{"id":3661,"date":"2024-01-20T12:47:43","date_gmt":"2024-01-20T11:47:43","guid":{"rendered":"http:\/\/ekkehard-friebe.de\/blog\/?p=3661"},"modified":"2024-01-21T12:46:12","modified_gmt":"2024-01-21T11:46:12","slug":"eine-alternative-zur-loesung-des-gravitationsproblems","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ekkehard-friebe.de\/blog\/eine-alternative-zur-loesung-des-gravitationsproblems\/","title":{"rendered":"Eine Alternative zur L\u00f6sung des Gravitationsproblems"},"content":{"rendered":"

FRIEBE, Ekkehard (1999): \u201eEine Alternative zur L\u00f6sung des Gravitationsproblems\u201c –
\nDie Gleichheit der tr\u00e4gen und schweren Masse“
\n<\/strong>Vortrag auf der DPG-Didaktik-Fr\u00fchjahrstagung, P\u00e4dagogische Hochschule Ludwigsburg, am 10. M\u00e4rz 1999<\/strong><\/p>\n

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Zusammenfassung <\/b><\/p>\n

Schon Albert Einstein erkannte, da\u00df die zu seiner Zeit \u00fcbliche Interpretation von NEWTONs Gravitationsgesetz mittels absolutem Raum und Fernkr\u00e4ften zu Widerspr\u00fcchen f\u00fchrte. Deshalb betrachtete er im Rahmen seiner allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie das Schwerefeld nicht als ein statisches sondern als ein dynamisches Ph\u00e4nomen und kam dadurch zu seinem \u201ePrinzip der Gleichheit (\u00c4quivalenz) der tr\u00e4gen und schweren Masse\u201c (Gedankenexperiment mit dem Lift). In vorliegender Untersuchung wird dieser Gedanke weitergebildet. Es wird gezeigt, da\u00df nicht nur der Begriff des \u201eabsoluten Raumes\u201c entbehrlich ist sondern da\u00df auch die Annahme von \u201eFernkr\u00e4ften\u201c oder eines \u201ekosmischen Mediums\u201c oder eines \u201egekr\u00fcmmten Raumes\u201c entfallen kann. Diese L\u00f6sung des Gravitationsproblems ergibt sich dadurch, da\u00df man die Eigenrotation der Himmelsk\u00f6rper ber\u00fccksichtigt, die sowohl von NEWTON als auch von EINSTEIN vernachl\u00e4ssigt wurde. Ber\u00fccksichtigt man n\u00e4mlich diese Eigenrotation, so ergibt sich die krummlinige Bewegungsbahn der Himmelsk\u00f6rper ganz von selbst.<\/p>\n

EINSTEINs Gedankenexperiment<\/b><\/p>\n

In seinem Buch von 1917: \u201e\u00dcber die spezielle und die allgemeine Relativit\u00e4tstheorie – (Gemeinverst\u00e4ndlich)\u201c schreibt ALBERT EINSTEIN im \u00a7 20 unter der \u00dcberschrift:<\/p>\n

\u201eDie Gleichheit der tr\u00e4gen und schweren Masse als Argument f\u00fcr das allgemeine Relativit\u00e4tspostulat.\u201c (Zitat von S. 45\/46):<\/p>\n

„Wir denken uns ein ger\u00e4umiges St\u00fcck leeren Weltraumes, so weit weg von Sternen und erheblichen Massen, da\u00df wir mit hinreichender Genauigkeit den Fall vor uns haben, der im Galileischen Grundgesetz vorgesehen ist. Es ist dann m\u00f6glich, f\u00fcr diesen Teil der Welt einen Galileischen Bezugsk\u00f6rper zu w\u00e4hlen, relativ zu welchem ruhende Punkte ruhend bleiben, bewegte dauernd in geradlinig gleichf\u00f6rmiger Bewegung verharren. Als Bezugsk\u00f6rper denken wir uns einen ger\u00e4umigen Kasten von der Gestalt eines Zimmers; darin befinde sich ein mit Apparaten ausgestatteter Beobachter. F\u00fcr diesen gibt es nat\u00fcrlich keine Schwere. Er mu\u00df sich mit Schn\u00fcren am Boden befestigen, wenn er nicht beim leisesten Sto\u00df gegen den Boden langsam gegen die Decke des Zimmers entschweben will.<\/em><\/p>\n

