Blog – Jocelyne Lopez

Ich erhielt im Zusammenhang mit dem Austausch mit Herrn Dr. Markus Pössel vom 06./08.09.08 folgende E-Mail-Antwort:

Von Markus Pössel
An Jocelyne Lopez
Datum: 15.09.08
Betr: Re: Frage zur Speziellen Relativitätstheorie

Sehr geehrte Frau Lopez,

ich bitte noch um etwas Geduld. Ich denke wirklich, dass unsere beste Chance auf eine konstruktive Diskussion darin besteht, Schritt fuer Schritt weiterzugehen, und wie gesagt: dabei sollten die Fragen, die Sie in Ihrer vorletzten Mail gesammelt aufschrieben und in Ihrer letzten Mail z.T. wiederholten, nach und nach an die Reihe kommen.

Gut, dass wir uns, wie Sie schrieben, ueber die Grundlagen der Laengenmessung einig sind.

Ihre Zusatzbemerkung darueber, dass optische Verfahren ungenauer seien als das Anlegen von Maszstaeben kann ich zwar nicht nachvollziehen – nicht ohne Grund werden ja z.B. im Baubetrieb hochpraezise Theodoliten eingesetzt und nicht Maszstaebe aneinandergelegt, und gerade neulich las ich von einem Laser-Triangulationssystem, das fuer Abstaende von bis zu 25 m auf eine Genauigkeit von weniger als 0,6 Millimeter kam. Aber ich denke nicht, dass uns diese Meinungsverschiedenheit an dieser Stelle aufhalten muss.

Hier die naechsten Schritte; es waere hilfreich, wenn Sie nur kurz sagen koennten, ob Sie mit den folgenden Aussagen (die immer noch nicht spezifisch fuer die Relativitaetstheorie sind, sondern nach wie vor auch in der klassischen Mechanik gueltig) uebereinstimmen:

Wir hatten uns darauf geeinigt, wie man messen kann, wie weit ein bewegtes Objekt zu einem gegebenen Zeitpunkt von einem relativ zum Beobachter ruhenden Bezugspunkt entfernt ist.

Auf die gleiche Weise kann man auch die Laenge eines bewegten Objekts feststellen. Nehmen wir der Einfachheit halber an, das Objekt sei in Bewegungsrichtung orientiert – es geht dann um den Abstand zwischen seinem in Bewegungsrichtung vordersten und hintersten Punkt. Dann muss man zur Laengenmessung nur zu ein und demselben Zeitpunkt feststellen, wie weit der vorderste Punkt und der hinterste Punkt des Objekts jeweils von ein und demselben, ebenfalls in Bewegungsrichtung liegenden festen Bezugspunkt entfernt sind. Die Differenz dieser Entfernungen ist die Laenge des bewegten Objekts.

Diese Art der Laengenmessung haengt vom Gleichzeitigkeitsbegriff ab – es geht per Definition darum, gleichzeitig festzustellen, wo sich das Vorderende und das Hinterende des Objekts befinden.

Mit den besten Gruessen,
Markus Poessel

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Hierzu meine Antwort vom 16.09.08:

Von Jocelyne Lopez
An Markus Pössel
Datum: 16.09.08
Meine Anfrage vom 17.06.08
Ihre Antwort vom 30.06.07
Meine Rückfrage vom 01.07.08
Meine Rückfrage vom 12.07.08
Unser Austausch vom 21.07.08
Unser Austausch vom 24./25.07.08
Unser Austausch vom 26./27.07.08
Unser Austausch vom 31.07./01.08.08
Unser Austausch vom 04./05.08.08
Unser Austausch vom 07.08.08
Unser Austausch vom 10./12.08.08
Unser Austausch vom 17./19.08.08
Unser Austausch vom 24./26.08.08
Unser Austausch vom 31.08./02.09.08
Unser Austausch vom 06./08.09.08

Sehr geehrter Herr Dr. Pössel,

Vielen Dank für Ihre E-Mail vom 15.09.08.
Sie schreiben:

Ihre Zusatzbemerkung darueber, dass optische Verfahren ungenauer seien als das Anlegen von Maszstaeben kann ich zwar nicht nachvollziehen – nicht ohne Grund werden ja z.B. im Baubetrieb hochpraezise Theodoliten eingesetzt und nicht Maszstaebe aneinandergelegt, und gerade neulich las ich von einem Laser-Triangulationssystem, das fuer Abstaende von bis zu 25 m auf eine Genauigkeit von weniger als 0,6 Millimeter kam.  Aber ich denke nicht, dass uns diese Meinungsverschiedenheit an dieser Stelle aufhalten muss.

