Mathematische Analyse und Widerlegung der Lorentztransformation als valider Bestandteil der speziellen Relativitätstheorie

Update vom 29.1.2024

Analyse der Lorentztransformation in Mehrkörper-Systemen, Teil 1

1 Abstrakt

1. Die Lorentztransformation und das Relativitätsprinzip wurden zu einem Zeitpunkt eingeführt, wo einzig die Höchstgeschwindigkeit c von elektromagnetischen Wellen bekannt war.

• Beim heutigen Wissensstand, insbesondere auch bezüglich der Geschwindigkeiten von Neutrinos (ca. 0.9999c), gilt es die Gültigkeit der Berechnungen der Speziellen Relativitätstheorie bezüglich schneller materieller Objekte zu überprüfen.

2. Dem Autor ist nicht bekannt, ob für Mehrkörpersysteme jemals eine ganzheitliche Überprüfung der Ergebnisse der Lorentztransformation vorgenommen wurde.

• Im Gegensatz zur üblichen Betrachtung der Bewegungs- und Geschwindigkeitsrelativität von nur 2 Objekten wird ein Ereignis mit 4 Objekten auf Realitätskonsistenz überprüft.

3. Allfällige Realitätsbrüche innerhalb der Speziellen Relativität müssten schon in den Grundlagen feststellbar sein.

• Die Betrachtung beschränkt sich auf die simpelst mögliche Parameterauswahl: unterschiedliche Geschwindigkeiten bei geradlinigen Bewegungen.

4. Um eine Theorie zu prüfen, eignet sich eine Betrachtung von extremen und dennoch realen Parametern.

• Es wird ein realistisches Ereignis mit sowohl äusserst schnellen Objekten als auch relativ langsamen Objekten untersucht.

Das Resultat zeigt auf, dass sich im Anschluss an die ganzheitliche Überprüfung eines Vier-Körper-Systems, aus der Sicht eines neutralen Beobachters objektiv betrachtet, ein- und dasselbe Objekt an drei unterschiedlichen Orten befindet. Zudem gelingt es der Lorentztransformation nicht, innerhalb der realistischen Versuchsanordnung relative Überlichtgeschwindigkeiten auf Unterlichtgeschwindigkeit zu vermindern.

2 Einleitung

2.1 Galileische Relativität

Die galiläische Relativitätsgleichung ist sowohl für irdische als auch für höchste Geschwindigkeiten nachvollziehbar:

Vrel = V1 + V2

• Zwei sich mit je 100 km/h entgegenfahrende Fahrzeuge bewegen sich absolut betrachtet mit 200 km/h aufeinander zu. Sie kreuzen sich mit 200 km/h.

• Zwei sich mit 0.9999c entgegenfliegende Neutrinos bewegen sich absolut betrachtet mit 1.9998c aufeinander zu. Sie kreuzen sich mit 1.9998c.

• Zwei Lichtwellen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit (c) aufeinander zu und kreuzen sich mit 2c.

2.2 Prinzipien der Speziellen Relativität

Am Ende des 19. Jahrhunderts konnte kein absolutes räumliches Bezugssystem gefunden werden. Zudem wurde Licht als immer gleich schnell beurteilt. In dieser Ausgangslage stellte Albert Einstein zwei Thesen auf:

1. Jedes unbeschleunigte Objekt im Universum kann als ruhend betrachtet werden, als sich in einem ruhenden Bezugssystem befindend,

1. zu dem sich alles andere relativ bewegt,

2. in dem, unabhängig von der eigenen relativen Geschwindigkeit bezüglich anderer Objekte, die selben physikalischen Gesetze gelten.

2. Licht kommt bei jedem Objekt mit der selben Geschwindigkeit an, unabhängig vom Bewegungszustand des Objekts.

2.3 Berechnung der Speziellen Relativität

Zur Berechnung dieser Annahme galt es Galileis Formel anzupassen. Albert Einstein griff auf die Lorentztransformation zurück. Diese war konstruiert worden, damit keine relative Geschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit übertrifft.

• Der obere Teil der Lorentztransformation entspricht der Galileitransformation.

• Der untere Teil der Formel soll sicherstellen, dass das Gesamtergebnis niemals höher ist als Lichtgeschwindigkeit.

2.4 Prinzipien für die Versuchsanordnungen

Oft werden die relativen Bewegungen und Geschwindigkeiten einzig zweier Objekte berechnet und untersucht. In der Realität befindet sich eine Vielzahl von Objekten in gleichzeitiger relativer Bewegung. Die Widerspruchsfreiheit der Speziellen Relativitätstheorie soll für ein Gesamtsystem von mehr als 2 Objekten untersucht werden.

