Grundlagenforschung Wenn Einstein irrt
Nun gerät auch noch die Relativitätstheorie ins Wanken. Für die Wissenschaft ist das kein großes Problem.
© Samuel Kubani/AFP/Getty Images
Im Wiener Wachsfigurenkabinett steht eine Albert-Einstein-Figur. Einstein gilt "größter Physiker aller Zeiten" – er starb 1955.
Revolution! Umsturz! Krise! Die Welt ist aus den Angeln gehoben. Naturgesetze müssen umgeschrieben werden. Raum und Zeit sind nicht mehr Raum und Zeit, wie sie im Lehrbuch stehen.
Ein einziges Experiment scheint die gesamte Physik infrage zu stellen. Mit Überlichtgeschwindigkeit rasen Neutrinos, winzige, quasi masselose Elementarteilchen, von Genf unter den Alpen hindurch nach Rom. Überlichtgeschwindigkeit! Das ist physikalisch verboten. Jedenfalls wenn Albert Einstein recht hatte und seine Relativitätstheorie gültig ist.
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Für einen Augenblick wird das Unvorstellbare denkbar: Einstein irrte.
Er selbst hatte Isaac Newton vom Thron gestoßen. Für Newton waren Raum und Zeit getrennte und unveränderliche Größen, feste Dimensionen, in denen sich Materie bewegte. Sein fallender Apfel ist Legende. Doch sein Gravitationsgesetz zeigte bald Schwächen. Bei genauem Hinsehen lösten sich die Newtonschen Gewissheiten mehr und mehr auf, entfernte sich die Wirklichkeit von der Mathematik der Modelle.
Albert Einstein würde sich über seinen Sturz freuen
Dann kam Einstein. Er verband Raum, Zeit und Materie zu einem unauflösbaren, wechselwirkenden Ganzen. Die Newtonschen Konstanten Raum und Zeit wurden veränderlich. Masse konnte die Raumzeit krümmen. Einzig beständig in diesem Modell war die höchste erreichbare Geschwindigkeit, die des Lichts: 299.792.458 Meter pro Sekunde. Schneller konnte, schneller durfte sich nichts bewegen.
Nun löst sich wieder eine Gewissheit auf. 16.111 Neutrinos überwinden die Distanz zwischen dem Forschungszentrum Cern und einem Messlabor unter dem Gran-Sasso-Massiv schneller als erlaubt: Stürzt nach Newton nun Einstein? Brauchen wir eine neue Physik oder nur eine neue Erklärung?
Wie stürzen Ideen? Und was stürzt eigentlich, wenn eine Idee stürzt? Manchmal, davon war Sigmund Freud überzeugt, bricht neben dem wissenschaftlichen Weltbild auch das alltägliche Menschenbild entzwei.
Freud hat drei narzisstische Kränkungen des Menschen durch die Wissenschaft benannt: Kopernikus, Kepler und Galilei verstießen unseren Heimatplaneten aus dem Zentrum des Sonnensystems. Darwin demontierte uns als Schöpfung Gottes. Freud selbst ließ uns erkennen, dass wir nur selten bewusst handeln und entscheiden.
Damit war der kränkenden Umbrüche längst kein Ende. Die Genetik am Ende des 20. Jahrhunderts stieß uns als Krönung der Evolution vom Thron. Nur 22.000 Gene hat der Mensch. Jeder Wasserfloh hat mehr zu bieten – und manche Erbanlage teilen wir mit der Bäckerhefe.
Übersicht zu diesem Artikel
- Seite 1 Wenn Einstein irrt
- Seite 2 Wissenschaft lebt von Umbrüchen
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- Datum 29.09.2011 - 08:17 Uhr
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- Quelle DIE ZEIT, 29.9.2011 Nr. 40
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Theorien, die derart gut belegt sind wie Newtons Gravitationsgesetz oder die Relativitätstheorien "stürzen" nicht, vielmehr wird deren Grenze aufgezeigt.
Die Grenzen, innerhalb derer Newtons Gravitationstheorie eine gute Beschreibung der Realität ist, sind kleine Geschwindigkeiten (relativ zur Lichtgeschwindigkeit) und kleine Massen (relativ zu kritischen Massen).
Durch dieses Experiment wird möglicherweise der Relativitätstheorie eine wie auch immer geartete Grenze gesetzt.
Dadurch werden diese Theorien nicht falsch. Innerhalb ihrer Grenzen sind beide derart gut, häufig und exakt belegt, dass sie weiterhin Anwendung finden.
