Zusätzliche Bemerkungen

In der klassischen Physik haben alle Begriffe den exakt festgelegten Sinn, und man braucht nicht, sie durch Ersatz auszutauschen. Mögen die Relativisten für ihre neuen Begriffe (genauer gesagt, Kombinationen von Zeichen) andere Bezeichnungen ausdenken. Die relativistische Bestimmung von Koordinaten des Trägheitsmittelpunktes [17]:

$${\bf R} = {\sum E{\bf r}\over\sum E}$$

hat keinen physischen Sinn, weil sich der Trägheitsmittelpunkt in der SRT eines und desselben Systems von bewegten Teilchen in verschiedenen Bezugssystemen unterschiedlich erweist. Das hat zu sagen, dass er seine funktionale Bestimmung des Gleichgewichtsmittelpunktes nicht einhält. Mögen wir einen massiven flachen Kasten haben, in dem sich massive Kügelchen bewegen. Möge der Trägheitsmittelpunkt des ganzen Systems im klassischen Fall während des Bewegungsprozesses und Zusammenstoßes von Kugeln mit dem Mittelpunkt des Kastens zusammenfallen. Im klassischen Fall können wir ihn dann auf der Stütze kleinen Durchschnitts (Abb. 4.3) ausgleichen (z.B., im Schwerfeld der Erde), und das Gleichgewicht bleibt erhalten.

Abbildung 4.3: Trägheitsmittelpunkt des Systems und Gleichgewicht.

In der SRT, wenn wir auf dieses System aus dem schnell bewegten relativistischen Weltraumschiff darauf nur schauen, kann sich der Trägheitsmittelpunkt im Gegenteil nicht über der Stütze erweisen, und das Gleichgewicht wird gestört. Ausgezeichnete Objektivität der SRT: um das Gleichgewicht von Plasma in der gesteuerten Kernfusion nicht zu stören, besteht die Bitte an relativistische Weltraumschiffe, nicht zu fliegen und dem Experiment nicht heimlich zuzusehen.

Die relativistische Verbindung von Masse und Energie spiegelt in der Tat nichts Prinzipielles wider. Der klassische Ausdruck der kinematischen Energie

$$E = {mv^2\over 2}$$

und der relativistische

$$E=mc^2\biggl ( {1\over \sqrt{1-v^2/c^2}} - 1\biggr )$$

unterscheiden sich tatsächlich durch nichts Wesentliches (qualitativ). Diese beiden Größen sind Berechnungsgrößen. Der Versuch, diese Größen zu messen (d.h., Eichung des Gerätes) hängt von der Interpretation der Theorie ab, weil diese Größen vom Vergleich mit dem Etalon nicht bestimmt werden können. Da der relativistische Ausdruck von Energie

$$E = {mc^2\over \sqrt{1-v^2/c^2}}$$

außer Masse auch andere Größen enthält, bleiben Masse und Energie bei beliebigen möglichen Wechselwirkungen als verschiedene (nicht äquivalente, unabhängige) Größen. Sogar für die sogenannte „Ruhenergie“ $E=mc^2$ kann keine Rede von gegenseitigen Umwandlungen von Masse und Energie sein. Die Sache besteht darin, dass sich Photonen bei der Annihilation (der einzige Kandidat für ähnlichen Prozess) bilden, für die die „Masse der Bewegung“ nach derselben Formel in der SRT postuliert wird. Also ist die Rede auch in diesem Fall einfach von gegenseitigen Umwandlungen von Teilchen. Geschweige denn, dass die „Ruhenergie“ nur eine SRT-Hypothese ist, weil die Theorie zu derselben unbestimmten Konstante wie in der klassischen Physik führt.

Lenken wir unsere Aufmerksamkeit auch auf die Nichtinvarianz der Formel $E=mc^2$ in den SRT-Rahmen: die Masse ist invariant, die Lichtgeschwindigkeit auch. Die Energie stellt doch den 4-Vektor dar. Wenn man versucht, in die Energie des Körpers die kinetische Energie seiner Moleküle einzuschließen, die sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten ${\bf v}_i$ bewegen, werden diese Geschwindigkeiten beim Übergang in das bewegte System unterschiedlich mit der Geschwindigkeit des Körpers als Ganzem zusammengesetzt. Im Ergebnis wird die Wechselwirkung gestört, und im neuen System erweist sich diese Formel als einfach relativistische Bestimmung eines gewissen „Buchstaben $E$“.

Die SRT versucht von prinzipiellen Positionen „mit Windmühlen zu kämpfen“: z.B., mit dem Begriff „vollkommener Festkörper“. In der klassischen Physik legt doch keiner den buchstäblichen Sinn in die Abstraktion des vollkommenen Festkörpers hinein. Es ist für alle klar, dass es vollkommene Festkörper sogar bei gar nicht relativistischen Geschwindigkeiten nicht gibt (wir betonen die Rolle von Beschleunigungen, genauer gesagt, Kräften in dieser Frage und denken an gewöhnliche Zusammenstöße der Autos auf den Straßen zurück). Bei der Beschreibung mancher Bewegungen ist der Einfluss von Deformationen einfach vernachlässigt klein oder unwesentlich für die geforschte Erscheinung, und dann wendet man die Abstraktion des vollkommenen Festkörpers nur für die Vereinfachung der mathematischen Auslegungen an. Die SRT versucht, die Elementarteilchen prinzipiell für Punktteilchen [17] zu halten, und stößt sofort an ein anderes Problem – an die Singularität einer Reihe von Größen.

Gehen wir jetzt unmittelbar zu den Bemerkungen über die relativistische Dynamik über (zur Theorie der Zusammenstöße und den Gesetzen der Bewegung von geladenen Teilchen).