Als weiteres Mittel zur Überprüfung der Konsistenz der Theorie werden Objekte mit Geschwindigkeiten gewählt, die sich in hohem Mass voneinander unterscheiden.

3 Das zu analysierende Ereignis

Wir beobachten ein realistisches Ereignis innerhalb eines Systems mit vier Körpern: 2 Sterne und 2 Neutrinos.

• Ausgangslage zu Beginn der Beobachtung:

• Zwei Sterne A und B befinden sich in 2 Lichtjahren Entfernung und nähern sich gegenseitig.

• Stern A emittiert ein Neutrino a mit 0.9999c in die Richtung von Stern B.
  Stern B emittiert ein Neutrino b mit 0.9999c in die Richtung von Stern A.

3.1 Die Position von Beobachter O

• Ein Beobachter O stellt fest, dass zum Zeitpunkt Null beide Sterne gleich weit von ihm entfernt sind.

• Er misst, dass sich die Sterne mit je 0.0002c (≈60km/s) in die Richtung des jeweils anderen Sterns bewegen.

• Beide Sterne emittieren zum Zeitpunkt Null ein Neutrino in die Richtung des jeweils anderen Sterns.

Aus der Sicht des Beobachters bewegen sich die Neutrinos mit 0.0002 + 0.9999 = 1.0001c.

Es ist eine Diskrepanz erkennbar. Relativ zum Beobachter bewegen sich die Neutrinos wegen der Grundgeschwindigkeit ihres eigenen Sterns mit Überlichtgeschwindigkeit.

• Es soll gemäss den Prinzipien der aktuellen Physikwissenschaft kein Objekt geben, das sich schneller als mit c bewegen kann.

• Die Galileitransformation kann diese Diskrepanz nicht aufheben.

• Die Diskrepanz soll gemäss der Speziellen Relativitätstheorie durch die Lorentztransformation behoben werden können.

3.1.1 Galileitransformationen

G1) Stern A und Stern B nähern sich mit 0.0002c + 0.0002c = 0.0004c

G2) Neutrino a und Neutrino b nähern sich mit 1.0001c + 1.0001c = 2.0002c

G3) Neutrino a nähert sich Stern B mit 1.0001c + 0.0002c = 1.0003c.

Analog dazu nähert sich Neutrino b Stern A mit 1.0003c.

G4) Neutrino a und Stern A fliegen in die selbe Richtung.

Neutrino a entfernt sich von Stern A mit 1.00001c – 0.0002c = 0.9999c.

Analog dazu entfernt sich Neutrino b von Stern B mit 0.9999c.

3.1.2 Lorentztransformationen seitens Beobachter O

• Wir lassen den Beobachter O sämtliche vorkommenden relativen Bewegungen analysieren.

• Die Ergebnisse der Lorentztransformationen werden auf Konsistenz überprüft, indem die einzelnen Bewegungen ein Jahr lang angedauert werden lassen. Im Anschluss werden die zurückgelegten Distanzen und die Positionen der Objekte betrachtet.

1) Stern A und Stern B und deren lorentztransformierte Bewegung

Stern A und Stern B nähern sich mit 0.00039999998c. Es besteht eine Minimale Abweichung zur Galileitransformation (0.0004c).

Ergebnis nach 1 Jahr:

• Annäherung:
  Stern A und Stern B haben sich um 0.00039999998 ly genähert.

• Zurückgelegte Distanz:
  Jeder der beiden Sterne hat 0.00039999998 ly / 2 = 0.00019999999 ly zurückgelegt.

• Abstand:
  Der Abstand zwischen Stern A und Stern B beträgt nun 2 ly - 0.00039999998 ly = 1.9996000002 ly

2) Neutrino a und Neutrino b und deren lorentztransformierte Bewegung

Neutrino a und Neutrino b nähern sich mit 0.999999995c.

Ergebnis nach 1 Jahr:

• Annäherung:
  Neutrino a und Neutrino b haben sich um 0.999999995 ly genähert.

• Zurückgelegte Distanz:
  Jedes der beiden Neutrinos hat 0.999999995 / 2 = 0.4999999975 ly zurückgelegt.

• Abstand:
  Der Abstand ][ zwischen den Neutrinos beträgt 2ly - 0.999999995 ly = 1.000000005 ly.

Nach einem Jahr sind die Neutrinos noch über ein Lichtjahr voneinander entfernt.

3) Neutrino a und Stern B und deren lorentztransformierte Bewegung

Neutrino a und Stern B nähern sich mit 1.00009996001c.

Analog dazu nähern sich Neutrino b und Stern A mit 1.00009996001c.

Sowohl die Galilei- als auch die Lorentztransformation berechnen ein Resultat Vrel > c.

Ergebnis nach 1 Jahr:

• Annäherung:
  Neutrino a und Stern B haben sich um 1.00009996001 ly genähert.
  Analog dazu haben sich Neutrino b und Stern A um 1.00009996001 ly genähert.

