Zunächst möchte ich nur sicherstellen, dass ich die Begriffe relative und absolute Größen richtig verstanden habe.
Die Elementaranalyse zeigt, dass Position und Geschwindigkeit relative Größen sind. Tatsächlich ist die Position als zwei Trägheitsrahmen eindeutig relativ Und um einen konstanten Verschiebungsvektor verschoben misst die Position eines Objekts, an dem es sich befinden soll Und bzw. die beiden Positionen, die durch verbunden sind . Da diese beiden Frames willkürlich sind und keiner vom anderen als bevorzugter absoluter Ruheframe unterschieden werden kann, muss es sein, dass die Position relativ ist. Dieses Argument gilt auch, wenn die beiden Frames Und sind in relativer Bewegung zueinander, verwandt durch , Wo ist die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Rahmen. Daraus folgt offenbar (durch Differenzierung nach der Zeit), dass auch die Geschwindigkeit relativ ist.
Nun, wenn ich es richtig verstehe, führte Newton den Begriff des absoluten Raums ein und definierte damit die absolute Position und Geschwindigkeit eines gegebenen Objekts als seine relativ zu diesem Rahmen gemessene Position und Geschwindigkeit. Somit beziehen sich diese im vorherigen Absatz definierten relativen Größen alle auf absolute Größen (die im Prinzip für alle relativ zum absoluten Raum ruhenden Beobachter gleich sind, unabhängig davon, wo sie sich in diesem Raum befinden). Da jedoch Galileis Relativitätsprinzip die Existenz eines Rahmens in absoluter Ruhe ausschließt, dh das Fehlen eines absoluten Raums, folgt daraus, dass die Konzepte der absoluten Position und Geschwindigkeit nicht existieren und daher wirklich relative Größen sind, die von der Rahmen, in dem sie gemessen werden.
Zweitens, wenn wir Maxwells Gleichungen betrachten, die unter Galilei-Transformationen nicht invariant sind, aber wir verlangen, dass sie in allen Inertialsystemen gelten, folgt aus dieser Annahme nicht sofort, dass die Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen denselben konstanten Wert hat (da Maxwells Gleichungen eine konstante Lichtgeschwindigkeit implizieren). Warum wird es als Axiom der speziellen Relativitätstheorie angegeben?
Warum wird es als Axiom der speziellen Relativitätstheorie angegeben?
Kurz gesagt: wegen des Michelson-Morley-Experiments. Dies hätte eine Variation der Lichtgeschwindigkeit erkennen müssen, die durch unsere Bewegung durch den Weltraum verursacht wird. Aber das tat es nicht. Also argumentierte Einstein, dass Geschwindigkeit = Entfernung / Zeit ist, und dass, wenn sich die Geschwindigkeit nicht ändert, sich die Zeit ändert . Und wenn sich Ihre Zeit geändert hat, musste sich auch Ihre Entfernungsmessung ändern. So etwas, vielleicht kann es jemand anders besser ausdrücken oder eine Referenz geben.
Beachten Sie, dass das Postulat meiner Meinung nach aufgrund der Wellennatur der Materie "funktioniert". Siehe The Other Meaning of Special Relativity von Robert Close für einen meiner Meinung nach gut argumentierten Artikel. Nochmals auf den Punkt gebracht: Wenn Sie zusammen mit Ihren Ruten und Uhren aus Wellen bestehen, messen Sie die Wellengeschwindigkeit immer gleich. Weil Sie Ihre Stäbe und Uhren anhand der Wellenbewegung kalibrieren, verwenden Sie sie, um die Wellenbewegung zu messen! Es ist eine Tautologie, siehe http://arxiv.org/abs/0705.4507 . Beachten Sie auch, dass Einstein das Postulat aufgab, als er die Allgemeine Relativitätstheorie entwickelte. Siehe zum Beispiel this und this . Die Lichtgeschwindigkeit variiert in dem Raum, in dem Sie sich befinden . Wenn nicht, würde sich das Licht nicht krümmen und Ihr Bleistift würde es tun
Zweitens, wenn wir Maxwells Gleichungen betrachten, die unter Galilei-Transformationen nicht invariant sind, aber wir verlangen, dass sie in allen Inertialsystemen gelten, folgt aus dieser Annahme nicht sofort, dass die Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen denselben konstanten Wert hat (da Maxwells Gleichungen eine konstante Lichtgeschwindigkeit implizieren). Warum wird es als Axiom der speziellen Relativitätstheorie angegeben?
In allen physikalischen Fachrichtungen, womit ich die klassische Mechanik, Elektrodynamik, Thermodynamik und Quantenmechanik meine, findet man ähnliche Mathematik, meist Differentialgleichungen. Was die Frameworks trennt, ist der Gültigkeitsbereich, in dem das Modell gilt.
So gelten die Maxwell-Gleichungen für elektromagnetische Größen und die Lorenz-Transformationen (Anmerkung Lorenz) werden im Rahmen entwickelt.
Das Genie von Einstein war im Denken über den Tellerrand hinaus : Er nahm die nachgewiesene konstante Geschwindigkeit elektromagnetischer Wellen und die Kinematik, die die Lorenz-Transformationen auferlegten, und wandte sie auf massive Teilchen an. Das ist sein Beitrag, dass kein massives Teilchen eine Geschwindigkeit haben kann, die größer ist als die Lichtgeschwindigkeit. Die Lorenz-Transformationen für massive Teilchen ergaben, was wir heute spezielle Relativitätstheorie nennen.
Nicht jeder kann über den Tellerrand schauen, und viele, die der neue Einstein sein wollen, bieten über den Tellerrand hinausgehende Vorschläge an, die als verrückte Vorschläge abgelehnt werden. Einstein hatte die mathematischen Formulierungen von Generationen von Mathematikern und Physikern zur Hand. Die Kombination aus Hintergrundwissen und unkonventionellem Denken führte zu den erfolgreichen Theorien, die er vorgeschlagen hat: Seine Theorien/Modelle passten zu den Daten.