BernhardDeutsch
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Mir ist aufgefallen, daß die Spezielle Relativitätstheorie ein paar schwer wiegende Fehler enthält. Sowohl der Impulserhaltungssatz als auch der Schwerpunkterhaltungssatz führen zu Widersprüchen. Deshalb möchte ich dieses Thema zur Diskussion stellen.
Um zu zeigen, wie diese Widersprüche entstehen, habe ich mir ein Experiment ausgedacht:
4 physikalisch gleiche Massen (m1, m2, m3, m4) bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit (v1=v2=v3=v4) aus verschiedenen Richtungen innerhalb einer beliebigen Ebene aufeinander zu und stoßen in einem Punkt zusammen. Nach der Kollision bleiben alle 4 Massen aneinander haften und bilden eine neue Masse (m1234), die sich dann mit einer zu berechnenden Geschwindigkeit (v1234) bewegt. Der Winkel zwischen den Bewegungsrichtungen benachbarter Massen beträgt 60°. (Phi(1,2)=Phi(2,3)=Phi(3,4)=60°)
2 Massen sind dann physikalisch gleich, wenn ich diese Massen vor dem Experiment austauschen könnte, ohne daß sich dadurch der Ausgang des Experiments verändert. Mit dieser physikalischen Gleichheit wird sichergestellt, daß ein Beobachter aus einem beliebigen Inertialsystem die Gleichheit der Massen erkennen kann.
Sowohl wegen der Impulserhaltung als auch wegen der Schwerpunkterhaltung kann die Berechnung der Geschwindigkeit der Masse nach dem Stoß aus 3 Teilstößen berechnet werden, bei denen jeweils 2 physikalisch gleiche Massen zusammenstoßen. Dieser Zusammenstoß kann dann in dem Inertialsystem ausgewertet werden, in dem die beidem Massen aus entgegengesetzten Richtungen mit gleich großer Geschwindigkeit zusammenstoßen. Es gibt 3 mögliche Kombinationen:
1 (m1+m2->m12)+(m3+m4->m34)->m1234
2 (m1+m3->m13)+(m2+m4->m24)->m1234
3 (m1+m4->m14)+(m2+m3->m23)->m1234
Es gilt: Phi(x,y)+Phi(y,z)=Phi(x,z).
Aus diesem Grund können auch die Winkel zwischen 2 beliebigen Massen berechnet werden:
Phi(1,3)=Phi(1,2)+Phi(2,3)=120°, Phi(2,4)=Phi(2,3)+Phi(3,4)=120°, Phi(1,4)=Phi(1,2)+Phi(2,4)=180°.
Weil Phi(1,2)=Phi(3,4)=60° ist, müssen die Massen m12 und m34 die gleiche Geschwindigkeit haben und da Phi(1,3)=Phi(2,4)=120° ist, ist auch Phi(12,34)=120°. Weil Phi(1,3)=Phi(2,4)=120° ist, müssen die Massen m13 und m24 die gleiche Geschwindigkeit haben und da Phi(1,2)=Phi(3,4)=60° ist, ist auch Phi(13,24)=60°.
Da Phi(1,4)=180° ist, kommen die Massen m1 und m4 aus entgegengesetzten Richtungen. Da die Massen physikalisch gleich sind, hat die Masse die Geschwindigkeit v14=0. Dies gilt sowohl wegen des relativistischen Impulserhaltungssatzes als auch wegen des relativistischen Schwerpunkterhaltungssatzes. Im 3. Fall befindet sich also die eine Masse m14 vor der Kollision in Ruhe und die andere Masse m23 bewegt sich mit einer berechenbaren Geschwindigkeit auf diese Masse zu. Dies ist der einzige Fall, in dem 2 physikalisch gleiche Massen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten kollidieren.
