Die Ursache für Konstanz und Isotropie des Lichts

Die Ursache für die Konstanz* und
Isotropie** der Lichtausbreitung

Im Beitrag zum Doppelspaltexperiment sind wir schon auf die Quanteneigenschaft des Lichts eingegangen. Wir beendeten diesen Beitrag sinngemäß mit folgenden Anmerkungen, wobei wir auf die Absorptions- und Re-Emissionsvorgänge der Lichtquanten hinwiesen:

"...Stoffe, die Impulse einfangen, senden wiederum Impulse aus, dadurch werden die Stoffe wahrnehmbar.(...) Eine Lichtsphäre bewegt sich keinesfalls verankert mit der Quelle mit, sondern wird in der Bewegungsrichtung der Quelle laufend neu erzeugt. Davon merkt der mitbewegte Beobachter aber nichts, Relativgeschwindigkeiten sind nur im Einwegmessverfahren festzustellen (Marinov-Experiment).

Wenn wir uns in unserem Zimmer umsehen, muss uns klar sein, dass das wahrgenommene Bild nicht statisch dasteht, sondern unaufhörlich neu erzeugt wird. Deshalb würde sich eine eventuelle Bewegung des Zimmers am Licht nicht feststellen lassen, da sich alle Dopplereffekte bei Streuung bzw. Reflexion wieder aufheben. Zweiweg-Interferenz-Methoden, wie das Michelson-Interferometer, eignen sich daher a priori nicht zur Feststellung der Zimmer-Bewegung und schon gar nicht zur Messung der Lichtgeschwindigkeit. Wo immer wir versuchen, mit derart ungeeigneten Methoden die Ausbreitungseigenschaften des Lichtes zu überprüfen, werden wir Isotropie und Konstanz feststellen.

Gerade in Hinblick auf die SRT sollte man sich die Sache genauer anschauen. Konstanz und Isotropie der Lichtausbreitung begründen das 2. Postulat Einsteins, auf das sich die SRT im Wesentlichen stützt, wogegen das Relativitätsprinzip (1.Postulat) schon bei Galilei und Newton vorausgesetzt war. Mit der geradezu mystisch anmutenden Eigenschaft des Lichts, unabhängig jeglicher Bewegung in jedem Bezugssystem dieselbe Geschwindigkeit zu haben, konstruierte Einstein seine "Relativität der Gleichzeitigkeit und der Länge", indem er Licht zur Synchronisation von Uhren in seinen Gedankenexperimenten einsetzte. Wichtig erschien ihm dabei, den damals in der Physik favorisierten "Äther" nicht zu benötigen. Die Experimente Michelsons und Fizeaus etc., die zumindest einen absoluten Äther nicht nachweisen konnten, dürften ihn dabei bestärkt haben. Tatsächlich ist ihm in seiner SRT der Äther nicht wirklich abhanden gekommen, sondern er hat gewissermaßen den absoluten Äther in Inertialsysteme aufgeteilt. Nachdem diese beliebig definierbar sind, ist die SRT selbst pikanterweise ein Relikt der Ätherhypothese geblieben. In einem anderen Aufsatz werden wir darauf genauer eingehen, hier geht es um die Tatsache, dass das Licht sich zwar merkwürdig verhält, es sich aber um keine mystische Eigenschaft handelt - und diese Eigenschaft in keiner Weise Grund dafür liefert, Zeit und Raum zu relativieren. Denn der absolute Äther ist nach wie vor nicht abgeschafft und hat in unserer T.A.O.Matrix-Theorie nur eine etwas andere Gestalt angenommen.

Wir wissen schon, dass eine Lichtsphäre sich aus mehreren Einzelsphären summiert, die wie Wellenkringel vom Entstehungsort (absolut im Raum verankert=fixed-space-delay) losziehen und sich ausbreiten. Diese Ausbreitung erfolgt mit konstanter Geschwindigkeit ("c"). Jede Sphäre besteht aus einer sich konzentrisch ausbreitenden Vibration bzw. Erschütterung (aus einer einzigen pro Auslösevorgang!). Das Wellenbild und die Welleneigenschaften sind auf die Aufeinanderfolge der nacheinander ausgelösten Sphären zurückzuführen. Das heißt - wie schon oben angedeutet - diese ständige Neuerzeugung der Sphären geht mit einer allfälligen Bewegung der Lichtquelle mit!

rot=Lichtquelle, blau=Ausbreitung in c, jede einzelne Sphäre verankert im Raum, Sphären verschieben sich mit Erzeuger (v). Resultat: Ausbreitung der Lichtpulse isotrop mit c, scheinbar unabhängig von der Bewegung der Quelle! Die Zeichnung berücksichtigt nur Sphären mit gleicher Intensität, daher fehlt die sonst übliche Darstellung mit dem Doppler-Effekt.

