Gibt es keinen Äther oder ist er einfach überflüssig?

Meine Frage ist durch das Studium des Nullergebnisses des Michelson-Morley-Experiments motiviert.

  1. Beweist das Experiment, dass der Äther nicht existiert? Wikipedia sagt, dass es breiter interpretiert wurde, dass der Äther nicht benötigt wurde, anstatt dass er definitiv nicht existierte. Wenn ja, wie könnte es möglich sein, dass der Äther existiert, wenn eine seiner Eigenschaften ist, dass er stationär sein muss, aber wir wissen, dass es gemäß der speziellen Relativitätstheorie keinen absoluten Bezugsrahmen gibt.

  2. Warum wurde der Äther im MM-Experiment nicht beobachtet?

Die Antworten hier könnten helfen researchgate.net/post/…
Äther existiert in dem gleichen Sinne, wie das Universum voller unsichtbarer Ponys ist: Ich kann detaillierte Theorien vorschlagen, die Äther und/oder unsichtbare Ponys enthalten (die tfb-Ätherpony-Theorie ist nur die bekannteste davon), aber solche Theorien zu mit dem Experiment vereinbar sein, erfordern, dass der Nachweis des Äthers / der Ponys auch im Prinzip unmöglich ist. Physiker haben wenig Zeit für theoretische Konstrukte, die nicht einmal im Prinzip nachweisbar sind.
Eine relevante und sehr ähnliche Frage ist diese hier ; Ich gehe in meiner Antwort dort auf einige Ihrer Fragen ein. Es beantwortet die Frage nach der Beziehung zwischen einem mutmaßlichen Äther und dem MM-Experiment nicht vollständig, aber Sie finden es vielleicht hilfreich.
@WetSavannaAnimalakaRodVance danke für den Link. Der Teil über die Lorentz-Äthertheorie ist sehr interessant und ungefähr das, wonach ich gesucht habe, als ich gefragt habe, warum, vorausgesetzt, dass Äther existiert, möglicherweise nicht entdeckt wird.

Antworten (4)

Ich werde versuchen, mich kurz zu fassen: Das Nullergebnis der MM-Experimente zeigte, dass das konzeptionelle Bild der meisten Physiker der damaligen Zeit darüber, wie sich Licht ausbreitet, auf einer sehr grundlegenden Ebene etwas falsch war, und die Vorstellungen darüber, wie genau Korrigieren Sie dieses Bild, um es mit den experimentellen Ergebnissen (Ätherzug, Fitzgerald-Kontraktion usw.) in Einklang zu bringen, waren ad hoc und es fehlte eine zufriedenstellende theoretische Begründung.

Die einfachste Erklärung dafür, warum der Äther nicht von MM enthüllt wurde, ist, dass er überhaupt nicht da war.

Ich hoffe, das hilft, und ich lade andere hier ein, sich mit einer vollständigeren Antwort als dieser zu befassen, falls meine als unzureichend erachtet wird.

Hallo Nils, danke für deine Antwort. Ja, alles macht für mich Sinn, wenn ich einfach akzeptiere, dass Äther nicht existiert, aber dann sagt Wiki, dass die allgemeine Interpretation nicht ist, dass Äther nicht existiert, sondern dass seine Existenz nicht benötigt wird. Ich bin mir nicht sicher, warum sie nicht automatisch zu dem Schluss kommen, dass es keinen Platz für die Existenz von Äther gibt, da dies der speziellen Relativitätstheorie widersprechen sollte
Denn wenn Sie in keiner Weise damit interagieren können, gibt es keine Möglichkeit zu wissen, dass es "da" ist, daher werden alle Spekulationen darüber eher zur Philosophie als zur Wissenschaft. Wenn etwas nicht nachweisbar ist, dann ist die Wahrscheinlichkeit seiner Existenz schwer gegen ein Meer von anderen Möglichkeiten zu definieren. Es gibt nur wenige Dinge, die wir mit Sicherheit wissen können (100%). Aber selbst wenn eine Sache nicht zu 100 % bewiesen ist, rechtfertigt es nicht, daran zu arbeiten, genauso wie etwas, das zu 50 % wahrscheinlich existiert.
@Curiouslearner dies ist auch als Occams Rasiermesser bekannt. en.wikipedia.org/wiki/Occam's_razor
@MaDrung Danke für deinen Kommentar. Ich bin immer noch etwas verwirrt, denn sollte die Wahrscheinlichkeit der Existenz des Äthers nicht Null sein, denn wenn er existieren würde, wäre er per Definition stationär, was der speziellen Relativitätstheorie widerspricht, die impliziert, dass kein Bezugsrahmen absolut ist ? Oder sagen Sie, dass die Wahrscheinlichkeit der Existenz des Äthers nicht unbedingt Null ist, da die Möglichkeit besteht, dass die spezielle Relativitätstheorie falsch ist? Ich nehme an, dass du das meinst?
@Klodd danke für den Link, wird definitiv von Nutzen sein, wenn ich anfange, die formale Logik eingehender zu studieren
@Curiouslearner Im Wesentlichen meine ich das ja. Wir könnten uns irren, da wir nicht allwissend und unverwechselbar sind, aber es ist unwahrscheinlich.
@Curiouslearner: Für die Physik sind 'existiert nicht' und 'kann nicht einmal im Prinzip nachgewiesen werden' dasselbe: Die Physik befasst sich mit den Ergebnissen von Experimenten, und wenn kein Experiment etwas nachweisen kann, kann es für die Physik keinen Unterschied machen. Philosophen wollen vielleicht immer noch darüber reden, aber was immer sie tun, ist keine experimentelle Wissenschaft.
@Curiouslearner - Die Lorentz-Äthertheorie ist in Bezug auf vorhergesagte experimentelle Ergebnisse völlig ununterscheidbar von der speziellen Relativitätstheorie. Warum also wird die spezielle Relativitätstheorie der LET vorgezogen? Occams Rasiermesser ist einer der vielen Gründe. LET postuliert einen nicht nachweisbaren leuchtenden Äther, einen nicht nachweisbaren bevorzugten Rahmen und die Lorentz-Transformation als den Ad-hoc -Mechanismus, der den nicht nachweisbaren leuchtenden Äther und den nicht nachweisbaren bevorzugten Rahmen vor der Beobachtung verbirgt. Mit anderen Worten, es setzt viel Metaphysik (auch bekannt als Magie) voraus, nur damit die Newtonsche Mechanik gültig bleibt.