• Abstand zwischen Stern und Neutrino:
  Neutrino a und Stern B befinden sich nun in einem Abstand von 2ly – 1.00009996001 ly = 0.99990003999 ly. Analog dazu befinden sich auch Neutrino b und Stern A in einem Abstand von 0.99990003999 ly.

• Zurückgelegte Distanz der Neutrinos:
  Die Sterne haben gemäss 1) je 0.00019999999 ly zurückgelegt.
  Jedes Neutrino hat 2ly – 0.00019999999 ly – 1.00009996001 ly = 0.99970004 ly zurückgelegt

• Abstand zwischen den Neutrinos:
  Der Abstand ][ zwischen den Neutrinos beträgt 2ly - 2*0.99970004 ly = 0.00059992 ly.

Die Neutrinos befinden sich in unmittelbarer Nähe. Sie sind sich noch nicht begegnet.

4) Neutrino a und Stern A und deren lorentztransformierte Bewegung

Neutrino a und Stern A fliegen in die selbe Richtung.

Erneut berechnet die Lorentztransformation mit Vrel > c ein widersprüchliches Resultat. Dies im Gegensatz zur Galileitransformation: 1.0001c – 0.0002c = 0.9999c.

Ergebnis nach 1 Jahr:

• Abstand zwischen Stern und Neutrino:
  Neutrino a hat sich um 1.00010004001 Lichtjahre von Stern A entfernt.
  Analog dazu hat sich Neutrino b um 1.00010004001 Lichtjahre von Stern B entfernt.
  Der Abstand der Neutrinos von den eigenen Sternen beträgt nun 1.00010004001 ly.

• Zurückgelegte Distanz der Neutrinos:
  Da die Sterne gemäss 1) selber je 0.00019999999 Lichtjahre zurückgelegt haben, haben die Neutrinos
  0.00019999999 + 1.00010004001 = 1.00030004 ly zurückgelegt,

• Abstand zwischen den Neutrinos:
  Der Abstand ][ zwischen den Neutrinos beträgt 2ly - 2*1.00030004 ly = -0.00060008 ly.

Die Neutrinos sind sich begegnet und haben sich gekreuzt.

3.1.3 Gesamtergebnis der Betrachtung von Beobachter O:

1. Der Beobachter O findet unterschiedliche Realitäten vor. In ein- und demselben Ereignis legen die Neutrinos 0.4999999975 ly (2), 0.99970004 ly (3) und 1.00030004 ly (4) zurück.

• 2) Die beiden Neutrinos befinden sich noch in über einem Lichtjahr Entfernung. Die Lorentztransformation hat im Vergleich mit der Galileitransformation nahezu 50% der Bewegungen eliminiert.

• 3) Die Neutrinos haben sich stark angenähert, sind sich allerdings noch nicht begegnet.

• 4) Die Neutrinos haben sich schon gekreuzt

Durch den Einsatz der Lorentztransformation entstanden bei ein- und demselben Ereignis unterschiedliche Realitäten. Bei der Analyse eines Mehrkörpersystems kann aufgezeigt werden, dass die Lorentztransformation zu objektiven Realitätsbrüchen führt.

• Für diverse relativistische Feststellungen, z.B. für die Zeitdilatation, bedarf es eines anderen, wider spruchsfreien Betrachtungs- und Berechnungsansatzes.

2. Weder die Galilei- noch die Lorentztransformation vermögen in einem realistischen Ereignis mit hohen Geschwindigkeiten und grossen Geschwindigkeitsunterschieden Überlichtgeschwindigkeiten von Materie auszuschliessen. Zudem führt die Lorentztransformation im Gegensatz zur Galileitransformation bei Objektbewegungen in die selbe Richtung zu Überlichtgeschwindigkeit (4).

• Damit sich Objekte nicht schneller als c bewegen können, braucht es einen mechanischen Grund und eine alternative degressive Gleichung: je schneller sich ein Objekt bewegt, desto stärker wird es abgebremst, desto mehr Energie braucht eine zusätzliche Beschleunigung.

In einer zweiten Versuchsanordnung wird aufgezeigt, dass das Resultat allgemeingültig ist, auch für rein irdische Geschwindigkeiten. Die Verwendung der Lorentztransformation führt für einen Beobachter innerhalb einer realistischen Mehrkörperdynamik ausnahmslos zu objektiven Widersprüchen und Realitätsbrüchen.

Update vom 18.11.2020

Neue Versuchsanordnung:

Die unten aufgeführte Widerlegung der speziellen Relativitätstheorie kann wesentlich einfacher dargestellt werden. 

