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der Lichtäther

Benjamin

Well-Known Member
Registriert
27. Januar 2005
Beiträge
2.268
Als sich zum Ende des 19. Jahrhunderts zeigte, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes immer dieselbe ist, sahen sich die Physiker der damaligen Zeit vor einem schier unlösbaren Problem.
Die Interferenz und Beugung des Lichtes veranlasste die Forscher allen Grund zur Annahme, dass Licht eine Welle ist.
Jede Welle braucht erfahrungsgemäß ein Medium, in dem sie sich ausbreiten kann. So war man damals auf der Suche nach einem so genannten Lichtäther, einem Medium von dem man annahm, es würde den ganzen Raum durchdringen und in welchem sich das Licht ausbreitet. Als sich jedoch herausstellte, dass sich Licht immer mit 300000 km die Sekunde fortbewegt, sah man sich vor einem Problem. Es wäre nahe gelegen, dass sich Licht innerhalb eines Lichtäthers immer mit dieser Geschwindigkeit ausbreitet. Aber hierbei darf man nicht vergessen, dass sich die Erde zum Beispiel im Raum bewegt, sie kreist um die Sonne, diese wiederum kreist um das Milchstraßenzentrum. Das bedeutet schließlich, dass sich die Erde selbst durch diesen Lichtäther bewegen müsste und man somit auch irgendwie feststellen könnte, wie schnell sich die Erde relativ zu diesem Äther bewegt, indem man die Lichtgeschwindigkeit auf der Erde in alle Himmelsrichtungen misst. Ein Lichtstrahl, der in Bewegungsrichtung der Erde ausgesandt wird, müsste zum Beispiel langsamer sein als einer, der gegen die Bewegungsrichtung fliegt. Es zeigte sich jedoch, dass sämtliche Lichtstrahlen die gleiche Geschwindigkeit haben, egal in welche Richtung man sie aussendet. Man musste somit annehmen, dass sich die Erde relativ zu diesem Äther gar nicht bewegt. So seltsam dieses Ergebnis nun schien, kam es doch noch weit verblüffender als sich zeigte, dass die Lichtgeschwindigkeit sogar außerhalb der Erde in alle Richtungen immer dieselbe ist.
Wie konnte das sein?

Albert Einstein bot 1905 mit seiner speziellen Relativitätstheorie eine Erklärung für dieses Phänomen. Und es war dasselbe Jahr, in dem er eine Erklärung für den damals noch unerklärten Photoeffekt vorbrachte. Auch hier warf er eine revolutionäre Theorie in den Raum, die Licht wiederum als Teilchen beschrieb.
Was Licht nun wirklich ist - Teilchen, Welle, beides oder nichts von beiden - darüber herrscht bis dato keine wirkliche Einigkeit.

So fern ich weiß, wurde seit 1905 die Vorstellung eines Lichtäthers immer mehr aufgegeben.
Ich interessiere mich nun für weitere Details bezüglich dieses Lichtäthers. Wie aus meinem Thread "Warum Gott nicht würfelt" hervorgeht, denke ich, liegt es zumindest nahe, dass Materie wie auch Licht in Wahrheit Wellen sind.
Aus meiner Sicht kann hier jedoch unmöglich auf einen "Äther" verzichtet werden, in dem diese Wellen schwingen.
Ich habe mir schon vor längerer Zeit dazu Gedanken gemacht und fand eine womöglich einleuchtende Erklärung, bin mir nun jedoch nicht sicher, ob diese Idee nicht sowieso schon bekannt ist (und ich sie vielleicht überhaupt nur irgendwo aufgeschnappt habe).

Seit der speziellen RT ist es denkbar, dass die relative Geschwindigkeit zum Licht für alle Beobachter immer 300000 km die Sekunde beträgt. Ich halte es nun genauso für denkbar, dass es einen "Äther" gibt, zu dem die relative Geschwindigkeit immer null ist.

Nun die Frage an die anwesenden Physiker: Gibt es diese Theorie nicht schon?
Und zuletzt auch noch eine Frage an alle, die dem hier folgen konnten: Was haltet ihr von dieser Idee?
 
