Verifikationen des Äther-Relativitäts-Dualismus

Die Theorie vom Äther-Relativitäts-Dualismus ist dann gültig, wenn die Lichtgeschwindigkeit je nach Bewegungsrichtung von c abweicht. Wie bereits gezeigt, eignet sich das Michelson-Interferometer nicht zu diesem Nachweis und auch andere klassische Interferometer sind hier ebenfalls ungeeignet. So lange lediglich ein Lichtstrahl durch Aufspaltung und Führung über unterschiedliche Wege zur Interferenz gebracht wird, kommt es zu den gezeigten Kompensationseffekten. Dies rührt daher, dass der Lichtstrahl immer eine geschlossene Figur mit allen Richtungsanteilen durchläuft und somit die Wellenmaxima unabhängig von der Bewegungsrichtung konstant bleiben.

Es gibt jedoch andere Verfahren, die von der speziellen Relativitätstheorie abweichende Ergebnisse liefern. Das berühmteste ist das Sagnac-Interferometer, welches 1913 von Georges Sagnac entwickelt wurde. Sagnac beobachtete, dass zwischen kohärentem Licht, das im Uhrzeigersinn, und Licht, das im Gegenuhrzeigersinn über Spiegel auf der selben Strecke im Kreis gelenkt wird, eine Phasenverschiebung auftritt, sobald man die gesamte Apparatur dreht. Er deutete diese Beobachtung als Nachweis der Existenz des Lichtäthers [1]. Es gibt hierzu jedoch auch unterschiedliche relativistische Erklärungsversuche, sowohl über die spezielle, als auch über die allgemeine Relatvitätstheorie. Mehr dazu bei Wikipedia.

Prof. Dr. Hartwig Thim von der Johannes Keppler Universität Linz hat 2003 Ergebnisse eines Mikrowellen-Interferometers veröffentlicht. Dabei sollte die transversale Dopplerverschiebung, die auch als relativistischer Dopplereffekt bekannt ist, nachgewiesen werden. Bei dem Experiment wurde ein 33GHz Mikrowellensignal von rotierenden Antennen empfangen. Mit Hilfe seiner hohen Empfindlichkeit von einem tausendstel Hertz sollte die transversale Dopplersverschiebung gemessen werden. Der Effekt blieb jedoch aus. Es ist davon auszugehen, dass die in den Versuch eingegangenen Geschwindigkeiten nicht dem Relativitätsprinzip unterliegen, sondern, dass es sich um eine absolute Bewegung gegenüber dem festen Bezugssystem der 3K-Hintergrundstrahlung handelt. [2] (mehr dazu...)

2005 hat Thim ein ähnliches Experiment zur Bestimmung der relativen Erdgeschwindigkeit gegenüber der kosmischen Hintergrundstrahlung vorgestellt. Es handelt sich dabei um einen Mikrowellen Versuchsaufbau, der ein 12,5 GHz Signal nutzt, das sich entlang eines 3m langen Signalpfades ausbreitet. Dabei sind Generator und Detektor so synchronisiert, dass mögliche Äther-Effekte ausgeschlossen werden. Dieser Versuchsaufbau soll in der Lage sein, die absolute Geschwindigkeit unseres Sonnensystems gegenüber dem kosmischen Hintergrundrauschen mit ca ~360km/s zu ermitteln, indem einfach die Ausrichtung des Signalpfades relativ zur Bewegung der absoluten Geschwindigkeit geändert wird. [3] [4] (mehr dazu...).

Bereits 1975 wurde die Relativgeschwindigkeit der Erde gegenüber dem kosmischen Mikrowellenhintergrund von Stefan Marinov bestimmt. Marinov arbeitete dabei mit unterschiedlichen Versuchsaufbauten. Zum einen ermittelte er die absolute Erdgeschwindigkeit und die Einweg-Lichtgeschwindigkeit mit einem Versuchsaufbau bei dem ein Lichtstrahl durch zwei mechanisch gekoppelte Verschlüsse unterbrochen wurde. Mit Hilfe dieses Versuchsaufbaus ermittelte er einen Wert für die Einweg-Lichtgeschwindigkeit von c= 300.000±10.000km/s. Die Messgenauigkeit war jedoch zu ungenau um allgemeine Akzeptanz zu finden.[5]

In einem zweiten, komplexeren Versuchsaufbau mit mechanisch über eine Welle gekoppelten Spiegeln ermittelte Marinov einen Wert für die absolute Erdbewegung von v=320±80km/s. [6]

Ein eindeutiger Nachweis über eine direkte Messung der Lichtgeschwindigkeit in die jeweilige Einzelrichtung kann mit Hilfe von zwei räumlich entfernten, synchronisierten Atomuhren erfolgen, zwischen denen zum vereinbarten Zeitpunkt t ein Lichtstrahl in beide Richtungen geschickt wird. Sollten sich Unterschiede zwischen den beiden Laufzeiten ergeben, so ist damit die Gültigkeit des Äther-Relativitäts-Dualismus erwiesen.

Wenn wir davon ausgehen, dass die Messungen von Stefan Marinov korrekt sind, und sich die Milchstraße mit 320km/s vom Sternbild Löwe entfernt, so müsste ein Lichtstrahl einen 1km langen Versuchsaufbau in Richtung Sternbild Löwe um 7,12ns schneller durcheilen, als der entgegengesetzt gerichtete Lichtstrahl. Aufgrund der zu erwartenden deutlichen Abweichung dürfte sich dieser Effekt mit heutigen Messmethoden eindeutig nachweisen lassen.

Es ist erstaunlich, dass bis dato kein solcher Versuch durchgeführt wurde. Denn im Umkehrschluss wäre ein Nullergebnis ein eindeutiger Nachweis, dass es keinen Äther gibt und ausschließlich das Relativitätsprinzip gilt. Das Argument, dass es nicht möglich sei, zwei Atomuhren über die Strecke von 1km zu synchronisieren, kann nicht akzeptiert werden, da die Lorentz-Transformation die Möglichkeit bietet, zumindest eine rechnerische Gleichzeitigkeit zu gewährleisten.

[1] G. Sagnac: L'ether lumineux demontre par l'effet du vent relatif d'ether dans un interferometre en rotation uniforme, Comptes Rendus 157, 708 - 710 (1913).
[2] H.W. Thim, Absence of the Relativistic Transverse Doppler Shift at Microwave Frequencies, IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, VOL. 52, NO. 5, (2003)
[3] H.W. Thim, An experimental setup for measuring the one-way-phase velocity of a microwave signal, ÖPG Konferenz, Linz, (2004)
[4] H.W. Thim, An experimental setup for measuring the one-way-phase velocity of a microwave signal, NPA’s 12th Annual Conference at Uconn-Storrs, (2005)
[5] S. Marinov, The experimental measurement of the one-way light velocity and its possibilities for absolute velocity measurement, Speculations in Science and Technology Vol.3 No. 1 (1979)
[6] S. Marinov, Measurement of the Laboratory’s Absolute Velocity, General Relativity and Gravitation, vol. 12, No. 1, pp. 57-66, (1980)