Physikirrungen

Jan Peter Apel, Roswitha Apel, Roswitha Apel

• Éditeur: Books on Demand
• Année: 2015
• ISBN:
  9783739278513
• Édition: 2
• Sujet: Naturwissenschaften
• Sous-sujet: Astronomie & Astrophysik

DIE ZEIT, 2006, Nr. 5: "Aus! Die Physik steckt in der Krise". Das hat sich bis heute nicht geändert. Es geht nicht mehr weiter voran, im Gegenteil: Die Fragen vermehren sich schneller als die Antworten. Also hat man sich wohl verlaufen. Wie kommt man aus diesem Dilemma wieder heraus? Zurückblicken und in der Vergangenheit forschen, wo man sich ge- oder verirrt hat.

Das große Undurchschaubare

Im Garten der Mathematik gibt es ein großes Gewächs mit unzähligen auf ihm leuchtenden Blüten. Aber Blüten ohne Duft, die nicht sprechen können. Dieses Gewächs hat sich sogar den Namen Theorie angeeignet, obwohl es nach der Definition für physikalische Theorien gar keine ist. Es glaubt trotzdem als "Theorie" sagen zu können, wie die Welt im Großen funktioniert.

Im Kleinen, also in Atomen, gibt es für jedermann eine begreifbare Vorstellung darüber, was da abläuft. Die wird auch von der Wissenschaft erlaubt, obwohl die Details darin viel komplizierter sind, Elektronen kreisen in Wirklichkeit nämlich nicht als Kügelchen um die Atomkerne, sondern als sogenannte "stehende" elektromagnetische Welle. Das tut dem Verständnis der Sache aber keinen Abbruch, nämlich dem, daß da was um was kreist, obwohl es noch nie jemand gesehen hat.

Im Großen dagegen ist alles zu sehen, vom kleinsten Virus bis zu größten Sternen bis fast in die Unendlichkeit. Aber dafür gibt es eine Theorie, die allgemeine Relativitätstheorie, die sagt, daß das überhaupt nicht so sei, wie es aussieht!

Und niemand hat die Courage, das anzuzweifeln.

Warum?

Weil es von "Gott" gesagt wurde.

Welcher "Gott"?

Der Physik-"Gott" Albert Einstein, in einer englischen TV-Dokumentation aktuell als größter Physiker aller Zeiten betitelt.

Aber: Was hat dieser Physik-Gott eigentlich gesagt, wie das Große der Welt funktioniere?

Er hat überhaupt nichts gesagt, sondern mit nur ein paar Ausgangsbedingungen einfach losgerechnet, um aus den Rechnungen dann verbal Sprech- und Vorstellbares heraus zu interpretieren, was ja von Honerkamp gerade als nicht verwertbar bezeichnet wird und schon beim relativistischen Impuls mit zwei Dritteln aller möglichen Interpretationen zu unsinnigen Ergebnissen wie Längenkontraktion und Massenvermehrung führte.

Eine Theorie muß aber etwas sagen, genauer, etwas erklären. Das ist ihre Definition, nämlich zu sagen, welcher Vorgang in der Natur nach welchem Ursache-Wirk-Prinzip funktioniert. Erst das ist dann auch die Voraussetzung dafür, daß Berechnungen auch an der Wahrheit hängen und nicht nur an gewissen äußerlich beobachtbaren Erscheinungen. Einstein drehte diese Abfolge einfach um und alle machen seit dem mit, ohne sich dessen wirklich bewußt zu sein.

Eine Flugtheorie ist eine Theorie für den Funktionismus des Fliegens.

Eine Gravitationstheorie ist eine Theorie für den Funktionismus das Fallens.

Eine Relativitätstheorie ist eine Theorie für…?

Relativität?

Was soll das sein? Und was hätte das mit der dinglichen Natur zu tun? Die muß doch von der Physik erkundet werden, wenn sie eine Natur-Wissenschaft sein will.

Was um alles in der Welt
will die allgemeine Relativitätstheorie
von der Natur eigentlich erklären?

Nichts, im Gegenteil: sie will der Natur eine Vorlage geben, wie sie sich doch bitte verhalten soll.

