Viveka Heute im Zeitzeichen: Leon Foucault
Das Foucault Pendel bringt mich zu einem Mysterium der Physik, welches nicht nur mich ratlos macht, sondern offenbar auch immer noch gestandene Physiker der Gegenwart.
Zunächst einmal: Wenn wir uns mit konstanter Geschwindigkeit bewegen, können wir nur durch den Vergleich mit unbewegten Objekten feststellen, dass wir uns bewegen. Wir können aber selbst dann nicht sicher sagen, ob wir uns bewegen oder die von uns beobachteten vermeintlich unbewegten Objekte. Bewegung ist also stets relativ. Wären wir allein im Weltall, könnten wir nicht feststellen, ob wir uns bewegen, weil es keinen Bezug gäbe.
Nun kommen wir zur Rotation. Das Foucault Pendel zeigt uns, dass die Erde sich dreht. Die Frage, die ich mir stelle ist die: Könnte es sein, dass nicht die Erde sich dreht, sondern der Raum um uns herum? Ist Drehung ebenfalls nur relativ? Angenommen, die Erde wäre allein im Weltall, würde das Foucault Pendel immer noch eine Rotation anzeigen?
Offenbar lassen sich an der Oberfläche eines Satelliten Fliehkräfte feststellen, wenn dieser sich um seine eigene Achse dreht, egal wie weit er von anderen Objekten entfernt ist. Wie sähe es aus, wenn es neben dem Satelliten keine weiten Objekte im Weltall gäbe, gäbe es dann trotzdem noch Fliehkräfte? Und wenn ja, wodurch würden diese hervorgerufen?
Üblicherweise werden Fliehkräfte durch das Vorhandensein eines sogenannten Inertialsystems erklärt. Was aber definiert das Inertialsystem in einem ansonsten leeren Weltall? Ich habe heute bei Wikipedia einen kleinen Artikel hierzu gefunden mit dem Stichwort Machsches Prinzip. Laut Mach sind die übrigen Massen des Weltalls für das Inertialsystem und damit die Zentrifugalkräfte verantwortlich, d.h. ohne diese Massen gäbe es keine Fliehkraft. Er schreibt:
Beispielsweise bliebe demnach die Zentrifugalkraft bei der Bahnbewegung der Erde um die Sonne dieselbe, wenn Erde und Sonne ruhten und die Massen des Weltalls um das System Sonne-Erde rotierten.
Eine logische, allerdings auch schwer verdauliche Betrachtung, denn dann müssten diese Millionen von Lichtjahren entfernten Massen ja eine Fernwirkung auf uns ausüben, eine Fernwirkung, die weit über z.B. die Gravitationskraft hinausginge. Ich wüsste nicht, welche Fernwirkung das sein sollte.
Wenn es aber eine solche Fernwirkung nicht gibt, was ersetzt dann den von Newton postulierten absoluten Raum, was ist dann für das Inertialsystem verantwortlich? Einsteins Relativitätstheorie ersetzt zwar Newtons absoluten Raum wie auch die ebenfalls von ihm postulierte absolute Zeit und ersetzt diese durch eine dynamische Raumzeit, allerdings kann ich darin noch keine Beantwortung meiner Frage herauslesen.
Auch der Wikipedia-Artikel zum Machschen Prinzip gibt hierzu keine verbindliche Antwort. Es heißt, Einstein habe in dem Lense-Thirring-Effekt eine Vereinbarkeit mit dem Machschen Prinzip gesehen, das ist aber wohl umstritten. Und auch über einen möglichen Beweis des Lense-Thirring-Effekts wird noch diskutiert.
Ich finde es total faszinierend, dass es zu einer so einfachen Frage (Fliehkraft von anderen Objekten abhängig oder nicht) immer noch keine unumstrittene Antwort gibt.