In der Mitte der Kastendecke sei au\u00dfen ein Haken mit Seil befestigt und an diesem fange nun ein Wesen von uns gleichg\u00fcltiger Art mit konstanter Kraft zu ziehen an. Dann beginnt der Kasten samt dem Beobachter in gleichf\u00f6rmig beschleunigten Fluge nach \u201eoben\u201c zu fliegen. Seine Geschwindigkeit wird im Laufe der Zeit ins Phantastische zunehmen – falls wir all dies beurteilen von einem anderen Bezugsk\u00f6rper aus, an dem nicht mit einem Stricke gezogen wird. <\/i><\/p>\n

Wie beurteilt aber der Mann im Kasten den Vorgang? Die Beschleunigung des Kastens wird vom Boden desselben durch Gegendruck auf ihn \u00fcbertragen. Er mu\u00df also diesen Druck mittels seiner Beine aufnehmen, wenn er nicht der ganzen L\u00e4nge nach den Boden ber\u00fchren will. Er steht dann im Kasten genau wie einer in einem Zimmer eines Hauses auf unserer Erde steht. L\u00e4\u00dft er einen K\u00f6rper los, den er vorher in der Hand hatte, so wird auf diesen die Beschleunigung des Kastens nicht mehr \u00fcbertragen; der K\u00f6rper wird sich daher in beschleunigter Relativbewegung dem Boden des Kastens n\u00e4hern. Der Beobachter wird sich ferner \u00fcberzeugen, da\u00df die Beschleunigung des K\u00f6rpers gegen den Boden immer gleich gro\u00df ist, mit was f\u00fcr einem K\u00f6rper er auch den Versuch ausf\u00fchren mag.<\/i><\/p>\n

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BILD 1: Massen-\u00c4quivalenz<\/b><\/p>\n<\/dd>\n<\/dl>\n

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\nDer Mann im Kasten wird also, gest\u00fctzt auf seine Kenntnisse vom Schwerefelde, wie wir sie im letzten Paragraphen besprochen, zu dem Ergebnis kommen, da\u00df er samt dem Kasten sich in einem ziemlich konstanten Schwerefeld befinde. Er wird allerdings einen Augenblick verwundert sein dar\u00fcber, da\u00df der Kasten in diesem Schwerefeld nicht falle. Da entdeckt er aber den Haken in der Mitte der Decke und das an demselben gespannte Seil, und er kommt folgerichtig zu dem Ergebnis, da\u00df der Kasten in dem Schwerefeld ruhend aufgeh\u00e4ngt sei. <\/i><\/p>\n<\/dd>\n

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D\u00fcrfen wir \u00fcber den Mann l\u00e4cheln und sagen, er befinde sich mit seiner Auffassung im Irrtum? Ich glaube, wir d\u00fcrfen das nicht, wenn wir konsequent bleiben wollen, sondern wir m\u00fcssen zugeben, da\u00df seine Auffassungsweise weder gegen die Vernunft noch gegen die bekannten mechanischen Gesetze verst\u00f6\u00dft. Wir k\u00f6nnen den Kasten, wenn er auch gegen den zuerst betrachteten \u201eGalileischen Raum\u201c beschleunigt ist, dennoch als ruhend ansehen. Wir haben also guten Grund, das Relativit\u00e4tsprinzip auszudehnen auf relativ zueinander beschleunigte Bezugsk\u00f6rper und haben so ein kr\u00e4ftiges Argument f\u00fcr ein verallgemeinertes Relativit\u00e4tspostulat gewonnen.<< <\/i><\/p>\n<\/dd>\n<\/dl>\n

Bei diesem Gedankenexperiment EINSTEINs, das durch BILD 1<\/b> veranschaulicht wird (Bild 1 selbst stammt nicht von Einstein), wird das Schwerefeld nicht als ein statisches sondern als ein dynamisches Ph\u00e4nomen betrachtet.<\/p>\n

Ber\u00fccksichtigung von Rotationen <\/b><\/p>\n

Das Gedankenexperiment enth\u00e4lt jedoch ein wesentliches Problem:
\nDa eine konstante Hubkraft vorausgesetzt ist, beginnt (mit Einsteins eigenen Worten) der Kasten samt dem Beobachter in gleichf\u00f6rmig beschleunigtem Fluge nach \u201eoben\u201c zu fliegen. Seine Geschwindigkeit wird im Laufe der Zeit ins Phantastische zunehmen. <\/i><\/p>\n

Eine Geschwindigkeit oberhalb der Lichtgeschwindigkeit ist aber laut Lehrbuchaussagen unm\u00f6glich. Au\u00dferdem widerspricht sie der speziellen Relativit\u00e4tstheorie, die von EINSTEIN selbst stammt. Das Gedankenexperiment f\u00fchrt sich also scheinbar selbst ad absurdum.<\/p>\n

