern pro Sekunde relativ zum Ursprung der Hintergrundstrahlung bewegt. Man kann nun die kosmische Hintergrundstrahlung benutzen um ein Bezugssystem zu kreieren, dessen Koordinaten so definiert sind, dass die Hintergrundstrahlung für ein in diesem System ruhendes Objekt homogen ist. Solch ein Koordinatensystem wäre jedoch kein Inertialsystem, da es mit dem Universum expandieren würde. Zwei Koordinatenpunkte würden sich also voneinander entfernen.

Von Kritikern der Relativitätstheorie hört man manchmal, dass bereits die Existenz solch eines ausgezeichneten Systems eine Widerlegung der speziellen Relativitätstheorie sei, da diese die Existenz eines ausgezeichneten Bezugssystems ausschließe. Das ist jedoch nicht zutreffend. Die Aussage der Relativitätstheorie ist nur, dass physikalische Vorgänge in jedem Inertialsystem gleichartig ablaufen. Man kann also durch ein Experiment innerhalb eines abgeschlossenen Systems nicht feststellen, ob sich dieses System relativ zum Mikrowellenhintergrund bewegt oder nicht. Durch Messung des Hintergrunds selbst, ist es dagegen durchaus möglich die relative Geschwindigkeit zur kosmischen Hintergrundstrahlung zu bestimmen.

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Letzte Änderung: 05.03.2007

© Joachim Schulz

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