Fragen zum Relativitätsprinzip

Was ist der Unterschied zwischen der Lorentzschen Äthertheorie und Einsteins Relativitätstheorie?

Die Ätherhypothese von Lorentz und Poincaré ist mathematisch zur speziellen Relativitätstheorie identisch. In beiden Ansätzen sind bewegte Körper gegenüber ruhenden Körpern verkürzt (Längenkontraktion) und bewegte Uhren gehen langsamer (Zeitdilatation). Der Unterschied besteht lediglich in der Interpretation dieser Effekte. In der älteren Lorentzschen Theorie erzeugt die Bewegung gegen den Äther Längenkontraktion und Zeitdilatation. Beides erfolgt nach der Lorentztransformation genau so, dass nicht festgestellt werden kann, wie groß die Bewegung gegen den Äther ist. Die Lorentzsche Äthertheorie gibt jedoch keinen Grund an, warum Längenkontraktion und Zeitdilatation gerade so von der Geschwindigkeit abhängen, dass man den Äther nicht experimentell feststellen kann. Die Transformationen fallen einfach von Himmel.

In der speziellen Relativitätstheorie folgt die Lorentztransformation dagegen aus grundlegenden Prinzipien, nämlich aus dem Relativitätsprinzip und der Richtungsunabhängigkeit physikalischer Prozesse (Isotropie des Raumes). Diese Konzepte hatten sich bereits in der Newtonschen Mechanik bewährt. Eine Erweiterung dieser Prinzipien auf die Elektrodynamik (Maxwell-Theorie) führt direkt zur Relativitätstheorie mit Lorentztransformation.

Aufgrund der mathematischen Äquivalenz beider Theorien ist es nicht möglich experimentell zu entscheiden, welche richtig ist. Dennoch bevorzugen die meisten Physiker die spezielle Relativitätstheorie, da bei ihr die Lorentztransformation auf einfachere Prinzipien zurückgeführt wird und nicht einfach postuliert werden muss.

Literaturhinweis

Hermann Minkowski erklärte den Unterschied zwischen der Lorentzschen Ätherhypothese und der speziellen Relativitätstheorie in einem Vortrag "Raum und Zeit" von 1908 (Seite 6).

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Letzte Änderung: 11.10.2007

© Joachim Schulz

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