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hallo,

zum teilchen und welle-paradoxon:

der philosophische hintergrund ist, dass teilchen und welle jeweils modelle sind, dem licht manchmal entspricht
je nach messanordnung zeigt licht die eigenschaften, die jenem des theoretischen modells eines teilchen entsprechen, und dann wiederum bei einem anderen experiment jene eigenschaften, die dem modell einer welle entsprechen

die aussagen, die dadurch getroffen werden können, sind lediglich "licht verhält sich wie eine welle" bzw "licht verhält sich wie ein teilchen"

"lichtquanten sind wellen" bzw "lichtquanten sind teilchen" sind lediglich schlampige formulierungen, die, pingelig betrachtet, unbestätigt sind

genaugenommen kann man nur sagen, dass ein lichtteilchen irgend etwas ist, was sich manchmal wie ein teilchen und manchmal wie eine welle verhalten kann

die beiden modelle sind absolut unvereinbar, und das lässt annehmen, dass wir uns die "wahre natur" von lichtquanten nicht einmal annähernd vorstellen können
wie können sie nur teilweise beschreiben (eben mit den beiden widersprüchlichen modellen)

lg,
Muzmuz
 
der Äther hat in der Physik schlechte Karten,
weil er sich experimentell nicht nachweisen lässt

in der Philosophie entspricht der Äther der Substanz

drei Wesen (Körper, Substanz, Materie)

drei Pneumas (astral!, ätherisch!, hypnotisch?)
 
scilla schrieb:
der Äther hat in der Physik schlechte Karten,
weil er sich experimentell nicht nachweisen lässt

Ja, das hab ich mir schon gedacht. Ich nehme an, man hat die Frage, ob es nun einen Äther gibt oder nicht, sozusagen auf die lange Bank geschoben, weil sie sich von der (heutigen) Wissenschaft nicht beantworten lässt.
Nun gut, aber zumindest theoretisch halte ich die Vorstellung eines Äthers für fruchtbar. Letztlich jedoch ist sie nicht von belangen, solange sich kein experimentell gewichtiger Schluss daraus ziehen lässt.

Zu Muzmuz:
Ob Licht nun Welle oder Teilchen ist, wurde ja auch schon in "Warum Gott nicht würfelt" diskutiert.
 
Als HUYGENS die erste geschlossene Darstellung der Lichtwellenhypothese gab, brauchte er ein Medium in dem sich die Lichtwellen (schallähnlich, nach den Gesetzen der Mechanik) fortpflanzen können. Er postulierte den Äther bestehend aus masselosen, kleinsten , nahezu ideal elastischen und zugleich sehr harten Teilchen.
Dieser Äther würde zudem ein ruhendes Bezugssystem abgeben, in dem die Lichtausbreitung im Vakuum richtungsunabhängig ist. Als dies experimentell widerlegt wurde, postulierte man einen „mitgeführten Äther“, auch dies wurde widerlegt, weil man zeigen konnte, daß die Erdrotation den „Äther“ nicht mitführt. Es war der Versuch gescheitert, die „fernwirkenden Kräfte“ auf „nahwirkende Kräfte“ vermittels eines elastischen Mediums zurückzuführen.

Heute ist jedoch der Äther als ruhendes Bezugssystem in anderer Form wieder auferstanden. die das ganze Weltall durchdringende Mikrowellenstrahlung, die vom Urknall übriggeblieben ist und sich immer weiter ausdünnt („kälter“ wird), kann als ruhendes Bezugssystem angesehen werden. Mesungen der Erdbewegung auf ihrer Bahn um die Sonne haben eine Dopplerverschiebung in der Hintergrundstrahlung erkennen lassen.

Claus
 
Benjamin schrieb:
Ich interessiere mich nun für weitere Details bezüglich dieses Lichtäthers.

Hallo Ben,

es lohnt sich nicht, die "Ätherleiche zu exhumieren", es sei denn, dass Du ein wissenschaftshistorisches Interesse hast.

Jede Welle braucht erfahrungsgemäß ein Medium, in dem sie sich ausbreiten kann.

Dass Lichtwellen ein Trägermedium brauchen, war eine Vorstellung der Physiker des 19. Jahrhunderts. Alle Experimente, die Existenz eines ruhenden oder eines mitbewegten Äthers nachzuweisen, lieferten jedoch negative Ergebnisse (siehe auch Beitrag von Claus). Wir müssen es einfach als gegeben hinnehmen, dass der Raum die physikalische Eigenschaft hat, elektromagnetische Wellen weiterzuleiten.

Die Spezielle Relativitätstheorie (SRT) machte den Äther überflüssig. Einstein in der Einleitung seiner Arbeit vom Juni 1905:

Die Einführung eines "Lichtäthers" wird sich insofern als überflüssig erweisen, als nach der zu entwickelnden Auffassung weder ein mit besonderen Eigenschaften ausgestatteter "absolut ruhender Raum" eingeführt, noch einem Punkt des leeren Raumes, in welchem elektromagnetische Prozesse stattfinden, ein Geschwindigkeitsvektor zugeordnet wird.

Mit der oder den Äthertheorien habe ich mich nicht im Detail befasst. Darüber sind vermutlich viele Bücher geschrieben worden. Vom Weiterverfolgen der Äthertheorie halte ich, wie eingangs schon erwähnt, nichts. Welchen praktischen Nutzen hätte sie?