Jetzt muß ich nur noch die Geschwindigkeit der Inertialsysteme berechnen, in dem sich die Massen aus entgegengesetzten Richtungen mit gleich großer Geschwindigkeit aufeinander zu bewegen. Sind die Massen austauschbar gleich und Phi(i,j)<180°, dann bewegt sich dieses Inertialsystem in der Richtung der Winkelhalbierenden und die Geschwindigkeit kann berechnet werden als vij=vi*cos(Phi(i,j)/2)=vj*cos(Phi(i,j)/2). In jedem dieser Inertialsysteme kann man sowohl mit Hilfe des relativistischen Impulserhaltungssatzes als auch mit Hilfe des relativistischen Schwerpunkterhaltungssatz nachweisen, daß sich das Objekt nach der Kollision in Ruhe befinden muß. Also bewegt sich die Masse mij mit der Geschwindigkeit vij. Damit kann ich v1234 mit der Variante 1 und 2 berechnen und es gilt:
v1234=v1*cos(30°)*cos(60°)=v1*cos(60°)*cos(30°)=v1*cos(30°)/2
Ich muß jetzt nur noch die Variante 3 berechnen. Es gilt dort:
v23=v2*cos(30°)=v1*cos(30°)=2*v1234
Dieses Ergebnis bedeutet aber, daß die Massen m14 und m23 gleich sein müssen, obwohl beide unterschiedliche Geschwindigkeiten haben. Nur wenn m14=m23*(1-v23^2/c^2)^(1/2) ist, dann gäbe es ein Inertialsystem, in dem beide Massen aus entgegengesetzten Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit zusammenstoßen und die Masse bleibt dann in diesem Inertialsystem in Ruhe. Nach dem relativistischen Impulserhaltungssatz und nach dem relativistischen Schwerpunkterhaltungssatz müssen 2 gleich große Massen, die aus entgegengesetzten Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit zusammenstoßen und anschließend aneinander haften bleiben nach dieser Kollision in Ruhe sein. Das bedeutet, daß entweder v1234 2 verschiedene Lösungen haben muß, was zu einem Widerspruch im relativistischen Impulserhaltungssatz und zu einem Widerspruch zum relativistischen Schwerpunkterhaltungssatz führt, oder der Relativistische Impulserhaltungssatz und der relativistische Schwerpunkterhaltungssatz können die physikalische Gleichheit 2er Massen nicht erkennen. Dann sind sie unbrauchbar.
Wenn überhaupt, dann gibt es nur ein einziges Inertialsystem, in dem Relativistische Impulserhaltung oder relativistische Schwerpunkterhaltung möglich sind!
Herzliche Grüße von Bernhard Deutsch
Um zu zeigen, wie diese Widersprüche entstehen, habe ich mir ein Experiment ausgedacht:
4 physikalisch gleiche Massen (m1, m2, m3, m4) bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit (v1=v2=v3=v4) aus verschiedenen Richtungen innerhalb einer beliebigen Ebene aufeinander zu und stoßen in einem Punkt zusammen. Nach der Kollision bleiben alle 4 Massen aneinander haften und bilden eine neue Masse (m1234), die sich dann mit einer zu berechnenden Geschwindigkeit (v1234) bewegt. Der Winkel zwischen den Bewegungsrichtungen benachbarter Massen beträgt 60°. (Phi(1,2)=Phi(2,3)=Phi(3,4)=60°)
2 Massen sind dann physikalisch gleich, wenn ich diese Massen vor dem Experiment austauschen könnte, ohne daß sich dadurch der Ausgang des Experiments verändert. Mit dieser physikalischen Gleichheit wird sichergestellt, daß ein Beobachter aus einem beliebigen Inertialsystem die Gleichheit der Massen erkennen kann.
Sowohl wegen der Impulserhaltung als auch wegen der Schwerpunkterhaltung kann die Berechnung der Geschwindigkeit der Masse nach dem Stoß aus 3 Teilstößen berechnet werden, bei denen jeweils 2 physikalisch gleiche Massen zusammenstoßen. Dieser Zusammenstoß kann dann in dem Inertialsystem ausgewertet werden, in dem die beidem Massen aus entgegengesetzten Richtungen mit gleich großer Geschwindigkeit zusammenstoßen. Es gibt 3 mögliche Kombinationen:
1 (m1+m2->m12)+(m3+m4->m34)->m1234
2 (m1+m3->m13)+(m2+m4->m24)->m1234
3 (m1+m4->m14)+(m2+m3->m23)->m1234
Es gilt: Phi(x,y)+Phi(y,z)=Phi(x,z).