Selbst Newtons Gravitationstheorie, welche gemäß dem Artikel als "gestürzt" gelten muss, ist derart gut, dass sämtliche Hochhäuser dieser Erde damit berechnet wurden ohne in sich zusammen zu stürzen. Selbst die größten Flugzeuge und Schiffe sind gemäß Newtons Theorie konstruiert und funktionieren einwandfrei.
Macht bitte keine Sensation aus etwas, das keine Sensation ist. Eine Theorie zu erweitern ist das tägliche Brot der Wissenschaft. Dass es sich hierbei um eine Theorie eines Physikers handelt, der zum Popstar wurde, ist durchaus interessant, erschüttert aber nicht die Grundfesten dieser Disziplin.
Nur eins muss ich leider korrigieren:
Der Hang zu Sensation kommt aus Cern nicht von der Die Zeit.
Ich denke das hat eher was mit öffentlichen Geldern zu tun.
Nur eins muss ich leider korrigieren:
Der Hang zu Sensation kommt aus Cern nicht von der Die Zeit.
Ich denke das hat eher was mit öffentlichen Geldern zu tun.
Im festen Medium ist die Lichtgeschwindigkeit geringer als im Vakuum. Hier regt sich niemand darüber auf.
Wenn sich jetzt ein Neutrino schneller als unsere bekannte Lichtgeschwindigkeit bewegt, dann kann es auch am Medium liegen, daß das Neutrino beeinflußt und in dem es sich bewegt.
Die bekannte Lichtgeschwindigkeit ist in "unserem" Universum nichts weiter als die Wurzel des Verhältnisses von Energie und Materie.
Also würde ich erst einmal ganz vorsichtig sein, wenn Einstein in Frage gestellt wird.
Wenn sich das bestätigt, dann ist die Physik der letzten 100 Jahre einem Irrweg gefolgt. Man muss nochmal ganz von vorne anfangen.
ist wirklich übertrieben ausgedrückt. Die Physik ist keinem Irrweg gefolgt, sie hat nur gemerkt, dass der Weg ein paar Meter länger ist als gedacht. Aber irren tut sich hier niemand, man weiss es nur nicht bis auf die Nanosekunde genau.
Zu sagen, es wäre alles völliger Nonsense, IST Nonsense. Einstein und Newton haben beide innerhalb bestimmter Grenzen Recht. All die Geräte, Fahrzeuge, Flugzeuge, Raumfahrt, basiert irgendwann auf Newton und / oder Einstein. Da ändert auch ein CERN Physiker nichts, weil die Nanosekunden-Abweichung überhaupt keinen Einfluss auf die "Alltagsphysik" hat, die wir sehen und kennen müssen.
Nanosekunden hin oder her, es kam einfach nur ein Detail dazu, wenn auch ein verblüffendes.
Da aber auch schon so was von garnichts in der Physik auf der Exaktheit der Messung der Geschwindigkeit von Neutrinos beruht, wären die Folgen ziemlich nahe bei Null.
Daß man "nochmal ganz von vorne anfangen muß" ist daher völliger Quatsch.
Sie reden Unsinn. Man Muß nicht von vorne anfangen, aber ich fürchte, Sie wissen es besser. Vielleicht ein bischen Hohlwelt-Physik oder sonstigen Schmarrn
ist wirklich übertrieben ausgedrückt. Die Physik ist keinem Irrweg gefolgt, sie hat nur gemerkt, dass der Weg ein paar Meter länger ist als gedacht. Aber irren tut sich hier niemand, man weiss es nur nicht bis auf die Nanosekunde genau.
Zu sagen, es wäre alles völliger Nonsense, IST Nonsense. Einstein und Newton haben beide innerhalb bestimmter Grenzen Recht. All die Geräte, Fahrzeuge, Flugzeuge, Raumfahrt, basiert irgendwann auf Newton und / oder Einstein. Da ändert auch ein CERN Physiker nichts, weil die Nanosekunden-Abweichung überhaupt keinen Einfluss auf die "Alltagsphysik" hat, die wir sehen und kennen müssen.
Nanosekunden hin oder her, es kam einfach nur ein Detail dazu, wenn auch ein verblüffendes.
Da aber auch schon so was von garnichts in der Physik auf der Exaktheit der Messung der Geschwindigkeit von Neutrinos beruht, wären die Folgen ziemlich nahe bei Null.
Daß man "nochmal ganz von vorne anfangen muß" ist daher völliger Quatsch.
Sie reden Unsinn. Man Muß nicht von vorne anfangen, aber ich fürchte, Sie wissen es besser. Vielleicht ein bischen Hohlwelt-Physik oder sonstigen Schmarrn
ist wirklich übertrieben ausgedrückt. Die Physik ist keinem Irrweg gefolgt, sie hat nur gemerkt, dass der Weg ein paar Meter länger ist als gedacht. Aber irren tut sich hier niemand, man weiss es nur nicht bis auf die Nanosekunde genau.
