Hintergrund

Relativitätstheorie und Quantenmechanik passen nicht zusammen.

Die Relativitätstheorie entstand, nachdem bei den Michelson-Morley-Experimenten 1881 / 1887 der Versuch gescheitert war, ein Medium nachzuweisen, das Licht leitet. Man hatte angenommen, dass Licht von einem vorhandenen Stoff geleitet werden müsse, analog zu Schall in Luft.

Seitdem wird in der Physik allgemein davon ausgegangen, dass es dieses Medium nicht gäbe, den  sogenannten „Äther“. Einstein meinte jedoch, dass es zumindest eine Art davon geben müsse, auch lange nach Vorstellung seiner Relativitätstheorien. Er schrieb 1924:

■  „Ernst Mach (...) suchte  der Hypothese des ,Äthers der Mechanik` dadurch zu entgehen, dass er die Trägheit auf unvermittelte Wechselwirkung zwischen der ins Auge gefassten Masse und allen übrigen Massen der Welt zurückzuführen suchte. Diese Auffassung ist zwar logisch möglich, kommt aber als Fernwirkungstheorie für uns heute nicht mehr ernsthaft in Betracht."

■  „Der mechanische Äther, von Newton als ,absoluter Raum´ bezeichnet, muss uns also als physikalische Realität gelten.“

■  „Das Auftreten von Zentrifugalwirkungen bei einem (rotierenden) Körper […]  zeigt, dass dieser Äther nicht nur als ein Phantasiegebilde der NEWTONschen Theorie aufzufassen ist, sondern dass ihm etwas Reales in der Natur entspricht.“

■  „Aber selbst wenn [...], werden wir des Äthers [...] nicht entbehren können; denn die allgemeine Relativitätstheorie [...] schließt eine unvermittelte Fernwirkung aus; jede Nahewirkungs-Theorie aber setzt kontinuierliche Felder voraus, also auch die Existenz eines ‚Äthers‘.“

(Albert Einstein 1924, „Über den Äther“, in: Verhandlungen der Schweizerischen Naturforschenden Gesellschaft, Band 105, S. 85-93) (Link) Die spezielle Relativitätstheorie stammt von 1905, die allgemeine von 1915.

Vielleicht ist bei den Michelson-Morley-Experimenten ein Fehler aufgetreten.

Sie waren darauf ausgelegt, eine Relativbewegung der Erde zum Äther nachzuweisen, den man als im Raum überall vorhanden vermutete. Als das Ergebnis negativ war, wich man auf andere Hypothesen aus, wie einen ruhenden Äther oder einen von der Erde mitgeführten, doch auch das konnte nicht bestätigt werden. Nach vielen vergeblichen Versuchen, die alle dieselben Resultate zeigten, stufte man das Gesamtergebnis resigniert als „Nullergebnis“ ein.

Übersehen wurde, dass eine Strömung des Äthers senkrecht in die Erde hinein vom damaligen Versuchsaufbau nicht registriert werden konnte. Diese Bewegung hätte sich auf beide Messstrecken gleich ausgewirkt mit dem Effekt, dass kein Einfluss auf die Lichtgeschwindigkeit zu bemerken war, unabhängig davon, wie man den Apparat ausrichtete. Denn das war nur in einer Ebene möglich: Man konnte ihn nur um die Hochachse drehen.

Der Nobelpreis für Physik 2015 erging für den Nachweis, dass Neutrinos eine Masse besitzen. Es wurde festgestellt, dass mehr Neutrinos in die Erde einströmen als austreten. Für diesen Fall ist also schon einmal nachgewiesen, dass es einen Partikelstrom aus dem Weltall gibt, der in die Erde eintritt. Warum sollte das nicht noch allgemeiner gelten?

Einstein ist, wie fast alle anderen Physiker seiner Zeit, vielleicht einfach nicht auf die Idee gekommen, dass der Äther sich so verhalten könnte. Zwar hatte schon 1888 Iwan Jarkowski eine Theorie entwickelt, dass er in die Erde einströme und sich dort in chemische Elemente verwandele, was zugleich die Gravitation erklärt. (Link) Hauptberuflich war Jarkowski jedoch nicht Physiker, sondern Bauingenieur, sodass etablierte Fachzeitschriften sie nicht veröffentlichten. Sein Buch erschien im Selbstverlag in Moskau. Es wurde daher kaum beachtet; er selbst war fast unbekannt. (Als Wissenschaftler war er jedoch durchaus bemerkenswert; nach ihm ist der „Jarkowski-Effekt“ benannt, der eine Bahnabweichung von Asteroiden durch Sonneneinstrahlung beschreibt, nachgewiesen 2003.)

Auch Einstein kannte diese Theorie offensichtlich nicht. In der Einstein-Biographie von Abraham Pais, die auch die Entwicklungsgeschichte seiner Theorien schildert, wird Jarkowski nicht erwähnt. Bei der Beschreibung des Michelson-Morley-Experiments dort und dessen Einfluss gewinnt man zudem den Eindruck, dass er den Aufbau nie genau überprüft hat. Die in der Wissenschaft gängige Interpretation der Resultate („Nullergebnis“) hat er wohl ohne große Zweifel übernommen.

