Einstein relativiert - gekrümmte Vorstellungen, gedehnte Wahrheiten

Einstein im Wunderland

Die Relativitätstheorie nach Einstein’scher Interpretation schien dem gesunden Menschenverstand zu widersprechen. Abgesehen davon, dass sie die Lichtgeschwindigkeit c als universelle Konstante festlegt, führt sie zudem zu einigen seltsamen Ergebnissen in Bezug auf unsere Erfahrungswelt, indem sie das Licht zur Grundlage ihrer Berechnungen macht.

Die Zeit eines bewegten Objektes scheint sich zu verlangsamen, und Wissenschaftler, die der neuen Botschaft glaubten, nahmen an, dass ein Mann, der in eine Rakete mit entsprechend hoher Geschwindigkeit gesetzt wird, nie altern würde. Doch laut Einsteins Denkungsart sind alle Bewegungen relativ, also könnte der Mann in der Rakete genauso gut annehmen, es sei die Erde, die sich bewegt und er derjenige, dem die Zeit davonläuft. In dem Chaos, das durch derartige Argumente verursacht wurde, schien selbst Einstein seine ursprünglichen Prämissen zu vergessen. Diese Phänomene waren nicht real: Sie traten einzig und allein deswegen auf, weil alle Informationen zwischen beiden – dem Astronauten und der Erde – durch Signale ausgetauscht wurden, die mit endlicher Geschwindigkeit reisten: „c“. Hier ging es überhaupt nicht um den Raum: Es ging um die Übertragung von Informationen!¹³

Gemäß dieser Lesart veränderten sich auch die Informationen über die Länge: In einem bewegten Körper schien sie sich zu verkürzen. Nach der ursprünglichen Interpretation durch Lorentz schrumpfte die Länge tatsächlich. Einstein hingegen argumentierte, dass es nur ein illusorischer Effekt ist, der durch unsere ART der Entfernungsmessung hervorgerufen wird: Wir verwenden Signale mit endlichen Geschwindigkeiten, die von Objekten abgestrahlt werden, die sich am Beobachter vorbeibewegen. Wenn diese eine optische Täuschung ist, so könnte man erwarten, dass sich die Wirkung photographieren lässt; doch Einstein bestritt dies, weil es zu seiner Zeit niemand ernsthaft versucht hatte.¹⁴

Während Uhren langsamer zu gehen und Längen zu schrumpfen scheinen, scheint sich die Masse im Relativen Wunderland zu erhöhen – vom Standpunkt eines ruhenden Beobachters. Da aber alles relativ ist, könnte der Mann im Raumschiff genauso gut behaupten, dass die zurückgelassenen Erdlinge schwerer werden. Wer nimmt also zu?

Besonders interessant sind in dieser Hinsicht Pionen, die sich mit „unmöglicher“ Geschwindigkeit fortbewegen. Berechnungen zufolge, die 1904 unabhängig von dem britischen Astronomen und Physiker Sir James Jeans (1877-1946)¹⁵ sowie dem weniger bekannten italienischen Idustriellen Olinto De Pretto (1857-1921) durchgeführt wurden, liegt deren Masse exakt bei mc², wobei „m“ der hypothetischen Masse der Photonen entspricht. Einstein erweiterte diese Idee auf alle bewegten Körper, indem er ihnen eine „Ruheenergie“ von E=mc² zuschrieb. Stellte man Einstein die Frage, worin der Ruhm der Speziellen Relativitätstheorie begründet liege, so nannte er insbesondere die Energieformel. Doch stammte sie überhaupt von ihm? Und kann alle Materie tatsächlich in reine Energie umgewandelt werden?

Später, als die Atombombe hergestellt wurde – und nachdem Einstein eine Petition für ihren Bau unterzeichnet hatte – behaupteten viele Wissenschaftler, mit Hilfe der „E=mc²“-Formel die potentielle Energie des Atoms befreit zu haben. Oder basierten die Berechnungen der Energie gar auf anderen, komplizierteren Formeln?

Der französische Chemieprofessor C. Louis Kervran (1901-83) schreibt in seinem Buch „Biological Transmutations“ (1962), dass diese Formel niemals auf den Atomkern angewendet werden kann, da

„[…] es ein Fehler ist, dass Materie in Energie umgewandelt werden kann. Die Behauptung ist falsch, obwohl sie in praktisch allen Büchern über Kernphysik zu finden ist. Wir wissen nur, wie wir die Bindungsenergie zwischen Nukleonen nutzbar machen können (die von Mesonen zu stammen scheint). Doch dabei wird die Materie nicht in Energie umgewandelt: Materie besteht im Grunde aus Protonen und Neutronen, und bei der Kernspaltung verschwinden die Nukleonen nicht, sondern sind in den Spaltprodukten zu finden. Falls einige Neutronen emittiert werden, dann werden sie nicht zerstört. Damit Materie verschwindet, muss ihr Antimaterie gegenüber stehen.“

Rückwärtsgerichtetes Denken

Einsteins alter Lehrer, Professor Hermann Minkowski (1864-1909), der ihn einige Jahre zuvor noch verächtlich als „faulen Hund“ bezeichnet hatte, brachte Einstein 1906 auf eine neue Idee. Sollten die Lorentz-Transformationen korrekt sein, dann stellen sie nur eine Rotation in einem vierdimensionalen mathematischen „Raum“ dar, der aber nicht mit dem Raum verwechselt werden sollte, den wir in einem Zimmer, in der Natur oder im Kosmos vorfinden. Der von ihm gedachte „Raum“ war nicht etwa unser physikalischer „äußerer Raum“, sondern ein mathematisches Konstrukt aus vier gleichartigen Wegen, die alle mit dem gleichen Maßstab gemessen werden können: Höhe, Länge, Breite und der Weg, der vom Licht in einem bestimmten Zeitabschnitt zurückgelegt wird (Lichtweg = cx Sekunden).

Um es verständlicher auszudrücken: Der mathematische Raum beschreibt zunächst die drei erfahrbaren Dimensionen Länge, Höhe und Breite, kopiert dann ein Bild dieses äußeren Raumes auf Papier und stellt Formeln auf, wie vorzugehen ist, wenn in diesem Papier-Raum, der nur eine Abstraktion des echten Weltraums ist, Wege gemessen und Positionen von Objekten bestimmt werden sollen. Es ist eine Welt, die nur auf dem Papier existiert, die sich aber auf unsere Erfahrungen in der realen Welt bezieht. In dieser Papierwelt behandeln wir bekannte Größen wie Weg, Bewegung, Volumen, Form, Oberfläche usw. und stellen Formeln – oder besser noch: Regeln – auf, mit denen wir diese konkreten Sinnesgrößen ausdrücken können.

Es ist im Grunde eine „Spielerei“, denn selbst wenn die Berechnungen nicht stimmen, können sie immer noch anhand der realen Welt überprüft werden. Was aber, wenn wir über unsere sinnlich erfahrbare Welt hinausgehen und nur rein theoretisch eine weitere Dimension, eine weitere messbare Größe zu unseren drei Dimensionen hinzufügen und sie dadurch vierdimensional machen: Länge, Breite, Höhe und „etwas anderes“? Dieses „andere“ kann mit demselben Maßstab gemessen werden wie die drei anderen, aber um was handelt es sich dabei? In der Realität gibt es nichts Vergleichbares: Es ist ein theoretisches Konstrukt. Dennoch können wir auf den vierdimensionalen Raum dieselben Regeln anwenden wie auf den dreidimensionalen und mit diesen Ideen dann in drei Dimensionen herumspielen.