Der Äther ist mit der Geschichte der Schwerkraft verbunden.

Als Newton seine Theorie konzipierte, gab er zu, dass sie Fernwirkung nutzte und dass dies für ihn problematisch war. Die Aktion sollte lokal sein, aber er konnte sich nicht um die konzeptionellen Probleme herumfinden.

Andere Physiker stellten später Hypothesen über den Äther auf , um eine lokale Theorie zu erhalten. Sie konzeptualisierten es als mechanisch, aber die Theorien waren wie Ptolemäus, umständlich.

Diese Probleme wurden von Einstein weggefegt, indem er das Feldkonzept verwendete; er zeigte, dass der Äther das Gravitationsfeld war und dieses wiederum einfach die Raumzeit.

Kurz gesagt, der Äther wurde gebraucht, aber falsch verstanden.

Ich gebe nicht vor, die lokale Theorie oder die Raumzeit wirklich zu kennen, aber hat Einstein den Äther in der von Ihnen skizzierten Theorie zufällig neu definiert? Soweit ich weiß, wurde ursprünglich angenommen, dass Äther stationär ist (absoluter Bezugsrahmen) - ich verstehe nur nicht, wie dies nicht den in der speziellen Relativitätstheorie vorgebrachten Ideen widerspricht.
@CuriousLearner: Sicher. Die übliche Beschreibung des Äthers betont nicht seine Rolle als Träger der Gravitationskraft, um eine lokale Theorie zu sein, also ist das nicht überraschend. Der Äther widerspricht SR, also liegen Sie da nicht falsch. Wenn es überhaupt erwähnt wird, bezieht es sich normalerweise auf das Michelson-Morley-Experiment und SR. Einstein befasste sich nicht direkt mit der Äthertheorie, er verwendete das von Faraday und Maxwell entwickelte Feldkonzept. Die Gravitationskraft ist ein Feld. Erst jetzt, im Rückblick, nachdem sich der ganze Staub gelegt hat, können wir sehen, was passiert ist.
Oh nein. Der Äther, nach dem die Frage fragt, ist mit der Geschichte der Elektrodynamik verbunden, nicht mit der Schwerkraft. Diese Frage fragt nach dem MM-Experiment (Michelson Morley), also nach dem leuchtenden Äther , dem Medium, das angeblich benötigt wird, um elektromagnetische Phänomene zu transportieren.
@David Hammen: Ja, ich kenne diese Geschichte. Ich weise darauf hin, dass der Äther auch verwendet wurde, um den Mechanismus der Schwerkraft als lokales Phänomen zu beschreiben.
  1. Beweist das Experiment, dass der (leuchtende) Äther nicht existiert?

Nein, es hat nur bewiesen, dass der leuchtende Äther nicht benötigt wird. Der Wikipedia-Artikel ist korrekt. Physiker arbeiteten an dem Problem des offensichtlichen Konflikts zwischen Maxwells Elektrodynamik und Newtonscher Mechanik vor Einsteins Entwicklung der speziellen Relativitätstheorie. Es gibt eine Alternative zur speziellen Relativitätstheorie, die Lorentz-Äthertheorie. Letztere besagt, dass der Äther existiert, aber nicht beobachtbar ist. Es gibt keinen Unterschied zwischen den beiden Theorien in Bezug auf die vorhergesagten experimentellen Ergebnisse. Es gibt einen großen Unterschied zwischen den beiden in Bezug auf die Annahmen, die diese Theorien treffen.

Einstein hat Maxwells Gleichungen einfach für bare Münze genommen: Dass die Lichtgeschwindigkeit für alle Trägheitsbeobachter gleich ist , mit allen Auswirkungen, die dies im Hinblick auf die Einschränkungen der Newtonschen Mechanik hat. Die moderne Ansicht ist natürlich, dass der leuchtende Äther nicht benötigt wird, gestützt durch die Tatsache, dass Photonen im Vakuum gut funktionieren

  1. Warum wurde der Äther im MM-Experiment nicht beobachtet?

Weil es nicht existiert.

Die damaligen Physiker betrachteten die elektromagnetische Strahlung als ein Wellenphänomen, irgendwie analog zu anderen damals bekannten Wellenphänomenen. Alle damals bekannten Wellenphänomene brauchten irgendein Medium, um die Wellen zu transportieren. Physiker wussten damals nichts über die Quantenmechanik. Photonen kommen im Vakuum gut zurecht.

Materie ist immer in Bewegung. Äther ist eine nicht-baryonische Form von Materie und ist daher wie baryonische Materie immer in Bewegung. Das Konzept eines stationären Äthers ist ebenso absurd wie das Konzept eines stationären Planeten. Das Michelson-Morley (MM)-Experiment hat das Vorhandensein von stationärem Äther nicht nachgewiesen, ebenso wie kein Experiment jemals einen stationären Planeten entdecken wird. Aus dem MM-Experiment zu schließen, dass es keinen Äther gibt, ist nicht gerechtfertigt.

Gibt es keinen Äther oder ist er einfach überflüssig?
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