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Dagegen las ich mit Erstaunen vor einiger Zeit, dass die Abstandsmessung mit Laser schon auf ganz kurzen Distanzen in unserer Alltagsdimension unpräzise Meßergebnisse liefert, siehe Wikipedia:

Die optische Abstandsmessung (auch: Laserentfernungsmessung) wird benutzt um die Distanz zwischen einem Abstandssensor und einem Objekt zu messen. Die Präzision hängt von verschiedenen Faktoren ab:

• von der Oberfläche der beiden Objekte (Material, Farbe)
• von der zu messenden Distanz
• von Umwelteinflüssen

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Sie dürfen darüber hinaus nicht vergessen, dass die extrem hohe Genauigkeit mit zig Kommastellen, die bei Lasermessungen abgelesen werden kann, gar nichts mit einer Messgenauigkeit zu tun hat: sie ist eine rein mathematisch bedingte Genauigkeit, die lediglich auf einem Postulat bzw. auf einer Konvention basiert: Die absolute Konstanz der Lichtgeschwindigkeit – sowohl als Ausbreitungs-geschwindigkeit als auch als Relativgeschwindigkeit. Der Einsatz dieser per Konvention festgesetzten Konstanten mag in der Empirie nützlich und in der Meßkunde bequem sein, er sollte aber nicht in der theoretischen-  und Experimentalphysik sowie in der Astronomie die Illusion erzeugen, dass es sich um hochgenaue Messergebnisse in der Realität handelt. Die Mathematik ist keine Meßkunde, eine Konvention ist kein Naturgesetz und der mathematische Einsatz einer per Konvention festgesetzten konstanten Größe ist keine direkte Messung in der Realität: Die erzielte Genauigkeit hängt von dem konstant vorausgesetzten Wert ab.

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Sie schreiben:

Wir hatten uns darauf geeinigt, wie man messen kann, wie weit ein bewegtes Objekt zu einem gegebenen Zeitpunkt von einem relativ zum Beobachter ruhenden Bezugspunkt entfernt ist.

Auf die gleiche Weise kann man auch die Laenge eines bewegten Objekts feststellen. […] Diese Art der Laengenmessung haengt vom Gleichzeitigkeitsbegriff ab – es geht per Definition darum, gleichzeitig festzustellen, wo sich das Vorderende und das Hinterende des Objekts befinden.

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Diese Ausführungen sind aus meiner Sicht widersprüchlich: Einerseits postuliert die Spezielle Relativitätstheorie, dass es keine absolute Gleichzeitigkeit gibt, andererseits empfiehlt sie eine Meßvorschrift für Längenmessungen von Objekten, die auf der Bestimmung …einer absoluten Gleichzeitigkeit basiert. Was nun?

Es ist irgendwie verwirrend und unlogisch die genaue Länge eines bewegten Objekts mit Uhren messen zu wollen („Dann muss man zur Laengenmessung nur zu ein und demselben Zeitpunkt feststellen, wie weit der vorderste Punkt und der hinterste Punkt des Objekts jeweils von ein und demselben, ebenfalls in Bewegungsrichtung liegenden festen Bezugspunkt entfernt sind“), wenn man schon von vornherein voraussetzt, dass es meßtechnisch nicht möglich sei und dass eine absolute Gleichzeitigkeit prinzipiell nicht existiere! 

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Sie schreiben:

Aber ich denke nicht, dass uns diese Meinungsverschiedenheit an dieser Stelle aufhalten muss.

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Ich bin hier Ihrer Meinung und denke auch, dass wir uns nicht über Meinungsverschiedenheiten bzgl. der Genauigkeit von Längenmessungen mit der Lichtgeschwindigkeit oder mit klassischen Meßmethoden aufhalten lassen sollten. Meine Bedenken bei dieser Meßvorschrift der Speziellen Relativitätstheorie sind nämlich von grundsätzlicher Natur und sprechen ein Problem der Logik an – worauf  Sie jedoch bis jetzt leider nicht eingegangen sind. Ich wiederhole also meine grundsätzliche Frage bzw. mein grundsätzliches Verständnisproblem:

Wenn die materielle Länge eines Objekts sich bei Bewegung nicht verändert, jedoch ein relativ zum Objekt ruhender Beobachter eine andere Länge misst als ein relativ zum Objekt bewegter Beobachter, dann ist zwangsläufig eine der beiden Messungen falsch! Beide können nicht wahr sein, das ist für mich von der Logik her völlig ausgeschlossen.

Man darf zum Beispiel nicht annehmen, dass ein Strand in der Realität unendlich viele materielle Längen habe. Diese Annahme ist unzulässig, das ist ausgeschlossen.
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Man darf zum Beispiel nicht annehmen, dass ein Beobachter sich gleichzeitig mit 70 km/h UND 73 km/h zu einer Welle bewegt, diese Annahme ist unzulässig – sie führt in der Mathematik zu einer ungültigen Gleichung 70 = 73. Das ist ausgeschlossen.
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Man darf zum Beispiel auch nicht annehmen, dass ein und dasselbe physikalische Phänomen zwei Mal an zwei verschiedenen Orten zu zwei verschiedenen Zeitpunkten in der Realität stattfinden kann. Das ist ausgeschlossen. Sonst verlässt man den Bereich der Physik und tritt in den Bereich der Esoterik ein.

Könnten Sie also bitte auf meine Fragen gezielt eingehen:

Welche der beiden Längenmessungen ist dann falsch:

• die Längenmessung, die von einem zum Objekt ruhenden Beobachter vorgenommen wird?

oder

• die Längenmessung, die von einem zum Objekt bewegten Beobachter vorgenommen wird?

Solange diese Frage nicht erörtert und geklärt wird, werden meine Verständnisprobleme der Speziellen Relativitätstheorie leider weiter bestehen.

Mit freundlichen Grüßen
Jocelyne Lopez