Einstein selbst und fast alle danach versuchten und versuchen bis heute krampfhaft, aus der Mathematik der allgemeinen Relativitätstheorie etwas Vernünftiges heraus zu finden, was Einstein aber schon von Anfang an mißlang und sich nach nunmehr einhundert Jahren immer noch nicht besserte. Trotzdem wird die allgemeine Relativitätstheorie immer noch als die größte Erkenntnis über die Natur angesehen, obwohl sie niemand verstehen kann. Es ist aber die ureigenste Aufgabe einer Theorie, etwas verständlich zu machen.

Der physikalische Inhalt der allgemeinen Relativitätstheorie ist so mager, daß Einstein keinen Nobelpreis dafür erhalten konnte, denn "Für Was?" Das "Was" muß ja etwas Dingliches aus der Natur sein. Der Nobelpreis ist von Alfred Nobel für Naturwissenschaften und nicht für Mathematik bestimmt worden, was Mathematiker allerdings maßlos ärgert. Wenn sie denn auch einen haben wollen, müssen sie sich schon selbst einen erschaffen. Alfred Nobel dürfte sicherlich gewußt haben, was er tat.

Einstein erhielt dann, weil die Öffentlichkeit nicht verstand, daß ein so hoch gelobter Physiker keinen Nobelpreis erhalten solle, vergünstigter-, aber natürlich nicht unsinnigerweise, den Nobelpreis für den Lichtphotoneneffekt, in dem er erstmals dem Licht ein auch örtlich konzentriertes Dasein gab, heute mit Photon bezeichnet.

Eine physikalische Theorie kann nur aus dem physikalischen Garten stammen, nur die kann sprechen. Sie sagt, wie etwas nach welchem Prinzip von welcher Ursache zu welcher Wirkung funktioniert.

Die Definition für Theorien lautet in voller Form:

Eine Theorie ist die Erklärung eines Naturablaufes von Ursache nach
Wirkung mit den daran beteiligten Dingen der Natur auf Grund eines
Funktionsprinzips.

Warum versteht niemand die allgemeine Relativitätstheorie? Zunächst dadurch, weil sie gar keine Theorie ist. Deshalb verstehen sie auch die nicht, die nur glauben, daß sie sie verstehen. Sie verstehen nämlich nur ihre mathematischen Formulierungen, also nur ihre Mathematik.

Nur ein in der allgemeinen Relativitätstheorie vorhanden sein müssender sachlicher Teil wäre aber etwas, das Physik sein kann. Nur er könnte sagen, was die allgemeine Relativitätstheorie ist. Sie ist nämlich nicht das Glorifizierte der größten Erkenntnis aller Zeiten oder eine umfassendere oder genauere Welttheorie als die Newton'sche, sondern nur eine von mehreren möglichen Weltanschauungen der Natur. Ihre Unterscheidung zu wahren Theorien ist die Betrachtung der Welt aus einer unorthodoxen relativen Perspektive, wie gleich folgt.

Die allgemeine Relativitätstheorie kann inhaltlich nur verstanden werden, wenn ihre Entstehung nachvollzogen wird.

Wie entstand sie?

Sie entstand aus mehrerem.

Zunächst dem, was noch “normal“ ist, also noch dreidimensional. Das kann von jedermann mit Grundausbildung und Interesse dafür verstanden werden.

Diese einzige noch physikalische Wurzel ist die Erleuchtung Einsteins, daß ein fallender Körper kräftefrei ist. Sind wir der fallende Körper, so spüren wir im Fallen auch keine Kräfte mehr, die auf uns einwirken. Wir sind damit auch schwerelos, wie man sagt. Also weder drückt der Boden von unten auf uns noch drückt oder zieht eine Beschleunigungskraft von oben auf/an uns, womit ja allgemein das Fallen erklärt wird. Einstein deutete das "Kräftefreie" so, als ob wir frei im Weltall schwebten. Wir können das sogar nachvollziehen, indem wir beim Sprung vom Sprungturm ins Schwimmbad die Augen schließen: Wir schweben dabei kurzzeitig "im All". Die Besatzung in der Raumstation "schwebt" permanent in diesem Zustand.

Kräftefrei bedeutet, daß ein Körper dem Newton'schen Trägheitsgesetz folgt, sich also unbeschleunigt geradeaus und geschwindigkeitskonstant bewegt.

