Haben wir die Relativität schon richtig verstanden?

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Sollten die neuen Erkenntnisse, die uns das James-Webb-Teleskop vermittelt, nicht Anlass sein, nochmal über die Grundlagen der Physik und Astronomie nachzudenken?

Ich möchte ganz an der Basis beginnen, bei dem, was wir mit unseren Sinnen wahrnehmen können. Und das, was wir mit Messinstrumenten messen können. Die sich dabei ergebenden Puzzleteile möchte ich zu einem logisch in sich geschlossenen Gesamtbild zusammensetzen.

Ich glaube, dass um uns herum ein Universum existiert, das nach seinen ganz eigenen Regeln funktioniert. Das hat es schon getan, bevor sich der Mensch überhaupt entwickelte und in der Lage war, sich darüber Gedanken zu machen. Ich glaube, dass die Realität dieses Universums und die Realität des menschlichen Denkens zwei völlig verschiedene Realitäten sind. Das menschliche Denken findet nur in der theoretischen Welt seiner Phantasie statt.

Aus dieser Gedankenwelt heraus kann er versuchen, über seine Sinne oder seine Messinstrumente, etwas über die andere Realität zu erfahren. Mit Hilfe der Sinneseindrücke kann er sich ein Bild von der Realität des Universums machen. Mithilfe von Messinstrumenten kann er diese Sinneseindrücke erweitern und exaktere Messwerte gewinnen. Diese Messwerte kann er dann innerhalb seiner theoretischen Welt mit Hilfe der Mathematik zusammenfassen. Daraus kann sich ein logisch in sich geschlossenes Bild ergeben. Dieses Bild stimmt aber nur insoweit mit der Realität des uns umgebenden Universums überein, soweit die Sinneseindrücke und die Messinstrumente korrekt interpretiert werden.

Ergeben sich Unstimmigkeiten in diesem Bild, dann können wir mathematisch überprüfen, welche Interpretation der Messinstrumente, die wahrscheinlich bessere ist. Ohne Unstimmigkeiten kann sich in der Realität menschlicher Gedanken ein mathematisch logisch in sich geschlossenes Bild ergeben. Interpretieren wir die Messinstrumente aber falsch, dann hat dieses Bild nur eingeschränkt mit der Realität des uns umgebenden Universums zu tun.

Als Beispiel nehmen wir das Messinstrument „Uhr”. Einstein hat gesagt: Die Zeit ist etwas, was man von einer Uhr ablesen kann. Aber was misst eine Uhr? Nehmen wir eine Lichtuhr, eine Atomuhr und eine Pendeluhr. Was messen diese Uhren? Nehmen wir für jede ein Paar und synchronisieren sie in einem Raum. Dann transportieren wir jeweils ein Exemplar auf einen Berg. Dabei sollte der Abstand zur Rotationsachse der Erde nicht verändert werden, damit wir nur einen gravitativen, aber keinen Bewegungseffekt haben. Dann vergleichen wir die Uhren. Die Atomuhr geht schneller und die Pendeluhr langsamer. Wie ist das Ergebnis zu interpretieren?

Ich weiß nicht, ob man überhaupt schon mal eine Lichtuhr konstruiert und dann auf einen Berg transportiert hat. Jetzt will man die Zeitmessung auf der Erde noch weiter verbessern, indem man hochpräzise Atomuhren zur ISS schickt. Wohl Aces genannt. Die besteht aus einer Caesium-Atomuhr Pharao und einer Wasserstoff-Maser-Uhr SHM. Vielleicht sollte man dann auch mal eine Lichtuhr mit auf Reisen schicken, um die Theorie zu überprüfen.

Die Einheit für den Messwert der Zeit ist s. Diesem s sieht man aber nicht an, dass es ein vierdimensionaler Messwert ist. Einfacher zu erkennen bei der Lichtuhr, denn das Photon muss sich durch den Raum bewegen, um hin und her zu pendeln und die Zeitwerte zu markieren. Bei der Pendeluhr ist es das Pendel, dass sich hin und her bewegt. Bei der Atomuhr sind die räumlichen Bereiche viel kleiner, aber eben auch Bewegungen. Wir vergessen bei dem Messwert für s einfach die anderen drei Dimensionen, weil wir davon ausgehen, dass sie konstant sind.

Die Einheit für den Messwert des Raumes ist m. Nichts im Universum ist statisch. Malen wir 2 Punkte auf eine Tafel und schieben das Lineal langsam daran vorbei. Lesen wir zuerst vorne einen Messwert ab und dann hinten, dann messen wir den Abstand der Punkte immer zu groß. Lesen wir zuerst hinten und dann vorne ab, messen wir den Abstand immer zu klein. Wir müssen beides gleichzeitig messen, um korrekte Messwerte zu erhalten. Damit ist der Messwert von m abhängig von der Zeit und damit auch vierdimensional. Das sieht man dem m nicht an, weil wir heimlich davon ausgehen, dass man die räumlich getrennten Messpunkte gleichzeitig misst.

Wir Menschen können von der uns umgebenden Realität des Universums nur vierdimensionale Messwerten für s und m erhalten. Deshalb muss der Raum und die Zeit, in der vom menschlichen Denken unabhängigen Realität des uns umgebenden Universums, nicht auch verknüpft sein. Hier können Raum und Zeit völlig unabhängig voneinander sein, auch wenn der Mensch das nicht messen kann.

