Blog Paradox

Ich habe Ihnen im Blogartikel „Die Masse in der Relativitätstheorie“ gezeigt, daß es einen Widerspruch in einer Interpretation der Massenformel gibt. Bei den Ergänzungen können Sie darüber hinaus nachlesen, wie man den Impulserhaltungssatz korrigieren muß.

Man muß sich aber auch darüber Gedanken machen, wie sich der Fehler in der Theorie fortpflanzen kann. Dazu habe ich mir den Impulserhaltungssatz nochmal etwas genauer angesehen.

Es müssen immer 2 Eigenschaften erfüllt sein: P₁+P₂=P₃ und m₁(v₁)+m₂(v₂)=m₃(v₃). Wenn die Masse nicht Richtungsabhängig ist, dann ist diese Kombination mathematisch nur dann möglich, wenn m(v)=m(0) für alle v ist.

Auf Grund des Impulserhaltungssatzes muß die Masse unabhängig von der Geschwindigkeit sein oder Richtungsabhängig. Siehe Ergänzungen. Gleichzeitig muß sich die Masse unabhängig von der Richtung, aber abhängig von der Geschwindigkeit verändern. Das ist ein mathematisch unauflösbarer Widerspruch.

Einstein hat den Widerspruch mit einem Trick gelöst. Bei der Kollision der beiden Körper entsteht neue Masse. Energie wird dabei in Masse umgewandelt. Diesen Trick konnte er nur anwenden, weil sich die beiden Objekte während der Kollision berühren.

Doch was soll man machen, wenn sich die beiden Objekte nicht bewegen?

Aus der Himmelsmechanik sind 3 wichtige Erhaltungssätze bekannt:

In einem ungestörten System ist die Summe aller Kräfte =0, die Summe aller Impulse ist konstant und der Schwerpunkt befindet sich in einem Inertialsystem.

Das funktioniert deshalb, weil ich die Ableitungen betrachten kann:

Der Schwerpunkt ruht auch dann in einem Inertialsystem, wenn ich ihn mit einer Konstanten multipliziere, in diesem Fall mit der Summe aller Massen. Deshalb muß der Impuls konstant sein und die Summe aller Kräfte =0.

Man kann diese Struktur aus 2 Blickwinkeln betrachten:

1. Die Berechnung nach dem System          
   Masse * Ort, Masse * Geschwindigkeit und Masse * Beschleunigung.
2. Die Berechnung nach dem System          
   Die Ableitung von Masse * Ort nach der Zeit und die Ableitung von Masse * Geschwindigkeit nach der Zeit.

Wenn die Masse von der Geschwindigkeit abhängt, dann wird diese identische Beschreibung aufgebrochen:

Der Impuls kann nicht mehr konstant sein und der Schwerpunkt kann nicht mehr in einem Inertialsystem ruhen.

Nach welcher Regel soll man die Formeln der Relativitätstheorie festlegen? Mit Hilfe der Ableitungen oder in dem die Orte, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen mit der Masse multipliziert werden?

Um sicher zu sein, daß Impulserhaltung gilt, wenn die Summe der Kräfte =0 ist, wurde die Kraft neu definiert als die Ableitung des Impulses nach der Zeit, wobei der Einzelimpuls definiert wird als P=m(v)*v. Bei der Definition des Schwerpunkts ändert sich nichts. Die geschwindigkeitsabhängige Masse wird mit dem Ort multipliziert.

Warum hat man darüber nicht genauer nachgedacht? Da beim unelastischen Stoß durch die Impulserhaltung automatisch mit einer konstanten Masse gerechnet wird, funktioniert auch die Schwerpunkterhaltung mit geschwindigkeitsabhängigen Massen, da auch dort mit konstanten Massen gerechnet wird.

Vielleicht merken Sie das schon. Der Umgang mit den Massen ist irgendwie schizophren. Die Masse wird gemischt betrachtet. Mal konstant und mal geschwindigkeitsabhängig. Das liegt an der Vorstellung, die die Physiker über die Masse haben.

In der Übersetzung kam heraus, daß die Masse beim Inertialsystemwechsel geschwindigkeitsabhängig definiert werden muß. Aber durch die Interpretation, daß sich die Masse dann auch innerhalb eines Inertialsystems genauso verändern muß, wie bei der Übersetzung, wurde die Masse neu definiert. Es wurde aber nicht überprüft, ob sie in diesem Fall noch den Impulserhaltungssatz erfüllt. Das haben die Physiker geglaubt. Jetzt hat sich durch den Glauben ein Irrtum eingeschlichen.