Bisher ist tatsächlich noch nie ein Experiment aufgebaut worden, das den Effekt einer senkrecht in die Erde einströmenden Partikelmasse hätte registrieren können.¹ Die Interpretation der alten Ergebnisse („Es gibt keinen Äther.“) wurde seit über 100 Jahren von der Wissenschaft nicht mehr hinterfragt. Möglicherweise sitzt sie seit dieser Zeit einem Irrtum auf. Das hört sich jetzt sehr unwahrscheinlich an; der Verdacht ist aber nicht vollständig von der Hand zu weisen.

Stellen Sie sich einen Punkt im Weltraum vor, irgendwo zwischen zwei Galaxien, vielleicht 1/1000 mm groß. Mit einer kleinen Kamera könnte man dort etwas sehen. Wir richten sie auf einen Stern aus. Nach der bisherigen Auffassung von Licht als Teilchen vermitteln Photonen das Licht. Jetzt machen wir den gleichen Vorgang um 1/1000 mm versetzt; auch dort sehen wir etwas. Auf der vorherigen Position müssen aber auch noch Photonen sein, denn sie beenden ihre Anwesenheit ja nicht, nur weil wir nicht mehr mit unserer Kamera da sind. Machen wir diesen Vorgang millionenfach; vor, zurück, nach oben, nach unten, rechts, links.  An jedem Punkt passiert das gleiche, jederzeit. Alles ist voll mit „Photonen“.

Selbst wenn wir Licht und andere elektromagnetische Wellen als einzeln umherfliegende  Teilchen verstehen, müssen es gigantische Mengen sein.

Vielleicht ist es vernünftiger, anzunehmen, es gäbe eine Partikelmasse, die überall vorhanden ist und elektromagnetische Wellen leitet, als bei der Vorstellung zu bleiben, es handele sich um einzelne Teilchen, die spontan entstehen, im Ruhezustand keine Masse haben, auf 300 000 km/s beschleunigen (nicht schneller, nicht langsamer) und gleichzeitig Wellen- und Teilchennatur haben.

Viele Physiker sind der Meinung, dass in den wissenschaftlichen Ansichten irgendetwas grundsätzlich falsch sein müsse.  Dipl.-Phys. Ingolf Baur erklärt das in der Sendung „Physik vor dem Kollaps“ (www.3sat.de/nano). Wissenschaftstheoretiker Prof. Gert Scobel lud Physiker zu „Das Dunkel der Astro­physik“ und zu „Einsteins Irrtü­mer“ ein, wo Widersprüche und Probleme thematisiert wurden (www.3sat.de/scobel - Link 1 Link 2).
 

Vielleicht sollte man sich noch ein paar weitere Gedanken machen.

Wenn man etwas in Bewegung setzen möchte, benötigt man dafür Energie.

Nach dem bisherigen Stand der Wissenschaft gäbe es für diese selbstverständliche Erkenntnis aber eine Ausnahme, wie bei Körpern, die sich im Weltall befinden. Sie sollen durch die Anziehungskraft allein schon den Anstoß erhalten, sich aufeinander zuzubewegen. Dafür müsste die Energie aber von den Körpern selbst ausgehen  –  was nicht sein kann.

Es bleiben weitere Fragen übrig, wie beispielsweise, woher Photonen denn kommen sollen und wo sie bleiben, wenn sie aus dem Draht einer Glühbirne beschleunigt werden und ihre Reise an der Wand beenden. Oder wo die kinetische Energie bleibt, die diese Teilchen haben müssten, wenn sie mit 300 000 km/s auftreffen. Wie kann Licht gleich­zeit­ig Teilchen- und Wellen-Natur haben?

Dieses Buch entwickelt die Theorie eines von außen in Planeten eintretenden Partikelstroms erneut.

Albert Einstein 1951:

 
„Die ganzen fünfzig Jahre bewusster Grübelei haben mich der Antwort der Frage ‚Was sind Lichtquanten‘ nicht näher gebracht.“ 

(in einem Brief an M. Besso; in: Abraham Pais, Raffiniert ist der Herrgott ... Albert Einstein Eine wissenschaftliche Biographie, Spektrum Verlag Heidelberg 2009, S. 389)

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¹) Allenfalls das Martin Grusenicks von 2009 ist zu nennen, das jedoch mit etwas Skepsis zu betrachten ist, da der Einfluss der Schwerkraft auf die einzelnen Elemente der Messeinrichtung nicht zu quantifizieren ist. Bereits eine Verschiebung von nur 0,0005 mm bedeutet hier eine volle Amplitude. Die nach Michelson und Morley erwartete Beeinflussung des Interferenzmusters wurde hier allerdings beobachtet (bei YouTube unter „Gruma09“ zu finden - Link).