Zu sagen, es wäre alles völliger Nonsense, IST Nonsense. Einstein und Newton haben beide innerhalb bestimmter Grenzen Recht. All die Geräte, Fahrzeuge, Flugzeuge, Raumfahrt, basiert irgendwann auf Newton und / oder Einstein. Da ändert auch ein CERN Physiker nichts, weil die Nanosekunden-Abweichung überhaupt keinen Einfluss auf die "Alltagsphysik" hat, die wir sehen und kennen müssen.
Nanosekunden hin oder her, es kam einfach nur ein Detail dazu, wenn auch ein verblüffendes.
...tatsächlich die Relativitätstheorie zur Anwendung kommt bzw. man meint sie zur Anwendung zu bringen, weiß ich nicht. Ich weiß nur eines: die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit (ich glaube nur durch ein einziges Experiment von Michelson "belegt") ist DIE Voraussetzung für alle Berechnungen Einsteins. Wenn diese nicht mehr gilt, ist alles weitere hinfällig. Hier wird keine Theorie "etwas korrigiert", sie wird komplett abgeräumt. Deswegen die Aufregung.
...tatsächlich die Relativitätstheorie zur Anwendung kommt bzw. man meint sie zur Anwendung zu bringen, weiß ich nicht. Ich weiß nur eines: die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit (ich glaube nur durch ein einziges Experiment von Michelson "belegt") ist DIE Voraussetzung für alle Berechnungen Einsteins. Wenn diese nicht mehr gilt, ist alles weitere hinfällig. Hier wird keine Theorie "etwas korrigiert", sie wird komplett abgeräumt. Deswegen die Aufregung.
Da aber auch schon so was von garnichts in der Physik auf der Exaktheit der Messung der Geschwindigkeit von Neutrinos beruht, wären die Folgen ziemlich nahe bei Null.
Daß man "nochmal ganz von vorne anfangen muß" ist daher völliger Quatsch.
liest vielleicht mal hier:
http://www.freitag.de/wis...
...tatsächlich die Relativitätstheorie zur Anwendung kommt bzw. man meint sie zur Anwendung zu bringen, weiß ich nicht. Ich weiß nur eines: die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit (ich glaube nur durch ein einziges Experiment von Michelson "belegt") ist DIE Voraussetzung für alle Berechnungen Einsteins. Wenn diese nicht mehr gilt, ist alles weitere hinfällig. Hier wird keine Theorie "etwas korrigiert", sie wird komplett abgeräumt. Deswegen die Aufregung.
Hier ist eine Liste, die von der UC Riverside aufgestellt wurde:
http://math.ucr.edu/home/...
Wenn alles, was Einstein schrieb, falsch gewesen sein soll, warum funktioniert dann GPS und warum liefern all diese Versuche das richtige Ergebnis? Wäre die RT falsch, dann würde nichts davon funktionieren.
Die Theorie muss vielleicht erweitert werden, aber das macht sie innerhalb ihres Gültigkeitsbereichs noch lange nicht falsch und von Vorne anfangen muss man auch nicht. Vielmehr fordert die konsistenz der RT mit dem Experiment, dass jede erweiterte Theorie für den entsprechenden Fall auf diese reduziert.
... könnte sich für Sie als sinnvoll erweisen.
"GPS-Satelliten können präzise Ortungen vornehmen, müssen bei der Kalkulation aber Einsteins Arithmetik mit berücksichtigen"
Eine Theorie können Sie entweder als ein Weltbild sehen, das unsere Vorstellung davon ist, wie die Dinge wirklich sind. Das Newton'sche Weltbild ist in diesem Sinne mit Einstein zusammengebrochen und nun ist vielleicht das Einstein'sche dran, wenn nicht jetzt, dann irgendwann in Zukunft.
Sie können eine Theorie auch als eine Näherungsweise Beschreibung eines Ausschnitts der Realität sehen. Dann bricht nichts zusammen. Berechnung von Statiken, Fahrdynamik usw mit Newton ist ein gutes Beispiel dafür. Im Ausschnitt in dem Newtons Theorie gut belegt ist, funktioniert sie auch weiterhin ausgezeichnet. Selbiges wird für Einstein auch gelten.