Die geheimnisvolle Ausbreitung des Lichts geht demnach ganz einfach auf den Umstand zurück, dass "Lichtgeschwindigkeit" sich eigentlich aus 2 Geschwindigkeitsfaktoren zusammensetzt. Das sieht so aus, als ob die Ausbreitung einer Lichtsphäre zwar von der Quelle unabhängig wäre - wenn sie mal erzeugt wurde -, aber die Erzeugungsmomente gehen mit der Quelle mit! D.h. die hintereinander erzeugten Sphären verschieben sich mit dem Ort ihrer Entstehung. Das ist unter einem der Grund für den Doppler-Effekt, und unter anderem zeigt es, dass Lichtgeschwindigkeit stets eine Relativgeschwindigkeit sowohl zum Empfänger als auch zum Erzeuger ist. Jeder Spiegel, jede Linse und jedes Messgerät wird dabei zur neuerlichen Lichtquelle, wenn ein Strahl einmal eingefangen ist, um ihn sichtbar zu machen. Ein mit relativ c-v oder c+v eintreffender Lichtstrahl würde daher nicht mit dieser Geschwindigkeit reflektiert, sondern bezogen zur Matrix (oder Äther) wiederum nur mit c. ABER: die Bewegung der Quelle teilt sich durch die dementsprechende Mitverschiebung der Impuls(Quanten-)sphären (oder der Sphärenausschnitte als "Strahlen") dem Empfänger mit! Es gäbe keinen Doppler-Effekt, wenn es nicht so wäre.

"Licht" selbst (ungeachtet des gewählten Modells, "Photon" od. "Quant" etc. ) ist unsichtbar. Deshalb kann man Licht selbst nicht "messen". Was man misst, sind die Zeitabstände, die zwischen dem Sender und der Reaktion des Empfängers liegen. Diese Reaktion ist ein Absorptionsvorgang, der von der Geschwindigkeit des eintreffenden Signals grundsätzlich nicht abhängt. Während die Geschwindigkeiten der Quellen und Beobachter sich sehr wohl in der dementsprechenden Mitverschiebung der emittierten Sphären oder Strahlen auswirken, erfolgt die Begegnungsgeschwindigkeit bei der Wahrnehmung (Absorption) eines "Photons" stets mit c. Daher auch z.B. der ergebnislose Versuch des Arago. Aus gleichem Grund würde man auch an den Enden eines an einem Lichtstrahl entlang bewegten Stabes stets nur c vorfinden (Einsteins Gedankenexperiment im § 2 seiner Arbeit aus 1905 ist daher von vornherein absurd!)

Genauer: Wir nehmen die Lichtausbreitung deshalb als konstant und isotrop wahr, weil die Lichtgeschwindigkeit sich aus beiden Komponenten, der absoluten Ausbreitung mit c und der Lichtsphärenverschiebung mit v zusammensetzt. Absolut fixierte Ausbreitung (fixed-space-delay u. fixed-time-delay) heißt, dass die Entstehungsorte jeglicher Ausbreitung im Fundamentalsystem "Kosmos" verankert sind und bei einer beweglichen Lichtquelle daher "zurückbleiben" (wie das schon im Buch DAS PRINZIP DES SEINS genau beschrieben ist). Zusammen mit der Verschiebung dieses Entstehungsortes (die Quelle) mit v ergibt sich stets die Summe c. Licht ist also letztlich keineswegs unabhängig von der Bewegung der Quelle, sondern genau diese Bewegung täuscht Unabhängigkeit vor. Dasselbe trifft beim Beobachter zu - auch dessen Unabhängigkeit ist nicht gegeben. Er nimmt zwar den Doppler-Effekt wahr, Messinstrumente (auch die Linse des Auges!) setzen durch Absorption und Re-Emission (bei Reflexion ebenso wie bei Dispersion) aber die Lichtpulse auf c zurück!