Die ausführliche Darlegung befindet sich unter diesem Link: Die relativistisch unlösbaren zwei-Sterne/zwei-Neutrinos-Bewegungen.

Einleitung

Bekanntlich bereitet Einsteins spezielle Relativitätstheorie „Kopfzerbrechen“ und Nachvollziehbarkeitsprobleme.

Tatsächlich wurde die spezielle Relativitätstheorie lange nicht anerkannt und zu Albert Einsteins Lebzeiten nicht als Nobelpreis-würdig erachtet. Erst mit den Erfolgen der allgemeinen Relativitätstheorie und deren ziemlich korrekten Voraussagen wurde auch die spezielle Relativitätstheorie allmählich akzeptiert.

Meine Motivation war, die von Einstein postulierte Relativität wirklich zu verstehen, doch ich stiess bei Gedankenexperimenten immer wieder auf unüberbrückbare scheinbare (oder wie sich herausstellte, tatsächliche) Hindernisse, auf Situationen, die unlösbar oder unbeantwortbar schienen.

Schliesslich fand ich eine Versuchs- und Berechnungsanordnung, die mir unmissverständlich klar und zweifellos aufzeigte, dass die Prinzipien der speziellen Relativitätstheorie unmöglich stimmen können.

Bei der detaillierten Betrachtung stiess ich zuerst auf einen grossen mathematischen Fehler in Einsteins Relativitätstheorie, den ich hier in sehr einfacher Mathematik rechnerisch aufzeigen kann.

Bei der Analyse der Mathematik wurde mir ein ebenso grosser wenn nicht gar grösserer konzeptioneller Fehler bewusst.

Gleichzeitig lieferte die erweiterte mathematische Analyse den Grund, wie es möglich war, dass diese Fehler dermassen lange unentdeckt blieben, und warum sich die allgemeine Relativitätstheorie, insbesondere ihre Gravitations- und Raumkrümmungstheorie, trotz den mathematischen und konzeptionellen Fehlern dermassen gut bewährt hat.

Die hier aufgezeigten Fehler sind unter anderem zwangsläufig ein Grund, warum in der Physik seit bald hundert Jahren u.a. keine Lösung für die Quantengravitation gefunden werden kann.

Ausgangslage 

Albert Einstein ging bei seinem Ansatz für Relativität davon aus, dass die physikalischen Gesetze an jedem Punkt im Universum gleichermassen gelten, und zwar unabhängig von einer relativen Geschwindigkeit eines Objektes oder eines (Koordinaten-)Systems, das sich an diesem Punkt bzw. Ort befindet.

Um die relative Situation eines solchen Objektes zu anderen Objekten zu berechnen, wendete er die Lorentz-Transformation an.

Wenn man sich mittels Denken in eine solche relativierte, umgerechnete Situation hineinzuversetzen versucht, kommen unmittelbar fragwürdige oder schwer vorstellbare Konsequenzen auf. Man kann es nicht so ganz verstehen, doch da die Berechnungen nahezu ausnahmslos zu vernünftigen Resultaten zu führen scheinen, findet man sich letztlich damit ab, dass die Welt eben so ist, wie sie mittels Lorentz-Transformation beschrieben und berechnet wird.

Doch ein Rest von Fragen und Unverständnis bleibt in der Regel übrig. Es ist unmöglich, gewisse transformierte Situationen gänzlich zu verstehen bzw. bis ins Detail klar (logisch) zu durchdenken.

Ich brauchte einige Wochen, um eine veranschaulichende, simple und berechenbare Anordnung zu finden, die mir meine grundsätzliche Frage beantwortete: ist das, was man sich nur so schwer bis gar nicht vorstellen kann, wirklich auch real?

Mathematischer Nachweis 

Im Large Hadron Collider im CERN in Genf werden Protonen auf einer Umlaufbahn in beide Richtungen auf eine Geschwindigkeit von 99.9999991% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.

Auf ihrem Weg begegnen sich die sich in gegensätzliche Richtung bewegenden Protonen zweimal, zuerst in der Hälfte des Weges (H), und dann wiederum am Beobachtungs- und Markierungspunkt (M)

Geschwindigkeiten (v): M ruht, Proton 1 und Proton 2 bewegen sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit.

Zwischenbemerkung: Physiker sind es gewohnt, bei der Lorentz-Transformierung unterschiedliche Objekte an unterschiedlichen Orten miteinander zu vergleichen, so z.B. P1 in K1 mit P4 in K2.

Das Resultat bezüglich dieses Beispiels ist rechnerisch das selbe. 

Die Lorentz-Transformationsformel berechnet, wie sich andere Objekte oder Orte bewegen, falls „man selber ruht“. In anderen Worten: mit der Lorentz-Transformation wird berechnet, wie sich M oder Proton 2 bewegen, falls Proton 1 sich selber als im Raum ruhend betrachtet.