Ein bewegter kräftefreier Körper beschreibt auf Himmelskörpern, wie auch hier auf der Erde, aber eine ballistisch krumme Kurve. Das ist das Problem, das Einstein vor sich hatte.

Wie löste er es?

Er drehte zum zweiten Mal etwas um: Er versuchte nicht zu erklären, warum die Newton'sche Trägheitsgerade im Schwerefeld krumm wird, sondern nahm diese krumme Bahn, die eine Wurfparabel oder wissenschaftlich eine Geodäte ist, und setzte sich geistig auf sie. Aus dieser Sicht brauchte er dann nicht mehr die krumme Bahn des kräftefreien Körpers zu erklären, sondern "nur" noch die Umgebung, wie man sie von ihr aus sieht.

Er benutzte also das, was es zu erklären gilt, als Basis der Betrachtung der umgebenden Dinge der Natur. Damit war das Problem, das es zu lösen galt, weg! Aber nur so, wie man in Warschau das häßliche stalinistische Zuckerbäckerhochhaus los wird, indem man sich auf dessen Spitze setzt. Dort ist dieses Haus aber genau so wenig weg wie die unerklärlich krumme ballistische Bahn eines geworfenen Steins, wenn man auf diesem säße.

In beiden Fällen ist also gar nichts weg, man sieht es nur nicht mehr. Es ist einfach die arrogante Methodik des: "Man kann es doch auch so sehen!"

"Man kann es doch auch so sehen!"
ist der größte Fehler,
der in der Physik überhaupt gemacht werden kann.

In der Physik ist heraus zu finden, wie in der Natur etwas gesehen werden muß!

Die Benutzung der Sicht des Körpers, dessen Bahn erklärt werden müßte, als Perspektive (Koordinatensystem) zu benutzen, wurde Einstein sogar als größtem Geniestreich angeheftet. Und alle alle staunten und ließen sich betören. Vernunft? Was ist das? Die stört doch nur.

Einstein folgerte weiter, daß ein Körper durch seine Kräftefreiheit einen Fixpunkt darstelle. Und die Welt muß ja aus einem Fixpunkt gesehen werden, damit man sie richtig sieht. Von diesem Fixpunkt aus gesehen beschrieb er die Welt, aber nur in mathematischen "Bildern", die jedoch wirklich nur wenige verstehen können.

Die Frage ist jedoch, warum sollte man die Natur in mathematischen Bildern verstehen sollen, wo sie doch wirkliche Bilder liefert?

Das Problem des Verstehenkönnens besteht aber auch sachlich, da Einstein aus einem bewegten Standort schaute. So etwas ist nicht "normal", denn man schaut damit relativ. Anstelle eines kräftefreien Steines bewegt sich dann die Umgebung oder "der Schwanz wackelt mit dem Hund". Genau so, wie man auch vom Karussellsitz relativ schaut, dadurch dessen Bewegung nicht mehr sieht, sondern eine sich scheinbar drehende Umgebung.

Einstein verglich dieses Relative damit, daß er sich in einen Zug setzt und wartet, bis Stuttgart vorbei kommt und er dort aussteigt. Also nicht der Zug (kräftefreie Körper), sondern die Umgebung (der Raum) bewege sich. Da die Gleise bis Stuttgart aber auch Kurven machen, muß sich die Landschaft dabei auch noch krumm biegen.

Diese Einstein'sche Sicht ist relativ, und das führte zur Bezeichnung Relativitätstheorie. Was aber bedeutet "relativ" wirklich in der Physik, was ist seine Definition?

Relativ ist aus der Bewegung gesehen.

Relativ aus dem eine Kurve fahrenden Auto gesehen biegt sich die Landschaft um die Kurvenfahrlinie, relativ von einem sich auf der bogenförmigen Wurfparabel befindlichen kräftefreien Körper gesehen biegt sich die ganze Umgebung.

Aus relativen Sichten Gesehenes, das sind Sichten aus der Bewegung, egal ob aus einem eine Kurve fahrenden Auto oder kreisendem Karussellsitz oder von Baron von Münchhausens ballistisch fliegender Kanonenkugel aus, sind immer falsch. Diese Sichten zeigen Bewegungen, die gar nicht existieren, sie sind nur die "Rückbilder" der Bewegung des Beobachters.