Ganz anders wird jedoch die Interpretation, wenn man ber\u00fccksichtigt, da\u00df praktisch alles<\/b> im Kosmos rotiert<\/b>. Bei Rotationen k\u00f6nnen n\u00e4mlich st\u00e4ndig gleichbleibende Beschleunigungen und damit Beschleunigungskr\u00e4fte aufrecht erhalten werden, ohne da\u00df irgend eine Gr\u00f6\u00dfe phantastische <\/i>Werte erreicht oder \u00fcberschreitet. Dies ist jedem Physiker durch die Zentrifugalbeschleunigung <\/i>und die Zentrifugalkraft <\/i>gel\u00e4ufig.<\/p>\n

Wie l\u00e4\u00dft sich diese Analogie auf das Gedankenexperiment EINSTEINs \u00fcbertragen?<\/p>\n

Das 1. Axiom NEWTONs vernachl\u00e4ssigt die Rotation der Himmelsk\u00f6rper, wie an anderer Stelle (FRIEBE 1998)<\/a>\u00a0bereits gezeigt wurde. Dort wurde auch begr\u00fcndet, warum dieses Axiom folgender Neufassung bedarf:<\/p>\n

Jeder K\u00f6rper ohne Drehimpuls<\/b> beharrt in seinem Zustande der Ruhe oder der gleichf\u00f6rmigen geradlinigen Bewegung, wenn er nicht durch einwirkende Kr\u00e4fte gezwungen wird, seinen Zustand zu \u00e4ndern. <\/i><\/p>\n

Durch den Zusatz \u201eohne Drehimpuls\u201c<\/i><\/b> <\/i>wird eine mehr als 300 Jahre alte, dogmatische Einschr\u00e4nkung aufgehoben und der Weg frei, das Bewegungsverhalten von K\u00f6rpern mit Drehimpuls zutreffend zu beschreiben. Es folgt n\u00e4mlich, da\u00df sich bewegte K\u00f6rper \u201emit Drehimpuls\u201c<\/i><\/b> <\/i>auf krummlinigen Bahnen, vorzugsweise Kreisen, bewegen. Dabei ist die Bahnkr\u00fcmmung eine Funktion des Verh\u00e4ltnisses Impuls \/ Drehimpuls, die Orientierung der krummlinigen Bahn eine Funktion der vektoriellen Richtung des Drehimpulses.<\/p>\n

Das klassische Gesetz f\u00fcr Zentrifugalkr\u00e4fte<\/i> und Zentrifugalbeschleunigungen <\/i>bedarf in diesem Zusammenhang einer Ab\u00e4nderung. Die vom Verh\u00e4ltnis Impuls \/ Drehimpuls bestimmte kreisf\u00f6rmige Bahn stellt eine Grenzkurve<\/b> dar. Bei Vergr\u00f6\u00dferung des Verh\u00e4ltnisses wird der bewegte K\u00f6rper – von der Grenzkurve ausgehend – nach au\u00dfen zu einer Kreisbahn mit gr\u00f6\u00dferem Radius wegfliegen, bei Verkleinerung dagegen wird er nach innen zu einer Kreisbahn mit kleinerem Radius streben. Ein Himmelsk\u00f6rper, bei dem das Verh\u00e4ltnis Impuls \/ Drehimpuls \u00fcber sehr lange Zeit konstant bleibt, bewegt sich daher auf einer fest vorgegebenen, vorzugsweise kreisf\u00f6rmigen Bahn. Die krummlinige Bewegungsbahn der Himmelsk\u00f6rper ergibt sich also ganz von selbst aufgrund ihrer Eigenrotation<\/b>, die sowohl von NEWTON als auch von EINSTEIN vernachl\u00e4ssigt wurde.<\/p>\n

Geht man beim Gedankenexperiment Einsteins statt von einer linearen Beschleunigung nun von einer kreisf\u00f6rmigen Beschleunigung aus, wie sie auf der Erdoberfl\u00e4che wegen der Erdrotation ohnehin gegeben ist, wobei diese Beschleunigung im klassischen Sinne eine senkrecht<\/i> von der Erdoberfl\u00e4che weggerichtete Zentrifugalbeschleunigung <\/i>ist (BILD 2<\/b>), so ergibt sich folgendes:<\/p>\n

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BILD 2: Klassische Auffassung der Zentrifugalbeschleunigung<\/b><\/p>\n

