Ein Satelliten versuch soll die Relativitätstheorie untermauern

Von Thomas v. Randow In der letzten Ausgabe der englischen Zeitschrift „Nature“ sind zwei Arbeiten erschienen, in denen schwedische und britische Physiker darüber berichten, wie sie in Experimenten die Gültigkeit des sogenannten „Zweiten Postulats“ der speziellen Relativitätstheorie geprüft haben. Dieses Postulat besagt, daß die Geschwindigkeit des Lichtes konstant bleibt, unabhängig davon, ob sich die Lichtquelle gegenüber einem Beobachter bewegt oder nicht. Während also zum Beispiel ein Geschoß, das aus einem Kraftwagen in Fahrtrichtung abgefeuert wird, seine Fluggeschwindigkeit um den Betrag des Fahrtempos erhöht, bewegt sich das Scheinwerferlicht, das während der Fahrt abgestrahlt wird, nicht schneller als das Licht einer stillstehenden Lampe.

Die Gültigkeit der Gesetze, die Einstein in der speziellen Relativitätstheorie formuliert hat, wird in der modernen Physik als gesichert angesehen. Daß die Gleichung zwischen Masse und Energie richtig ist, haben die Erfolge der Kernspaltung bewiesen, und das ebenfalls von Einstein postulierte Gesetz, nach dem die Masse eines Körpers zunimmt, wenn man ihn sehr schnell bewegt, wirkt sich in den Teilchenbeschleunigern der Hochenergiephysik deutlich spürbar aus.

Alle Behauptungen dieser Theorie, wozu auch das ebenfalls in der Atomphysik bewiesene Uhren-Paradoxon gehört – bewegte Uhren laufen langsamer als ruhende – ergeben sich zwangsläufig aus der Einsteinschen Grundthese: Die physikalischen Naturgesetze besitzen in zwei gegeneinander gleichförmig und geradlinig bewegten Bezugssystemen die gleiche Form. Für die Gesetze der Mechanik hatte schon die klassische Physik die Richtigkeit dieses Postulates erkannt.

Das Neue an der speziellen Relativitätstheorie, die Einstein im Jahre 1905 formuliert hat, war die Annahme, daß alle Naturvorgänge und alle Naturgesetze in zwei zueinander gleichförmig bewegten Bezugssystemen dieselben sind, also auch die der Elektrodynamik und speziell die der Optik. Die Grundgleichungen der Elektrodynamik lassen sich aber im Gegensatz zu denen der Mechanik nicht so formulieren, daß in ihnen der Begriff „Geschwindigkeit“ nicht vorkommt. Die Größe c, die Geschwindigkeit des Lichtes, läßt sich nämlich aus den Gleichungen nicht eliminieren. Folglich darf sich der Betrag von c auch nicht ändern, wenn man von einem System zu einem anderen, dagegen bewegten, übergeht. Das ist das eingangs erwähnte Postulat von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit.

Die Gültigkeit dieses Gesetzes ist zwar schon in einigen Experimenten bestätigt worden, doch waren die Versuchsbedingungen stets von solcher Art, daß sich letzte Zweifel an der Beweiskraft nie ganz ausschließen ließen. Die meisten Physiker sind dennoch davon überzeugt, daß die Lichtgeschwindigkeit von der Bewegung der Lichtquelle unabhängig ist.

Indessen erschien im vergangenen Herbst in der gutrenommierten amerikanischen Fachzeitschrift „Journal of the Optical Society of America“ eine Arbeit von W. Kantor, Physiker am US-Navy Electronics Laboratory, San Diego, die unter den Wissenschaftlern Beunruhigung auslöste. Kantor behauptete, einen Unterschied in der Geschwindigkeit zweier Lichtstrahlen festgestellt zu haben, die von gegeneinander bewegten Quellen stammten.