Es ist ja nicht so, dass die Entdeckung von Neuem dazu führt, dass sich Altes völlig anders verhält.
steht auch gar nicht zur Debatte. Sie bleibt bestehen, da sich (technisch gesprochen) an der Covarianz der elektromagnetischen Feldgleichungen erstmal nichts ändert. Die Messungen der Lichtgeschwindigkeit in unterschiedlichen Bezugssystemen zeigen nach wie vor denselben Wert.
Sie können also die Relativitätstheorie unverändert lassen. Tun Sie dies und messen eine sagen wir "Superwelle" (hier hypothetisch die Neutrinos), die sich mit Überlicht ausbreitet, dann bedeutet dies nicht notwendig den Zusammenbruch der Relativitätstheorie, vielmehr macht sie für diesen Fall eine präzise Aussage: die, dass wir Signale in die Vergangenheit schicken können.
Das könnte natürlich zu Paradoxien führen (die man schon eher Antinomien nennen müsste), also müsste es in diesem Fall die Natur so eingerichtet haben, dass auch bei Signalen aus der Zukunft keine Paradoxien entstehen könnten.
(Unter uns: die Mitteliung über lohnende Investments aus der Zukunft würde ich nicht als antinomisch empfinden, da würde die Natur sicher augenzwinkernd mitmachen .... ;-))
Herzlichst Crest
P.S.
@ Kommentar #20 : Keine Sorge, sie bleibt hart. :-)
Hier ist eine Liste, die von der UC Riverside aufgestellt wurde:
http://math.ucr.edu/home/...
Wenn alles, was Einstein schrieb, falsch gewesen sein soll, warum funktioniert dann GPS und warum liefern all diese Versuche das richtige Ergebnis? Wäre die RT falsch, dann würde nichts davon funktionieren.
Die Theorie muss vielleicht erweitert werden, aber das macht sie innerhalb ihres Gültigkeitsbereichs noch lange nicht falsch und von Vorne anfangen muss man auch nicht. Vielmehr fordert die konsistenz der RT mit dem Experiment, dass jede erweiterte Theorie für den entsprechenden Fall auf diese reduziert.
... könnte sich für Sie als sinnvoll erweisen.
"GPS-Satelliten können präzise Ortungen vornehmen, müssen bei der Kalkulation aber Einsteins Arithmetik mit berücksichtigen"
Eine Theorie können Sie entweder als ein Weltbild sehen, das unsere Vorstellung davon ist, wie die Dinge wirklich sind. Das Newton'sche Weltbild ist in diesem Sinne mit Einstein zusammengebrochen und nun ist vielleicht das Einstein'sche dran, wenn nicht jetzt, dann irgendwann in Zukunft.
Sie können eine Theorie auch als eine Näherungsweise Beschreibung eines Ausschnitts der Realität sehen. Dann bricht nichts zusammen. Berechnung von Statiken, Fahrdynamik usw mit Newton ist ein gutes Beispiel dafür. Im Ausschnitt in dem Newtons Theorie gut belegt ist, funktioniert sie auch weiterhin ausgezeichnet. Selbiges wird für Einstein auch gelten.
Es ist ja nicht so, dass die Entdeckung von Neuem dazu führt, dass sich Altes völlig anders verhält.
steht auch gar nicht zur Debatte. Sie bleibt bestehen, da sich (technisch gesprochen) an der Covarianz der elektromagnetischen Feldgleichungen erstmal nichts ändert. Die Messungen der Lichtgeschwindigkeit in unterschiedlichen Bezugssystemen zeigen nach wie vor denselben Wert.
Sie können also die Relativitätstheorie unverändert lassen. Tun Sie dies und messen eine sagen wir "Superwelle" (hier hypothetisch die Neutrinos), die sich mit Überlicht ausbreitet, dann bedeutet dies nicht notwendig den Zusammenbruch der Relativitätstheorie, vielmehr macht sie für diesen Fall eine präzise Aussage: die, dass wir Signale in die Vergangenheit schicken können.
Das könnte natürlich zu Paradoxien führen (die man schon eher Antinomien nennen müsste), also müsste es in diesem Fall die Natur so eingerichtet haben, dass auch bei Signalen aus der Zukunft keine Paradoxien entstehen könnten.
(Unter uns: die Mitteliung über lohnende Investments aus der Zukunft würde ich nicht als antinomisch empfinden, da würde die Natur sicher augenzwinkernd mitmachen .... ;-))
Herzlichst Crest
P.S.
@ Kommentar #20 : Keine Sorge, sie bleibt hart. :-)
wenn es wenigstens deutlich schneller gewesen wäre.
Also sechsfache oder hundertfache Lichtgeschwindigkeit.
Aber wenn man so knapp drüber liegt, wird die Maximalgeschwindigkeit schon etwas Wahrheit enthalten.
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