Zur Veranschaulichung:

Das Berechnen von relativen Geschwindigkeiten hat durchaus seine Berechtigung. Wenn sich z.B. im Weltall im leeren Raum und weit weg von Sternen zwei Flugkörper (z.B. Meteoriten oder auch bemannte oder unbemannte Raumfahrzeuge) begegnen, können beide Objekte von sich selber ausgehend sagen „ich bin ruhend, der andere Körper ist relativ zu mir in Bewegung.“ Doch was ist die Realität? Bewegt sich Körper 1 auf den ruhenden Körper 2 zu? Oder ist Körper 2 ruhend, und Körper 1 bewegt sich auf ihn zu? Oder sind beide Körper in Bewegung?

Albert Einsteins Postulat ist: alles ist richtig. Jeder Körper bzw. jeder Punkt kann als für sich ruhend betrachtet werden, und dessen Umgebung als sich bewegend, und zwar ausnahmslos, nicht nur in abgelegenen Orten im leeren Weltraum, sondern überall und grundsätzlich. Sein Postulat war, dass für jeden Körper unabhängig von der Eigenbewegung die selben physikalischen Gesetze gelten.

Die Lorentz-Transformation rechnet relative Geschwindigkeiten nicht nur um (relativiert also nicht nur Bewegungen bzw. Geschwindigkeiten), sondern bewirkt, dass mittels der Umrechnung vermieden wird, dass sich etwas schneller als Licht bewegt. (Lichtgeschwindigkeit = c = 299'792'458 Meter pro Sekunde)

Betrachten wir aus der „ruhenden Sicht“ von Proton 1 die oben aufgezeigte Situation.

Wie schnell bewegt sich M in Relation zu Proton 1:

Auf den ersten Blick scheint dieses Resultat korrekt: M bewegt sich  relativ zu Proton 1 mit derselben Geschwindigkeit, mit der sich Proton 1 zu M bewegt.

Physikalisch ist allerdings schon hier eine Auffälligkeit feststellbar:

• Aus der scheinbar „realen“ Sicht von Proton 1 bewegt sich ein Beobachter M (z.B. ein Mensch) mit nahezu Lichtgeschwindigkeit, was bei einer dermassen grossen Masse nahezu unmöglich ist, schon gar nicht ohne das Vielfache des Energieaufwandes, das zur Beschleunigung eines einzelnen Protons auf diese Geschwindigkeit bekanntlich notwendig war.
  
  Physikalisch berechnet diese Transformation zwar eine korrekte relative Geschwindigkeit, aber stellt gleichzeitig eine physikalische Unmöglichkeit dar, verletzt also ein energetisches physikalisches Grundprinzip. 

• Sogar der gesamte Large Hadron Collider, ja ganz Genf, die ganze Erde, das gesamte Weltall bewegt sich nun bei ruhendem Proton 1 mit nahezu Lichtgeschwindigkeit um das Proton herum. 

Hinzu kommt sogar noch eine allfällige Eigenrotation des Protons um die eigene Achse. Dann bewegt sich das Weltall mit Überlichtgeschwindigkeit um Proton 1.

Doch genau solche Widersprüche wurden bis anhin wegen grundsätzlich „korrekten“ mathematischen Berechnungsergebnissen ausgeklammert, gelten gelassen, als „scheinbar eben doch möglich“ akzeptiert.

Der konzeptionelle Fehler dieser Betrachtungsweise wird allerdings auch mathematisch offensichtlich, wenn wir die relativen Geschwindigkeiten von Proton 1 und Proton 2 zueinander berechnen.

Wir werden sehen, dass deren relative Geschwindigkeit zueinander gemäss dem Postulat, dass sich nichts rascher als Licht bewegen kann, tatsächlich die Lichtgeschwindigkeit nicht übertrifft.

So bewegt sich also Proton 2 aus der Sicht des „ruhenden“ Proton 1 neu mit Lichtgeschwindigkeit und wurde also um 3 m/s schneller als von M aus beobachtet.

Im Anschluss an beide Transformationen gilt demnach aus der Sicht von Proton 1:

Soweit so gut, könnte man sagen, das liegt alles noch im Bereich des Vorstellbaren oder des gedanklich Ausdehnbaren.

Zwar gibt es selbstverständlich weder Menschen, die sich mit c-3m/s bewegen, noch materielle Objekte wie ein Proton, das sich mit c bewegt – doch alles in allem „geht es ja nur um ein Umrechnen“.

Auch kritische Betrachter liessen scheinbar diese physikalischen Unmöglichkeiten ausser Acht, letztlich vermutlich weil diverse Voraussagen der allgemeinen Relativitätstheorie so zutreffend waren.