Als die Physiker dann mit dem Problem konfrontiert wurden, daß man den Schwerpunkt, den Impuls und die Kraft auf 2 unterschiedliche Arten berechnen kann, die sich gegenseitig widersprechen, wurde die ausgewählt, die ihnen am einleuchtendsten erschien, ohne dabei nachzusehen, wie Schwerpunkterhaltung und Impulserhaltung beim unelastischen Stoß funktionieren.

Den Physikern war schon aufgefallen, daß bei der Kollision Masse aus dem Nichts entsteht, aber sie haben es nicht fertig gebracht, die Formeln sauber aufeinander abzustimmen. Wenn schon beim Impulserhaltungssatz und beim Schwerpunkterhaltungssatz mathematisch mit konstanten Massen gerechnet wird, dann sollte man auch die Kraft als Masse * Beschleunigung definieren und nicht als die Ableitung des Impulses nach der Zeit. Erst dann passen Schwerpunkt, Impuls und Kraft wieder harmonisch zusammen.

In dem Artikel „Was ist Energie?“ habe ich auf das Phänomen aufmerksam gemacht, daß Energieerhaltung und Impulserhaltung bei unterschiedlichen Ruhemassen nicht gleichzeitig funktionieren kann, wenn die Energie das Integral der Kraft über den Weg und der Impuls das Integral der Kraft über die Zeit ist, da in gleichen Zeiten unterschiedliche Wege zurückgelegt werden.

Der unelastische Stoß hat die merkwürdige Eigenschaft, daß sowohl Energieerhaltung als auch Impulserhaltung gleichzeitig erfüllt wird. Das kann nur funktionieren, wenn die Kraft nicht die Ableitung des Impulses nach der Zeit ist.

In der Himmelsmechanik bei Planetensystemen geht man sogar noch einen Schritt weiter. Da die Geschwindigkeiten im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit sehr klein sind, ist die klassische Theorie eine sehr gute Näherung an die Relativitätstheorie. Also ist die Masse konstant und die Probleme tauchen dann nicht mehr auf. Aber beim Teilchenbeschleuniger muß man natürlich darauf achten, daß sich die Massen verändern. Da hat man es auch nicht mit der Massenanziehung zu tun.

Das ist wahrscheinlich der Grund, warum ich in einem Buch, ich weiß leider nicht mehr in welchem, die Regel gefunden habe, daß sich die aktiven und passiven schweren Massen nicht verändern, wenn sich die Geschwindigkeit eines Objektes verändert, aber die trägen Massen verändern sich, wenn ein Objekt die Geschwindigkeit ändert.

Auch das ist eine schizophrene Massendefinition. Die Ursache des Problems ist eine mangelnde Feinabstimmung zwischen den relativistischen Formeln.

Vor vielen Jahren habe ich mal irgendwo gelesen, daß Einstein gesagt haben soll:

„Religion ohne Wissenschaft ist blind. Wissenschaft ohne Religion ist lahm.“

Die Relativitätstheorie gibt es bereits seit über 100 Jahren. Wenn man Glauben einsetzt anstelle von wissenschaftlicher Kontrolle, dann geht das so lange gut, wie man keinen Fehler macht. Doch wehe, man hat einmal falsch geraten. Dann wird dieser Fehler eine sehr lange Zeit nicht entdeckt. Inzwischen arbeiten die Wissenschaftler weiter mit diesem Fehler. Er kann sich an vielen Stellen einnisten. Dabei gucken die Wissenschaftler immer um den Fehler herum. Sie sind verblendet worden.

Wenn der Fehler entlarvt worden ist, dann muß alles neu untersucht werden von dem Moment an, wo der erste Fehler aufgetaucht ist. In der Relativitätstheorie gibt es daher seit über 100 Jahren einen Fortschritt, den man wieder aufgeben muß. Jeder Fortschritt, den man aufgeben muß, ist in Wirklichkeit ein Stillstand. Man kommt durch Glauben nicht schneller voran, sondern läuft nur auf der Stelle. Auch wenn Wissenschaft ohne Religion lahm erscheint, so ist sie jedoch viel schneller als ein 100 Jähriger Stillstand.

Es wird Zeit, daß die Physiker aus ihrem Dornröschenschlaf erwachen!

Herzliche Grüße von Bernhard Deutsch