Grüsse von
Hartmut
 
AW: Albert und der Lichtäther

Hallo Ben,

Die Spezielle Relativitätstheorie (SRT) machte den Äther überflüssig. Einstein in der Einleitung seiner Arbeit vom Juni 1905:

Die Einführung eines "Lichtäthers" wird sich insofern als überflüssig erweisen, als nach der zu entwickelnden Auffassung weder ein mit besonderen Eigenschaften ausgestatteter "absolut ruhender Raum" eingeführt, noch einem Punkt des leeren Raumes, in welchem elektromagnetische Prozesse stattfinden, ein Geschwindigkeitsvektor zugeordnet wird.

Grüsse von
Hartmut

Ein prominenter Kritiker der Speziellen Relativitätstheorie schrieb ca. 25 Jahre später:

"Zusammenfassend können wir sagen: Nach der allgemeinen Relativitätstheorie ist der Raum mit physikalischen Qualitäten ausgestattet; es existiert also in diesem Sinne ein Äther. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie ist ein Raum ohne Äther undenkbar; denn in einem solchen gäbe es nicht nur keine Lichtfortpflanzung, sondern auch keine Existenzmöglichkeit von Maßstäben und Uhren, also auch keine räumlich-zeitlichen Entfernungen im Sinne der Physik. Dieser Äther darf aber nicht mit der für ponderable Medien charakteristischen Eigenschaft ausgestattet gedacht werden, aus durch die Zeit verfolgbaren Teilen zu bestehen; der Bewegungsbegriff darf auf ihn nicht angewendet werden."

Wenn das Licht bzw. Radar am Sonnenrand in seiner Richtung abgelenkt und in seine Geschwindigkeit verringert wird (Shapiro 1966), könnte man das eventuell als Wirkung eines nichtponderablen Äthers deuten.

Wenn das Licht auf einer rotierenden Scheibe in Drehrichtung eine längere Laufzeit hat, als entgegengesetzt dazu, dann könnte man das als Nachweis eines nichtponderablen Äthers deuten.

Wenn Lichtuhren auf einem Berg nachweislich schneller laufen als im Tal, dann könnte man das als Wirkung des nichtponderablen Äther deuten.

Man kann sich aber auch dumm stellen, (.... wenn man die nötigen Voraussetzungen dafür erfüllt!).

Der oben zitierte prominente Kritiker der SRT hieß übrigens auch Albert Einstein, was jedoch kein Zufall ist.

Ein frohes Neues Jahr
Orcona
:sekt:
 
AW: der Lichtäther

hallo,

die äthertheorie hat mMn insofern schlechte karten, weil die existenz bzw nichtexistenz keinen unterschied macht, diese theorie wäre also überflüssig
in der wissenschaft sind immer mögilchst einfache theorien mit möglichst wenigen annahmen bzw voraussetzungen vorzuziehen
ein äther, der nichts erklärt und keine zusätzliche erkenntnis bringt, hat daher aus wissenschaftlicher sicht schlechte karten

lg,
Muzmuz
 
Aw: Muzmuz und seine möglichst einfache Theorie

hallo,

"..... in der wissenschaft sind immer mögilchst einfache theorien mit möglichst wenigen annahmen bzw voraussetzungen vorzuziehen ....."

lg,
Muzmuz

.... und diese "mögilchst einfache Theorie mit mögilchst wenigen annahmen bzw voraussetzungen" ist die Theorie, die SRT, ART und relativistische QM umfasst?

:ola:

Ich glaube, du hast sie nicht alle!

Einen guten Rutsch ins Neue Jahr wünsche ich dir trotzdem
Orcona:sekt:
 
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AW: der Lichtäther

gut,
daß ich auf das Datum geschaut habe,
sonst hätte ich dasselbe wie vor einem Jahr geschrieben

der Äther hat in der Physik schlechte Karten,
weil er sich experimentell nicht nachweisen lässt

in der Philosophie entspricht der Äther der Substanz

drei Wesen (Körper, Substanz, Materie)

drei Pneumas (astral!, ätherisch!, hypnotisch?)

die Substanz ist zwingend notwenig,
damit ein Prozess stattfinden kann
(bspw. der Prozess der Ausbreitung von Licht)

ohne Substanz gibt es keinen Prozess
dieser Prozess ist nicht messbar
(und daher gibt es in der Physik auch keinen zugrundeliegenden Äther)

was messbar ist,
sind Lichtquanten
(die Physik erforscht Gesetzmäßigkeiten dieser Lichtquanten)

der Experimentator denkt statistisch
er misst und vergleicht,
was vorher war und was nachher sein wird

den Zusammenhang drückt er mathematisch aus

ps
ich bin mir inzwischen ziemlich sicher,
daß 'hypnotisch' zu 'Materie' gehört
(denklogischer Zusammenhang)
 
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