Bei der Suche nach Exoplaneten, also Planeten anderer Sterne, fand sich einer, der die gleichen Bewegungen machte wie die Erde. Nach einiger Zeit ging dann doch jemand ein Licht auf, daß es so einen Zufall doch gar nicht geben könne und dachte nach. Das Ergebnis: Man hatte vergessen, die Bewegung des Teleskops, also die der Erde, heraus zu nehmen, dadurch sah man die Bewegungen der Erde an dem Exoplaneten.

Relativ bedeutet in der Physik definitiv falsch!

Einstein "sah" Krümmungen des Raums, obwohl es die krumme Bahn "seiner" Geodäte ist! Und alle machten mit.

Aber auch hier gilt das Allgemeingültigkeitsprinzip ohne Ausnahmen! Also auch für die Einstein'sche relative Sicht von einem sich ballistisch bewegenden Körper auf seiner Geodäten. Das heißt, eine "Relativitätstheorie" ist per se, also grundsätzlich, falsch!

Wie begründete Einstein diese seine besondere Sicht? Denn daß relative Sichten falsche Sichten sind, wußte er natürlich auch.

Seine Begründung ist einfach und klar: Ein kräftefreier Körper bewegt sich geradeaus mit konstanter Geschwindigkeit. Das ist Newton's Trägheitssatz, der selbstverständlich auch gelten muß. Hier benutzte er mal die Allgemeingültigkeitsregel.

Aus ihr folgerte Einstein, daß die Bahn eines kräftefreien Körpers gerade ist, obwohl sie von der Erdoberfläche aus gesehen krumm verläuft. Einstein's Ausgangskriterium für die Schaffung der allgemeinen Relativitätstheorie lautet also: Eine ballistische Kurve ist eine Gerade.

Diese gerade gemachte Bahn eines kräftefreien Körpers ist Einsteins Meßlatte für die Beschreibung der Welt: Alles muß sich nach ihr richten.

Einstein gefiel die Bezeichnung "Relativitäts"-Theorie auch nicht. Er sah die Bedeutung seiner Theorie eher im Gegenteil: es sei "die" Absolutitätstheorie, denn der kräftefreie Körper wurde von ihm als der Fix- oder Bezugspunkt der Welt angesehen. Damit fing er an, "los zu rechnen". Das heißt, er berechnete, wie die Umgebung von einem kräftefreien Körper aus gesehen aussieht.

Daß sich der Raum des gesamten Kosmos um jeden sich ballistisch bewegenden Körper krümmen muß, damit dessen Bahn gerade wird, führte zu keinerlei Bedenken. Auch daß sich der Raum um verschiedene Bahnen verschiedener Körper gleichzeitig verschieden verbiegen muß, was schon gar nicht mehr vorstellbar ist, führte nicht zu Mißtrauen gegen diese angebliche Theorie.

Eigentlich ist es nicht zu glauben: Alle glaubten Einstein ein Verbiegen des Kosmos, also des Himmels, ohne daß man es ihm ansehen kann, und folgten ihm wie die Kinder dem Rattenfänger von Hameln. Vernunft? Mathematikern ein Fremdwort ohne Sinn: Zahlen bestimmen und sonst nichts.

Für diese "Raumkrümmung" entwickelte Einstein eine Mathematik, die sie beschreibt. Er konnte sie aber nicht allein anfertigen, da er Mathematik in seinem Studium vernachlässigte, weil er da noch glaubte, daß Physik nicht auf sie angewiesen sei. Und ausgerechnet er sorgte später unbewußt dafür, daß Mathematik die Physik fast gänzlich auffraß. Seine damalige Frau machte sie ihm, wofür er ihr später auch das Geld aus seinem Nobelpreis überlies, heimlich und über Umwege. Diese Mathematik und was man sich in ihr denken muß, ist so kompliziert, daß sie anfangs niemand verstand. Von daher stammt die Aussage, daß das nur ganz wenige höchst intelligente Menschen verstehen könnten, weltweit an einer Hand abzählbar. Die Kompliziertheit dieser Mathematik ist bis heute auch der Schutzmantel, der die allgemei...