Gedankenexperiment zur Äthertheorie
Die Benutzung von Gedankenexperimenten ist ein in der Physik häufig benutztes Mittel, um die Konsequenzen einer Theorie genau auszuloten.
Problemstellung
Nehmen wir an, dass sich ein Raumschiff mit einer konstanten Geschwindigkeit
Betrachten wir also die Situation in beiden Inertialsystemen getrennt. Wir gehen von der Gültigkeit der klassischen Kinematik und damit des klassischen Gesetzes der Geschwindigkeitsaddition aus.
Inertialsystem Äther:
Vom System des Äthers aus betrachtet ist die Geschwindigkeit des Lichts immer
bewegt.
Inertialsystem Raumschiff:
Innerhalb des Zeitintervalls
sowie um die Strecke
in den hinteren Teil des Raumschiffs.
Für einen Beobachter im Innern des Raumschiffs hat der Lichtstrahl demnach eine gesamte Streckenlänge von
in einem Zeitintervall
Als Ergebnis dieses Gedankenexperiments konstatieren wir: Nach der Äthertheorie würde die im Raumschiff gemessene Lichtgeschwindigkeit
Resultat und Fragen
Dies bedeutet, anders gesprochen, dass die Lichtgeschwindigkeit nach der Äthertheorie abhängig vom Bewegungszustand wäre.
Hinweis
Man kann auch den Fall betrachten, in dem der Lichtstrahl parallel zur Bewegungsrichtung des Raumschiffs bzw.
Es stellt sich nun natürlich folgende Frage: Lässt sich diese Abhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit vom Bewegungszustand experimentell verifizieren oder nicht?
Man muss nun ein elegantes reales Experiment konstruieren, mit dessen Hilfe man die Hypothese eines Äthers überprüfen kann.
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