Aus diesem Grund sind alle Gedankenexperimente Einsteins nicht nachvollziehbar. Lichtgeschwindigkeit hat nur gegenüber dem fundamentalen Bezugssystem "Universum" (=CMB) konstant c (die Dipolverteilung der Mikrowellenstrahlung zeigt, dass sie in einem Bezugssystem ruht, in dem es keine Dipolverteilung gibt!); allen Quellen und Beobachtern gegenüber ist sie eine Relativgeschwindigkeit - wird jedoch durch Quellen- oder Beobachterbewegung immer auf c zurück- oder hochgesetzt. Die Physiker haben in ihren Experimenten zum Nachweis der Konstanz von c zwar an den Ätherwind gedacht, aber übersehen, dass die Doppler-Effekte sich stets kompensieren und keine Frequenzveränderungen auftreten. (siehe hier).

Wenn einmal klar ist, dass es so etwas wie "Lichtgeschwindigkeit" gar nicht gibt, weil Licht sich aus einer Folge von unabhängigen Vibrationssphären zusammensetzt und niemals eine physikalisch zusammenhängende Wellenfortpflanzung ist (daher auch die Unabhängigkeit der Geschwindigkeit von Frequenz oder Wellenlänge!) , werden Konstanz und Isotropie der Lichtausbreitung zu ganz normalen, begreif- und beschreibbaren Vorgängen. Man kann immer noch an einen absoluten Äther glauben, wenn man will, man muss es aber nicht. Dass das sogenannte Vakuum in der Lage ist, Quanten zu transportieren, weiß man ja seit Casimir ganz gut. Wie man zur Eigenschaft des Raums, Quanten oder EM-Felder zu transportieren bzw. fortzupflanzen, sagt, ist eigentlich unwesentlich. Wir postulieren eben die "T.A.O."-Matrix als Ursache.

Licht ist also kein dahinfliegendes Ding, das sich von A nach B bewegt, sondern wird durch eine Aufeinanderfolge von Impulsen ("Photonen, Quanten") dargestellt. Das sinusförmige "Wellenbild" ist nur eine Folge der Projektion - Licht ist weder eine Welle noch ein ballistisches Teilchen. Es ist eine 3-dimensional gedrehte ("Spin") Oszillation im Raum (im "Äther", im "Vakuum", oder in einer "Matrix" etc.) die sich pro Erzeugung nur einmal sphärisch fortpflanzt bzw. ausbreitet (etwa wie eine "Stosswelle"). Jeder Auslöseprozess erzeugt neuerlich nur eine dieser Stosswellen-Sphären. Die zeitliche Aufeinanderfolge laufend neu erzeugter Impulse verursacht die bekannten Wellencharakteristika, Frequenz, Wellenlänge und Interferenz.

In der obigen Zeichnung symbolisieren also nur die blauen Pfeilspitzen ("Photonen", "Lichtpulse", "Quanten") das "Licht". Sie reihen sich zu einer Folge an, die sowohl die Perioden ihrer Entstehung (Frequenz) als auch die Verschiebung der Quelle (Doppler) enthält. Die Spitzen selbst bewegen sich von der Quelle stets mit c weg, die Ausbreitungssphäre bleibt aber im Raum ("absoluter Äther") liegen. Bewegt sich die Quelle mit v, so entsteht auch die nächste Sphäre um diesen Betrag verschoben. Daher dann

(c-v)+v=c

Die resultierende Geschwindigkeit bleibt demnach konstant zur Quelle, aber nicht zum Beobachter, der eine Energieübertragung von grob c+v (oder c-v) wahrnimmt - allerdings mit einer "relativistisch anmutenden" Modifikation, weil die Lichtquelle mit zunehmender Geschwindigkeit ihre Photonen immer mehr einholt. Die resultierende Geschwindigkeit ergibt sich daher mit

eine genauere Begründung hiezu findet sich im Aufsatz: "Das Fixed-Space-Delay-Model".