Wir haben allerdings noch nicht die Wegstrecken betrachtet – und spätestens hierbei entsteht die völlige mathematische wie auch reale Klarheit.

Aus der Sicht von Proton 1

• bewegt sich M in nahezu Lichtgeschwindigkeit (c – 3 m/s) in einem Zeitabschnitt t einmal an Proton 1 vorbei 

• bewegt sich Proton 2 mit Lichtgeschwindigkeit im selben Zeitabschnitt zweimal an Proton 1 vorbei

Proton 2 legt also bei nahezu identischer Geschwindigkeit in der identischen Zeit im Vergleich mit M den doppelten Weg zurück.

Dies führt bei der Umlaufdistanz d und der Umlaufzeit t bei Geschwindigkeit = Distanz pro Zeiteinheit zur unmöglichen Gleichung

Hier offenbart sich ein wesentlicher konzeptioneller Fehler der Lorentz-Transformationsformel: 

Ausgehend von der Annahme, dass sich nichts schneller als Licht bewegt, wurde direkt geschlossen, dass sich auch nichts schneller als Licht aufeinander zubewegen kann.

Diese Annahme bildet das Konzept, den Bauplan der Lorentz-Transformation und damit der speziellen Relativitätstheorie.

Tatsächlich können sich durchaus zwei Objekte (z.B. Lichtteilchen, d.h. Photonen) mit Lichtgeschwindigkeit begegnen und kreuzen.

Wenn sie sich mit Lichtgeschwindigkeit aufeinander zu- oder von einander fortbewegen, dann bewegen sie sich relativ zueinander mit doppelter Lichtgeschwindigkeit, ohne dass ein einzelnes Objekt die Lichtgeschwindigkeit überschreitet.

Das Gesetz der maximalen Bewegungsgeschwindigkeit bleibt also bei doppelter relativer Lichtgeschwindigkeit gewahrt. 

Es gilt also zu unterscheiden zwischen

• Bewegungsgeschwindigkeit und 
• „Begegnungsgeschwindigkeit“ bzw. relativer Bewegungsgeschwindigkeit. 

Demnach hat Albert Einstein einen konzeptionellen Fehler von Hendrik Lorentz übernommen. 

Die Lorentz-Transformation vernichtet einen Teil der realen relativen Geschwindigkeit und maximiert sie im Extremfall auf ihre Hälfte, also für 2 Photonen von 2c auf c. 

Hier stellt sich die Frage, warum die allgemeine Relativitätstheorie dennoch zu so vorzüglichen Resultaten führt. 

Die Antwort zeigt sich in einer genaueren Analyse der Lorentz-Transformationsformel. 

Die allgemeine Relativitätstheorie verband zwei damals neue, revolutionäre Prinzipien: die Krümmung der Raum-Zeit und die Relativistik. 

Ersteres ist richtig, zweiteres falsch. 

Der Grund dafür, dass die Kombination von etwas Richtigem mit etwas Falschem innerhalb der allgemeinen Relativitätstheorie zu derartig hervorragenden und nachprüfbaren Voraussagen und Berechnungen führen kann, liegt im unteren Teil der Lorentz-Transformationsformel: 

Wenn man zwei relativ niedrige Geschwindigkeiten durch eine derart grosse Zahl wie c hoch 2 teilt, ergibt sich nahezu Null. Damit wird die Lorentz-Transformation quasi zu einer klassischen Addition.

Man nehme beliebige in unserem Alltag kleine oder hohe Geschwindigkeiten, vom Schneckentempo (3 m/h) bis zur Bewegungsgeschwindigkeit des schnellsten Planeten um die Sonne (Merkur, 47 km/s) und transformiere sie mittels Lorentz-Transformation. Das Ergebnis stimmt in höchstem Ausmass. 

• Nach der Anwendung der Lorentz-Transformation auf das „Schneckentempo“ von 3 m/h ist bis auf 20 Stellen nach dem Komma kein Fehler feststellbar. 

• Beim Merkur ergibt sich, von der Erde aus berechnet (transformiert), trotz der doch beachtlichen Geschwindigkeit des Merkur nur ein Geschwindigkeitsfehler von ca. 5.8 Milliardstel der realen Geschwindigkeit.

Die in der Realität durchgeführten Messungen von beobachtbaren Bewegungen werden von der Lorentz-Transformation also nur relativ geringfügig verfälscht, und so konnten in den realen Anwendungen bei Gravitationsberechnungen nach dem Modell der Raumkrümmung der allgemeinen Relativitätstheorie auch keine grossen Unstimmigkeiten festgestellt werden, z.B. Beim Abstimmen von Satelliten oder ähnlichen Weg-, Distanz- oder Zeitberechnungen. 

