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Um die Theorie von Kurt zu falsifizieren muss sie erstmal kurz beschrieben werden. Kurt hat drei zentrale Postulate:
1. Licht bewegt sich in jedem Lichtlaufbezug mit c.
2. Licht ist nicht invariant, für einen Beobachter gilt c ± v.
3. Licht ist quelleninvariant.
Dann macht Kurt noch zusätzliche implizite Vorgaben:
1. Es gilt die Galileitransformation.
2. Alle Geschwindigkeiten addieren sich klassisch.
Beides gehört natürlich zusammen.
Nun muss noch der Lichtlaufbezug (kurz Bezug) definiert werden.
1. Große Masse
2. Koordinatensystem
Hintergrund
Kurt erkennt nicht den Widerspruch seiner beiden Postulate, somit kann er auch eine einfache Frage dazu nicht entsprechend beantworten. Die Frage wäre hier:
Wie schnell läuft das Licht zwischen zwei zueinander bewegten Bezügen?
Kurt würde hier antworten, mit c ohne den Widerspruch seiner Aussage zu erkennen. Diesen werde ich nun mit vier Bildern aufzeigen.
Abb. 01: Zeitpunkt t0
Hier mal die Basis, zum Zeitpunkt t0 gegeben sind:
Ein Bezug mit Lampe und Beobachter, Lampe ist bei P1 = 1.000.000km vom Nullpunkt des Bezugs BZ1. Der Beobachter B1 befindet sich am Punkt P4 = 4.000.000km.
Abb. 02
Zum Zeitpunkt t2 = 10s:
Nach 10s hat der Impuls den Beobachter erreicht, er kann nun die Geschwindigkeit für den Impuls berechnen:
Strecke = P2 – P1 = 4.000.000km – 1.000.000km = 3.000.000km
Die Laufzeit hat der Beobachter Kurt mit 10s gestoppt/gemessen daraus errechnet er nun die Lichtgeschwindigkeit:
Geschwindigkeit = Strecke/Zeit = 3.000.000km / 10s = 300.000km/s = c.
Bis hier geht Kurt problemlos mit.
Abb. 03
Nun kommt ein zweiter Bezug hinzu, er befindet sich genau über dem ersten. Auch dort sind eine Lampe und ein Beobachter. Nach 10s erreicht nun das Signal beider Lampen beide Beobachter gleichzeitig. In beiden Bezügen Auch hier stimmt Kurt zu.
Kurt rechnet unten in seinem Bezug 1:
Strecke = P2 – P1 = 4.000.000km – 1.000.000km = 3.000.000km
Geschwindigkeit = Strecke/Zeit = 3.000.000km / 10s = 300.000km/s = c.
Hannes rechnet oben in seinem Bezug 2:
Strecke = P2 – P1 = 4.000.000km – 1.000.000km = 3.000.000km
Geschwindigkeit = Strecke/Zeit = 3.000.000km / 10s = 300.000km/s = c.
Abb. 04
Nun wird es für Kurt schwierig, der obere Bezug ist nun gegenüber dem unteren Bezug mit 150.000km/s bewegt. Bevor wir uns das Bild hier zum Zeitpunkt t1 genauer ansehen, schauen wir vorher noch mal auf den Zeitpunkt t0 an dem beide Signale starten:
Abb. 05
Beide Lampen befinden sich am selben Ort (von mir aus dicht nebeneinander) zu dem Zeitpunkt an dem das Signal startet. Kurts drittes Postulat ist die Quellenunabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit, das bedeutet, welche Geschwindigkeit die Quelle zum Zeitpunkt des Absenden des Signal auch immer besitzt, diese addiert sich nicht auf die des Signals. Das sich zum Zeitpunkt t0 nun beide Lampen an derselben Position befinden, werden beide Signale auch gleichschnell und somit übereinander gleich laufen, unabhängig davon ob sich nun die eine oder andere Quelle bewegt.
Nun zurück zum vierten Bild:
Abb. 04
Nach 6,666s ist das Licht nun im Bezug von Kurt genau 2.000.000km gelaufen. In der Zeit hat sich der Bezug von Hannes um 1.000.000km nach links gegenüber dem Bezug von Kurt bewegt. Auch das bestreitet Kurt noch nicht.
Nun berechnen wir mal die Lichtlaufgeschwindigkeit in beiden Bezügen:
Kurt rechnet unten in seinem Bezug 1:
Strecke = P2 – P1 = 3.000.000km – 1.000.000km = 2.000.000km
Geschwindigkeit = Strecke/Zeit = 2.000.000km / 6,666s = 300.000km/s = c.
Hannes rechnet oben in seinem Bezug 2:
Strecke = P2 – P1 = 4.000.000km – 1.000.000km = 3.000.000km
Geschwindigkeit = Strecke/Zeit = 3.000.000km / 6,666s = 450.000km/s ≠ c.
Kurts Problem:
Kurt kann und will hier der Rechnung von Hannes nicht zustimmen. Denn die zeigt klar auf, dass sich das Licht dort schneller als mit c bewegen muss. Da Licht aber quelleninvariant ist, kann sich ein Lichtstrahl der von einer bewegten Quelle abgesendet wird nicht langsamer oder schneller bewegen, als ein Lichtstrahl der von einer ruhenden Quelle abgesendet wird.
Zum Zeitpunkt t0 befinden sich beide Quellen am selben Punkt im Raum in beiden Bezügen, Lichtimpulse beider Quellen werden natürlich gleichschnell von diesem Punkt im Raum davon laufen und somit liegen auch beide Impulse immer übereinander.
Somit ist die Rechnung von Hannes völlig richtig, er muss sich nicht um den Bezug von Kurt kümmern.
Erklärung:
Der Bezug von Kurt wird hier als absoluter Bezug genommen, das kommt daher das Kurt den Vorgaben des ersten Bezug (seinen) so zugestimmt hat, und gesagt, dass das Hinzufügen eines weiteren Bezuges das Geschehen im ersten nicht verändern kann, das Licht also genau so weiter läuft. Und das auch, wenn der zweite Bezug gegenüber dem ersten Bezug bewegt ist.
Das führt hier nun zu dem aufgezeigten Widerspruch, denn das Licht kann so hier in nicht in beiden Bezügen mit c laufen.
Lösungsansatz:
Kurt könnte nun sagen, die Lichtlaufgeschwindigkeit zwischen beiden Bezügen „mischt“ sich, es läuft als in der Mitte nicht mehr mit c. Er könnte dann das Licht in beiden Bezügen mit 375.000km/s laufen lassen, aber auch das widerspricht seinen Postulaten.
Denn man ist immer mehr oder weniger zwischen zwei und mehr Bezügen, es würde dann keine Stelle im Raum geben, an dem Licht wirklich mit c läuft. Damit stimmt dann die Aussage nicht mehr, Licht läuft in jedem Bezug mit c.
Egal wie Kurt es nun auch drehen und wenden wird, Fakt ist, seine Theorie ist durch ihren inneren Widerspruch zweifelsfrei falsifiziert.
Konsequenzen:
Da Kurt nun aber auf seiner Theorie alle Aussagen zu GPS stützt, fallen diese auch alle in sich zusammen.