Folgendes berücksichtigen:
Auf der einen Seite sagt das Relativitätsprinzip von Galileo (vollständig angewendet auf die Newtonsche Mechanik):
Es gibt kein mechanisches Experiment, das Sie durchführen könnten, um den Unterschied zwischen Trägheitsbezugssystemen zu messen.
Andererseits ergeben die Maxwell-Gleichungen (oder die Gesetze der Elektrodynamik; Bewegungsgesetze) nach dem Relativitätsprinzip von Galileo eine Nicht-Äquivalenz von Trägheitsbezugssystemen.
Meine Frage ist: Aus den Maxwell-Gleichungen erhalten wir eine elektromagnetische Welle. Indem Sie fragen, in welchem Bezugssystem die Welle die Geschwindigkeit hat wir erkennen dann, dass der Äther diese Referenz ist. Wir alle wissen, dass dies heute falsch ist, aber aus der Perspektive eines Physikers des 19. Jahrhunderts versuchen wir, die Geschwindigkeit von zu messen in einem bewegten Koordinatensystem (in Bezug auf das Äthersystem) mit dem Relativitätsprinzip von Galileo erkennen wir dann, dass die Geschwindigkeit ist anders, sagen: (*)
Ist diese Formel eine andere Möglichkeit, um zu überprüfen, ob die Maxwell-Gleichungen in verschiedenen Frames unterschiedlich sind? (**)
(*) Wo ist die Lichtgeschwindigkeit in Bezug auf das Ruhebezugssystem in Bezug auf den Äther, ist eine Geschwindigkeit eines sich bewegenden Rahmens in Bezug auf den Äther und ist die Lichtgeschwindigkeit in Bezug auf das S-Referenzsystem.
(**) und dann gibt es keine Äquivalenz von Trägheitsrahmen für Elektromagnetismus; und dann ist die Physik in Bezug auf einen ruhenden Bezug zum Äther anders als in einem sich bewegenden Bezug, auch bezüglich des Äthers; und dann gibt es einen "absoluten" Rahmen, in dem Maxwells Gleichungen gelten: der Ätherrahmen; und dann gibt es eine Art Experiment, das die absolute Bewegung messen könnte; und das widerspricht dann dem Relativitätsprinzip des Elektromagnetismus.
Zunächst einmal sind die galiläische und die newtonsche Raumzeit nicht vollständig gleich. Die galiläische Raumzeit ist ein Tupel (siehe Galileisches Raumzeitintervall? ), während die Newtonsche Raumzeit ein Tupel ist Wo ist ein Feld, das den bevorzugten Ruherahmen hinzufügt:
Mit anderen Worten, der galiläische Ansatz ist die Relativitätstheorie, die (mit der galiläischen Transformation) mit den Maxwell-Gleichungen nicht kompatibel ist, während Newton das Ruhesystem hinzufügt, das als das System des Äthers angesehen werden kann. Dieser Ansatz ermöglicht es, der Mechanik Elektromagnetismus hinzuzufügen, indem das Relativitätsprinzip für Elektromagnetismus gebrochen wird.
Ihre Schlussfolgerungen, dass die Maxwell-Gleichungen unter der Galileischen Trabsformation nicht unveränderlich sind, sind richtig und wohlbekannt. Die Idee des bevorzugten Ruhesystems des Äthers wurde durch das Michelson-Morley-Experiment verworfendie die Unabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit vom Bezugssystem festlegte. Lorentz hat gezeigt, dass eine Änderung der Koordinatentransformation von Galileisch zu jener, die Poincaré später nach Lorentz benannte, die Zeitdilatation und Längenkontraktion in den Äther einführen und die Lichtgeschwindigkeit unabhängig vom Koordinatensystem machen würde. Mit anderen Worten, der Äther wurde nicht mehr nachweisbar. Einstein wiederum hat darauf hingewiesen, dass die Lorentz-Transformation in Bezug auf die Raumzeit selbst betrachtet werden kann und die Existenz des nicht nachweisbaren Äthers nicht länger erforderlich ist. Endlich wurden Mechanik und Elektromagnetismus unter demselben Relativitätsprinzip vereint.
Es ist wie Klang. Die Schallgeschwindigkeit wird relativ zum Bezugssystem der Luft berechnet. Wenn sich die Luft mit Geschwindigkeit bewegt in einem anderen Frame, dann ist die Schallgeschwindigkeit gewissermaßen . Und doch sagt man nicht: In diesen Bezugsrahmen gelten andere physikalische Gesetze! Machen wir ein Experiment, um absolute Bewegung zu erkennen! Denn diese "absolute Bewegung" wird relativ zur Luft sein. Ist das, was wir einen bevorzugten Bezugsrahmen nennen .
Und natürlich kennt sich der Physiker des 19. Jahrhunderts bestens mit Schall oder Wellen in allgemeinen Medien aus. Es ist alles relativ, wenn sich die Medien nicht bewegen. Das gleiche passiert mit dem Elektromagnetismus: Angenommen, die Äthertheorie ist richtig (sie ist es nicht), dann wird Ihre "absolute Bewegung" relativ zum Äther sein. Es ist also sowieso relativ. Sie würden also einfach eine relative Bewegung in Bezug auf den Äther erkennen, so wie Sie eine relative Bewegung in Bezug auf die Luft (Wind) erkennen können.
MNRaia