Bei zwei sich mit gleicher Geschwindigkeit begegnenden Objekten liegen die Lorentz-Transformations-Fehler wie folgt:

• Bis zu v1,2 ≈ 300 m/s (1080 km/h, Unterschallbereich) liegen die Fehler der Lorentz-Transformation unter dem Billionstelbereich. Das sind Geschwindigkeiten, die bei uns gerade noch als „alltäglich“ beobachtbar sind. 

• Erst ab 9.5 km/s (34'200 km/h) liegen die Fehler über dem Milliardelstelbereich . (Die bis anhin schnellsten Raumsonden wie Voyager 1 und 2 und New Horizon bewegen sich mit Geschwindigkeiten von 13 bis 17 km/s.) 

• Ab 300 km/s (0.001% von c) liegen die Fehler im Millionstelbereich (die Sonne bewegt sich mit ca. 250 km/s um die Milchstrasse) 

• Erst ab 10% von c (ca. 30'000 Kilometer pro Sekunde) liegen die Fehler über 1 Prozent.

Somit verwundert es nicht, dass z.B. die astrophysikalischen Gravitationsberechnungen für Meteoriten, Planeten, Sterne und Galaxien zu nahezu richtigen Resultaten führten, während gleichzeitig die grundsätzlichen Fehler in der Relativitätstheorie unentdeckt blieben.

Massiv werden die Berechnungsfehler also erst in der theoretischen Physik, oder über grosse Distanzen aufsummiert in der relativistischen Astrophysik (über Lichtjahre hinweg gerechnet) sowie insbesondere bei den enormen Geschwindigkeiten in der subatomaren Physik und bei Berechnungen zum Urknall und zu schwarzen Löchern. 

Einsteins zweiter konzeptioneller Fehler war, dass er die wahren energetischen und materiellen (physikalischen) Gegebenheiten nach der Transformation ausser acht liess. 

Ich habe es oben erwähnt: die Lorentz-Transformation setzt einzig die Bewegungen in einen Bezug, nicht aber die energetischen Zustände eines Objektes. 

So werden grundlegende physikalische Regeln ausser acht gelassen, was bei hohen Geschwindigkeiten besonders deutlich wird. 

Wenn ich einen auf mich treffenden Sonnenstrahl transformiere, dann sieht sich das Photon als ruhend, und ich bin ein mich in Lichtgeschwindigkeit auf das ruhende Photon zubewegendes Objekt. 

Im Resultat stimmt einzig die relative Geschwindigkeit, nicht aber die physikalische Realität. Beides ist unmöglich: weder kann ein Photon ruhen, noch kann ich oder irgend ein materielles Objekt mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sein. 

Das selbe gilt auch für Rotationen: wie langsam ich mich auch um meine eigene Achse bewege, und dabei meine Augen zum ruhenden Zentrum der Realität transformiere: je weiter entfernt die Objekte im Kosmos, umso mehr werden sie unmittelbar auf ein hohes Vielfaches der Lichtgeschwindigkeit transformiert. 

Es ist also unmöglich, dass die physikalischen Gesetze für alle sich bewegenden Objekte gelten, wenn sie sich als ruhend betrachten. Einsteins Transformations- und Relativitätsprinzip ist bei hohen Geschwindigkeiten in vielen Fällen signifikant falsch. 

Auch wenn die Fehler bei geringeren Geschwindigkeiten nicht ins Gewicht fallen, ist die spezielle Relativitätstheorie grundlegend konzeptionell falsch, a) von den physikalischen Regeln her, und b) bezüglich die relativen Bewegungen, und zwar durch die gesamte Bandbreite von Energie/Materie und möglichen Geschwindigkeiten, beginnend beim „Kleinsten Schnellsten“, den elektromagnetische Wellen (Photonen oder wie weiter oben aufgezeigt Protonen), über sicht- und beobachtbar „Schnelles Grosses“ (z.B Planetenbewegungen) bis hinein in den Alltag (Lorentz-transformierte Menschen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit auf ein „ruhendes Photon“ hinbewegen). 

Konsequenzen 

Zwingend ergibt sich aus diesen Feststellungen, zusammen mit der Feststellung einer absoluten Lichtgeschwindigkeit c: 