Aufgrund der vorstehenden \u00dcberlegungen bez\u00fcglich einer Grenzkurve<\/b> gibt es einen Bereich, bei dem ein Streben nach innen vorliegt. Man k\u00f6nnte von einer negativen Zentrifugalbeschleunigung <\/b>sprechen. Und diese empfinden wir als Schwerebeschleunigung<\/i> (Schwerkraft).<\/p>\n

Vorstehende Gedanken sollen noch etwas deutlicher gemacht werden: Die klassische Aussage der Zentrifugalbeschleunigung senkrecht<\/i> zur Erdoberfl\u00e4che bezieht sich ausschlie\u00dflich auf den mitdrehenden Beobachter.<\/i> Losgel\u00f6st hiervon betrachtet liegt ein Bestreben vor, die Bewegung eines Massek\u00f6rpers aufgrund seiner Massentr\u00e4gheit in einer tangential verlaufenden, geradlinigen Bahn verharren zu lassen. Nach der neuen Interpretation liegt demgegen\u00fcber ein Bestreben vor, die Bewegung eines Massek\u00f6rpers in der gekr\u00fcmmten Grenzkurve<\/b> verharren zu lassen. W\u00fcrde sich ein Massek\u00f6rper von der Erdoberfl\u00e4che l\u00f6sen, so w\u00fcrde seine Bewegungsbahn l\u00e4ngs der gekr\u00fcmmten Grenzkurve verlaufen. Hierbei mu\u00df allerdings vorausgesetzt werden, da\u00df kein Hindernis dem entgegensteht, beispielsweise die weniger stark gekr\u00fcmmte Erdoberfl\u00e4che. In diesem Fall entsteht ein Zwangszustand, den wir als negative Zentrifugalbeschleunigung<\/b> und damit – wie gesagt – als Schwerebeschleunigung (Schwerkraft) empfinden. Die Annahme einer Massen-Anziehungskraft (Fernkraft)<\/i> ist nicht mehr erforderlich. Ebenso kann die Annahme eines absoluten Raumes<\/i>, eines kosmischen Mediums<\/i> oder eines gekr\u00fcmmten Raumes<\/i> entfallen.<\/p>\n

Es k\u00f6nnte jetzt der Einwand erhoben werden, da\u00df die von NEWTON postulierte Massen-Anziehungskraft<\/i> durch zahlreiche Experimente best\u00e4tigt worden sei. Diese Aussage bedarf einer Klarstellung.<\/p>\n

Viele Wissenschaftler glauben, die von den Experimentalphysikern vorgelegten Me\u00dfergebnisse seien unverr\u00fcckbare Tatsachen. Dies ist nicht der Fall. Denn fast alle modernen Me\u00dfverfahren sind theoriegeleitete Me\u00dfverfahren, die zus\u00e4tzlich einer mathematisch-rechnerischen Auswertung bed\u00fcrfen. Das hei\u00dft: Es besteht ein echtes Wechselspiel zwischen Theorie und Experiment derart, da\u00df ein und dasselbe Experiment zwei oder mehr als zwei Interpretationen zul\u00e4\u00dft, je nachdem, von welcher Hintergrund\u00fcberzeugung (Paradigma) man ausgeht. Dabei k\u00f6nnen sich diese Interpretationen ganz wesentlich voneinander unterscheiden. Dieser Sachverhalt ist besonders klar dargelegt in der Arbeit KUHN, W. (1983): \u201eDas Wechselspiel von Theorie und Experiment im physikalischen Erkenntnisproze\u00df\u201c. Das aufmerksame Studium dieser Arbeit wird empfohlen.<\/p>\n

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Der Glaube an die Weltmaschine<\/b><\/p>\n

In gleicher Richtung zielen auch die Ausf\u00fchrungen von TETENS (1984). \u201eDer Glaube an die Weltmaschine. – Zur Aktualit\u00e4t der Kritik Hugo Dinglers am physikalischen Weltbild\u201c. Hierin wird u. a. ausgesagt (Zitate von Seite 95\/96):<\/p>\n