Aus diesem Grund können auch die Winkel zwischen 2 beliebigen Massen berechnet werden:
Phi(1,3)=Phi(1,2)+Phi(2,3)=120°, Phi(2,4)=Phi(2,3)+Phi(3,4)=120°, Phi(1,4)=Phi(1,2)+Phi(2,4)=180°.
Weil Phi(1,2)=Phi(3,4)=60° ist, müssen die Massen m12 und m34 die gleiche Geschwindigkeit haben und da Phi(1,3)=Phi(2,4)=120° ist, ist auch Phi(12,34)=120°. Weil Phi(1,3)=Phi(2,4)=120° ist, müssen die Massen m13 und m24 die gleiche Geschwindigkeit haben und da Phi(1,2)=Phi(3,4)=60° ist, ist auch Phi(13,24)=60°.
Da Phi(1,4)=180° ist, kommen die Massen m1 und m4 aus entgegengesetzten Richtungen. Da die Massen physikalisch gleich sind, hat die Masse die Geschwindigkeit v14=0. Dies gilt sowohl wegen des relativistischen Impulserhaltungssatzes als auch wegen des relativistischen Schwerpunkterhaltungssatzes. Im 3. Fall befindet sich also die eine Masse m14 vor der Kollision in Ruhe und die andere Masse m23 bewegt sich mit einer berechenbaren Geschwindigkeit auf diese Masse zu. Dies ist der einzige Fall, in dem 2 physikalisch gleiche Massen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten kollidieren.
Jetzt muß ich nur noch die Geschwindigkeit der Inertialsysteme berechnen, in dem sich die Massen aus entgegengesetzten Richtungen mit gleich großer Geschwindigkeit aufeinander zu bewegen. Sind die Massen austauschbar gleich und Phi(i,j)<180°, dann bewegt sich dieses Inertialsystem in der Richtung der Winkelhalbierenden und die Geschwindigkeit kann berechnet werden als vij=vi*cos(Phi(i,j)/2)=vj*cos(Phi(i,j)/2). In jedem dieser Inertialsysteme kann man sowohl mit Hilfe des relativistischen Impulserhaltungssatzes als auch mit Hilfe des relativistischen Schwerpunkterhaltungssatz nachweisen, daß sich das Objekt nach der Kollision in Ruhe befinden muß. Also bewegt sich die Masse mij mit der Geschwindigkeit vij. Damit kann ich v1234 mit der Variante 1 und 2 berechnen und es gilt:
v1234=v1*cos(30°)*cos(60°)=v1*cos(60°)*cos(30°)=v1*cos(30°)/2
Ich muß jetzt nur noch die Variante 3 berechnen. Es gilt dort:
v23=v2*cos(30°)=v1*cos(30°)=2*v1234
Dieses Ergebnis bedeutet aber, daß die Massen m14 und m23 gleich sein müssen, obwohl beide unterschiedliche Geschwindigkeiten haben. Nur wenn m14=m23*(1-v23^2/c^2)^(1/2) ist, dann gäbe es ein Inertialsystem, in dem beide Massen aus entgegengesetzten Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit zusammenstoßen und die Masse bleibt dann in diesem Inertialsystem in Ruhe. Nach dem relativistischen Impulserhaltungssatz und nach dem relativistischen Schwerpunkterhaltungssatz müssen 2 gleich große Massen, die aus entgegengesetzten Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit zusammenstoßen und anschließend aneinander haften bleiben nach dieser Kollision in Ruhe sein. Das bedeutet, daß entweder v1234 2 verschiedene Lösungen haben muß, was zu einem Widerspruch im relativistischen Impulserhaltungssatz und zu einem Widerspruch zum relativistischen Schwerpunkterhaltungssatz führt, oder der Relativistische Impulserhaltungssatz und der relativistische Schwerpunkterhaltungssatz können die physikalische Gleichheit 2er Massen nicht erkennen. Dann sind sie unbrauchbar.
Wenn überhaupt, dann gibt es nur ein einziges Inertialsystem, in dem Relativistische Impulserhaltung oder relativistische Schwerpunkterhaltung möglich sind!
Herzliche Grüße von Bernhard Deutsch
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