1. Reine Geschwindigkeitstransformationsrechnungen sind möglich.
   .
2. Parallel verlaufende Geschwindigkeiten können und müssen addiert (bzw. subtrahiert) werden. Es gilt zu unterscheiden zwischen Objekt-Geschwindigkeiten (max = c) und relativen Geschwindigkeiten zueinander (max = 2c).
   .
3. Transformationen von physikalischen Eigenschaften sind nicht real. Albert Einsteins These, dass für Objekte jeglicher Geschwindigkeit die selben Raum- und physikalischen Gesetze gelten, ist falsch. Richtig ist: es gelten annähernd die selben Gesetze bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten, Eigenrotationen ausgenommen.
   .
4. Da die absolute Lichtgeschwindigkeit konstant ist, und da die Transformation zu ruhenden Punkten für Photonen sowohl mathematisch als auch energetisch nicht möglich ist (es gibt keine „ruhenden Photonen“), weil Raumdrehungen nicht transformiert werden dürfen, und weil sich an beliebiger Stelle im Universum parallel zueinander bewegende Photonen immer in einer relativen Geschwindigkeit von genau 0 (gleiche Richtung) oder 2c (Gegenrichtung) unterwegs sein müssen, bleibt als einzige Möglichkeit ein absolutes und räumlich orientiertes (gerichtetes) Raumkoordinatensysten K0.
   
   
• Der Raum und damit die Zeit sind zwingend absolut. Sie sind einzig örtlich relativ, allerdings nicht im Sinne der historischen Relativitätstheorie.
  
  
• Das Licht ist demnach zwingend nicht überall und nicht in alle Richtungen gleich schnell, sondern einzig im zu K0 unbewegten Raum absolut. Im schwerelosen Raum ohne Bewegung in Relation zu K0 gilt
  
  
• Im gravitativ verdichteten und in Relation zu K0 ruhenden Raum Kg gilt:
  
  
  wobei die Distanzen d und die Zeit t in Kg verdichtet und die Bewegungslinien relativ zu K0 gekrümmt sind. Das Grössenverhältnis zwischen c0 und cg bleibt gewahrt.
  
  
• Im zum Koordinatensystem 0 sich konstant bewegendem Raum Kb gilt: 

Die Ergebnisse der Experimente von Michelson-Morley, Dayton Miller, Hammar u.a.m. gilt es entsprechend neu zu betrachten und zu interpretieren, sowohl bezüglich die realen Raum- (und Zeit-) Verdichtungen als auch bezüglich der realen Relativitäten. 

Für die Lehrbücher der Physik und für die mathematische Anwendung ergibt sich folgendes: 

Richtig bleibt die Theorie der Krümmung der Raum-Zeit, wobei dieser gewählte Fachausdruck nicht ganz richtig ist. (Der Raum krümmt sich nicht gravitativ (z.B. rund um die Sonne), sondern er ist dort gravitativ verdichtet, was zu einer Krümmung der Wegbahnen von elektromagnetischen Wellen bzw. Photonen führt. Auch die Zeit ist nicht gekrümmt sondern „verdichtet“, denn wegen den durch die Verdichtung des Raums verkürzten Distanzen verändert sich (Dilatation) die von aussen betrachtete „Bewegungszeit“ der Photonen (wie auch alle anderen Bewegungen). Örtlich ist das nicht feststellbar, da alles proportional dichter ist: ein Photon legt über die selbe Distanz die selben Wegeinheiten zurück.)

Jede Lorentz-Transformation ist falsch. Auf die Lorentz-Transformation muss, um korrekte Resultate zu erhalten, verzichtet werden, und vergangene Berechnungen müssen korrigiert werden, wobei dabei festgestellt werden wird, dass die Fehler bei Berechnungen von Objekten mit relativ geringen Geschwindigkeiten (unter ca. 5% der Lichtgeschwindigkeit) nahezu vernachlässigbar klein sind. 

Sämtliche Programme und Arbeiten, in denen die Lorentz-Transformation enthalten ist, können umgeschrieben bzw. überarbeitet werden mit 

Zusammenfassung 

Die spezielle Relativitätstheorie ist konzeptionell und mathematisch grundsätzlich falsch. 

Die Gravitationstheorie des gekrümmten Raums als Teil der allgemeinen Relativitätstheorie ist im Grundsatz richtig. 

Der Grund, warum sich zweiteres trotz der Verknüpfung mit ersterem bewährte, liegt in der Tatsache, dass ersteres bei „Alltagsgeschwindigkeiten“ bis zu 10% der Lichtgeschwindigkeit (ca. 30'000 km/s) keine auffälligen Fehler mit sich bringt. 

Aus den Darlegungen folgt zwingend ein absolutes, in sich örtlich ruhendes und ausgerichtetes Koordinatensystem K0 sowie örtlich minimal unterschiedliche Lichtgeschwindigkeiten in Relation zu K0, falls sich das örtliche Koordinatensystem K1 in Bewegung zu K0 befindet. 

Raum und Zeit sind absolut. Die kosmischen Ereignisse sind sowohl auf geringstem Raum wie auch insgesamt kausal und determiniert. Es gibt im Universum keinen durch Transformation zu findenden sich bewegenden (Minkowski-)Raum, von dem aus betrachtet die hiesige Kausalität umgekehrt ist.

Veröffentlicht am 15,8,2020