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>>Nun gehen St\u00f6rungen gerade von solchen nat\u00fcrlichen Bedingungen und Vorg\u00e4ngen aus, die wir noch nicht \u201ein unsere Apparate eingefangen und isoliert\u201c (Dingler) haben. Physiker suchen in einem solchen Fall nach einem Wissen dar\u00fcber, wie man St\u00f6rungen ausschalten und beseitigen kann. So haben etwa farbige R\u00e4nder an Linsen, die die Beobachtungen mit optischen Ger\u00e4ten beeintr\u00e4chtigen, den Ansto\u00df gegeben zu Fragestellungen, die auf wichtige theoretische \u201eGesetze\u201c der Optik f\u00fchrten, oder wurden die Haupts\u00e4tze der Thermodynamik aufgestellt im Zusammenhang mit Bem\u00fchungen, Prozesse zu koppeln und den Wirkungsgrad dabei zu optimieren. Jedenfalls bedienen sich die Physiker bei dem Versuch, St\u00f6rungsbeseitigungswissen <\/b>zu entwickeln, wieder der experimentellen Methode, so da\u00df zugleich mit Gesetzen f\u00fcr solche St\u00f6rungen auch Apparate oder verbesserte Versionen der urspr\u00fcnglichen Apparate zur Hand sind, die diese Gesetze funktional erf\u00fcllen. . . . . . . . . Da wir Natur nicht einfach im Labor imitieren, tragen die sogenannten Naturgesetze ihren Namen ganz zu Unrecht. W\u00fcrden wir sie, was methologisch viel gerechtfertigter w\u00e4re, Apparategesetze <\/b>nennen, w\u00fcrde bei uns viel eher das Bewu\u00dftsein daf\u00fcr wachgehalten, da\u00df unsere \u201enatur\u201cwissenschaftlichen Laborresultate in einem tendenziellen Widerstreit zur Natur \u201edrau\u00dfen\u201c stehen.<<<\/i><\/p>\n<\/dd>\n<\/dl>\n

Unter Ber\u00fccksichtigung dieser Gedanken ergibt sich, da\u00df alle<\/b> sogenannten experimentellen Best\u00e4tigungen von NEWTONs Gravitationsgesetz<\/i> – wegen unzul\u00e4ssiger Extrapolationen der Me\u00dfwerte – unschl\u00fcssig sind.
\n(siehe auch: FAHR \/ KNAPP 1989)<\/p>\n

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Literatur <\/b><\/p>\n

DINGLER, H. (1987): \u201eAufs\u00e4tze zur Methodik\u201c, herausgegeben von Ulrich Wei\u00df, Felix Meiner Verlag, Hamburg<\/p>\n

DUHEM, P. (1908): \u201eZiel und Struktur der physikalischen Theorie\u201c, Leipzig 1908 und Hamburg 1976<\/p>\n

EINSTEIN, A. (1917): \u201e\u00dcber die spezielle und die allgemeine Relativit\u00e4tstheorie (Gemeinverst\u00e4ndlich)\u201c, Verlag Friedr. Vieweg, Braunschweig<\/p>\n

FAHR, H.-J. \/ KNAPP, W. (1989): \u201eNewtons Gravitationsgesetz . . . nur die halbe Wahrheit?\u201c aus Zeitschr. \u201ebild der wissenschaft\u201c, H. 3\/89, S. 49 – 58<\/p>\n

FRIEBE, E. (1998)<\/a>: \u201eDas 1. Axiom NEWTONs – Ursache der weltweiten Krise der Physik\u201c, DPG- Didaktik Fr\u00fchjahrstagung, Regensburg.<\/p>\n

HERMAN, R. (1991):<\/a> \u201eFUSION – The search for endless energy\u201c, Cambridge University Press, Cambridge, New York, Port Chester, Melbourne, Sydney<\/p>\n

KUHN, W. (1983):<\/a> \u201eDas Wechselspiel von Theorie und Experiment im physikalischen Erkenntnisproze\u00df\u201c, DPG-Didaktik-Tagungsband 1983, S. 416 – 438<\/p>\n

TETENS, H. (1984):<\/a> \u201eDer Glaube an die Weltmaschine – Zur Aktualit\u00e4t der Kritik Hugo Dinglers am physikalischen Weltbild\u201c, aus: Janich, P. (Hrsg.): \u201eMethodische Philosophie – Beitr\u00e4ge zum Begr\u00fcndungsproblem der exakten Wissenschaften in Auseinandersetzung mit Hugo Dingler\u201c, Bibliographisches Institut Mannheim, Wien, Z\u00fcrich<\/p>\n

TH\u00dcRING, B. (1967): \u201eDie Gravitation und die philosophischen Grundlagen der Physik\u201c, Verlag Duncker & Humblot, Berlin<\/p>\n

WALKER, J. (1990): \u201eEin Ball mit Drall\u201c, Fischer Taschenbuch Verlag GmbH, Frankfurt am Main<\/p>\n

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