Übrigens: viele ergebnislosen Drift-Experimente lassen sich schon aufgrund dieser Definition erklären. Wer diese Art der Lichtausbreitung versteht, weiß auch, wie man die Elektrodynamik (Maxwell) bewerten muss und wieso sie relativistisch zu sein scheint... Denn Maxwells Gleichungen sind nur bezügich eines globalen Bezugssystems ("Kosmos") gültig, d.h. nur bezüglich einer einzigen Lichtsphäre. Diese Gültigkeit beruht auf dem Einsatz zweier als konstant angenommener Werte, die Dielektrizitätskonstante und die Permeabilität des Vakuums, was die Theorie Maxwells für bewegte Systeme unbrauchbar macht. Aber das ist eine andere Geschichte...

Relativisten argumentieren gerne mit solchen Bildern (links), die zeigen sollen, dass die absolute Ausbreitung des Lichts im Äther nicht vorliegt. Dazu gibt es in etwa folgenden Text: "Wird aus dem mittleren Fenster eines fahrenden Schiffes ein Stein geworfen, dann erreichen seine Wellen zuerst den hinteren Teil des Schiffes und erst später den vorderen. Der Michelson-Versuch zeigte aber, dass bei Lichtwellen keine solchen Effekte zu beobachten sind."
Bild und Text sind irreführend. Es handelt sich ja nicht um einen Stein, sondern während der Fahrt werden laufend Steine ("Photonen") in das Wasser geworfen! Es gibt daher keine Relativbewegung des Schiffes zur Wellenausbreitung, sondern ein unverändertes Wellenbild, das mit dem Schiff einhergeht...

Die in diesem Wellenbild auftretenden Doppler-Effekte heben sich für mitbewegte Beobachter auf.
Ein wesentlich schwerer wiegender Einwand ist die Frage:

Wieso gibt es keine terrestrische Aberration?

Damit ist die bemerkenswerte Tatsache gemeint, dass bei stationären Lichtquellen auf der Erde keine Aberration, also Lichtabweichungen senkrecht zur Bewegung der Erde feststellbar sind, obwohl man bei der Herleitung des Michelson-Experiments oder bei Einsteins Lichtuhr von der Aberration innerhalb eines bewegten Systems ausgeht! Die Erklärung für die fehlende Aberration ist aber sehr einfach. Die resultierende Richtung eines Lichtstrahls ergibt sich aus den beiden Geschwindigkeiten c und v - und die Sichtachse liegt daher immer genau zwischen Sender und Empfänger! Diesen Umstand habe ich auf der Seite über den Michelson-Morley-versuch genau beschrieben.

* Die Aussage, dass eine Geschwindigkeit "konstant" ist, macht eigentlich nur Sinn, wenn auch Messgrößen Länge und Zeit konstant sind. Dennoch erfolgt die Fortpflanzung von Impulsen mit spezifischen, von der Matrix (od. Äther od. anderen Eigenschaften des Raums) abhängigen Intervallen, woraus auch eine spezifische Geschwindigkeit resultiert , welcher erst durch unsere Maße eine Größe zugewiesen wird. Diese Geschwindigkeit ist quasi "konstant zu sich selbst", das heisst, das Licht behält - so wie jedes andere Ding dieser Welt - einfach seinen Zustand bei, solange keine Kraft darauf einwirkt. Dieser konstante Zustand ist - im Gegensatz zu den anderen Dingen, bei welchen "Geschwindigkeit" eine Eigenschaft ist, die erst in der Relation zu einem Bezugspunkt in Erscheinung tritt - ein a priori bewegter, einer der linearen Fortpflanzung, wogegen bei den materiellen Körpern diese Fortpflanzung örtlich in Form von Punktfeldern ("Atomen") erfolgt.

** Die Isotropie der Lichtausbreitung, also die symmetrische Fortpflanzung der Impulse von ihrem Enstehungsort aus, bezieht sich auch zeitlich und räumlich absolut auf diesen Erzeugungsort. Licht bildet somit ein fundamentales Bezugssystem ("Absolutraum") und das Relativitätsprinzip ist nur für Körper mit Massen-Wechselwirkung (Trägheit) gültig. Die Addition der Lichtquellengeschwindigkeit mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Energie erfolgt allerdings nicht vektoriell, sondern im Sinne des relativistischen Additionstheorems. Den Grund hierfür habe ich im Forumsbeitrag http://www.mahag.com/FORUM/forum.php?id=1037 dargelegt. Siehe auch "The Fixed-Space-Delay-Model".

Wer behauptet da, Licht könne Licht nicht überholen?

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Letzte Bearbeitung und Ergänzung des Textes am 25.Okt. 2005