2.1 Das Relativitätsprinzip

In einem gleichförmig fahrenden Eisenbahnwagen fällt ein Körper so wie in einem ruhenden Raum nach Galileis Fallgesetz. Eine solche Gleichartigkeit gilt für jedes Experiment. Kein Experiment in einem geschlossenen Raum kann darüber entscheiden helfen, ob dieser Raum in Ruhe oder gleichförmiger Bewegung ist.

Wir schließen daraus:

In gleichförmig zueinander bewegten Systemen gelten gleiche Gesetze

Relativitätsprinzip

Bei Gedankenexperimenten mit Lichtsignalen hat man den Eindruck, dass dieses Prinzip zu Widersprüchen führt. In Abb. 1 ist ein mit v = 100000 km/s fliegendes Raumschiff zu sehen, von dem ein Lichtsignal ausgesandt wird. Es hat aus der Sicht eines ruhenden Beobachters die Geschwindigkeit c = 300000 km/s, denn die Lichtgeschwindigkeit wird nicht von der Geschwindigkeit der Lichtquelle beeinflusst. Nach dem Relativitätsprinzip ordnet ein Passagier des Raumschiffs dem Lichtsignal auch die Geschwindigkeit c’ = 300000 km/s zu. Dem ruhenden Beobachter kann die Behauptung c = c’ zunächst nicht anerkennen, da aus seiner Sicht das Raumschiff dem Lichtsignal mit 100000 km/s folgt. In Bezug auf das Raumschiff sollte das Lichtsignal seiner Meinung nach die Geschwindigkeit 200000 km/s haben. Die Behauptung c’ = 200000 km/s ist jedoch mit dem Relativitätsprinzip unvereinbar.

Abb. 1

Der irdische Beobachter hat möglicherweise nur scheinbar Recht. Er unterstellt unbewusst, dass sich die Messmittel des Raumschiffpassagiers so verhalten wie die eigenen. Es ist jedoch nicht auszuschließen, dass mit bewegten Messmitteln (Uhren, Messlatten....) andere Messergebnisse erhalten werden als mit ruhenden, so ist denkbar, dass die Längen-, Massen-, und Zeiteinheiten infolge schneller Bewegung aus der Sicht eines irdischen Beobachters größer oder kleiner werden.

Die folgenden, scheinbar gegensätzlichen Behauptungen könnten demnach doch zutreffen:

1.) Die Relativgeschwindigkeit des Lichtes in Bezug auf das Raumschiff aus der Sicht des irdischen Beobachters beträgt 200000 km/s .

2.) Die Relativgeschwindigkeit des Lichtes in Bezug auf das Raumschiff aus der Sicht des Raumschiffpassagiers beträgt 300000 km/s .