Ich suche jemanden, der in der Physik und Astronomie versiert ist. Der aber bereit wäre anzunehmen, dass das Gravitationsfeld ein Medium ist, zu dem man sich bewegen kann. Und dieses Medium hat genau die Eigenschaften, die man beobachten kann und keine anderen. Für jemanden, der sich dunkle Materie vorstellen kann, sollte das nicht allzu schwierig sein. Das bedeutet dann auch, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht absolut konstant, sondern konstant zu diesem Medium ist.

Woraus dieses Medium besteht, möchte ich zunächst nicht weiter untersuchen. Bildlich gesprochen möchte ich die Bewegung von Segelschiffen beobachten, wie schon vor tausend Jahren, ohne zu wissen, woraus Wasser und Luft bestehen. Ausgehend von diesem „Gravitationsmedium” lassen sich möglicherweise die in der Astronomie beobachteten Bewegungsphänomene auch ohne Dunkle Materie erklären.

Ich kann sehr gut Puzzleteile logisch zusammensetzen, aber ich kann nicht mit frei zugänglichen Daten der Astronomie und ihrer mathematischen Verarbeitung umgehen. Ohne das lässt sich aber diese Idee nicht überprüfen und exakter beschreiben. Dabei brauche ich Hilfe.

english:

Shouldn't the new insights that the James Webb Telescope gives us be an occasion to think again about the basics of physics and astronomy?

I want to start at the very basics, with what we can perceive with our senses. And what we can measure with measuring instruments. I would like to put together the resulting puzzle pieces into a logically self-contained overall picture.

I believe that there is a universe around us that functions according to its very own rules. It did this before humans even evolved and were able to think about it. I believe that the reality of this universe and the reality of human thought are two completely different realities. Human thinking takes place only in the theoretical world of his imagination.

From this world of thoughts, he can try to learn something about the other reality through his senses or his measuring instruments. With the help of the sensory impressions, he can get an idea of the reality of the universe. With the help of measuring instruments, he can expand these sensory impressions and obtain more precise measurements. He can then summarize these measured values within his theoretical world with the help of mathematics. This can result in a logically self-contained picture. However, this image only corresponds to the reality of the universe around us to the extent that we correctly interpret our sensory impressions and the measuring instruments.

If there are inconsistencies in this picture, then we can mathematically check which interpretation of the measuring instruments is probably the better one. Without inconsistencies, a mathematically logically self-contained picture can emerge in the reality of human thoughts. However, if we interpret the measuring instruments incorrectly, then this image has only limited relation to the reality of the universe around us.

As an example, let's take the measuring instrument "clock". Einstein said: Time is something that can be read from a clock. But what does a clock measure? Let's take a light clock, an atomic clock and a pendulum clock. What do these watches measure? Let's take a pair for each and synchronize them in a room. Then we transport one specimen at a time up a mountain. Thereby, the distance to the Earth's axis of rotation should not be changed. Then we compare the clocks. The atomic clock goes faster and the pendulum clock slower. How should one interpret the result?

I don't know if a light clock has ever been constructed and then transported up a mountain. Now they want to improve timekeeping on Earth even further by sending high-precision atomic clocks to the ISS. Probably called Aces and consists of a caesium atomic clock Pharaoh and a hydrogen maser clock SHM. Maybe one should send a light clock with you on your trip to check the theory.

The unit for the measurement of time is s. But you can't tell from this s that it's a four-dimensional measured value. Easier to recognize with the light clock, because the photon has to move through space to oscillate back and forth and mark the time values. With the pendulum clock, it is the pendulum that moves back and forth. In the atomic clock, the spatial areas are much smaller, but so are movements. With the measurement for s, we simply forget about the other three dimensions because we assume that they are constant.

The unit for the measured value of space is m. Nothing in the universe is static. Let's draw 2 dots on a board and slowly push the ruler past it. If we first read a measured value at the front and then at the back, then we always measure the distance between the dots too large. If we read first at the back and then at the front, we always measure the distance too small. We have to measure both at the same time to get correct readings. Thus, the measured value of m is dependent on the time and thus also four-dimensional. You can't tell from the m, because we secretly assume that the spatially separated measuring points are measured at the same time.

But only because we can only calculate with four-dimensional measurements for s and m in human thinking, space and time do not have to be linked in the reality of the universe that surrounds us, which is independent of human thinking. Here, space and time can be completely independent of each other, even if humans cannot measure it.

I'm looking for someone who is well-versed in physics and astronomy. But he should be willing to assume that the gravitational field is a medium to which one can move. And this medium has exactly the properties that can be observed and no others. For someone who can imagine dark matter, this shouldn't be too difficult. This also means that the speed of light is not absolutely constant, but constant to this medium.

I do not want to investigate further what this medium consists of. Figuratively speaking, I want to observe the movement of sailing ships, as we did a thousand years ago, without knowing what water and air are made of. Based on this "gravitational medium", it might be possible to explain the motion phenomena observed in astronomy without dark matter.

I am very good at putting puzzle pieces together logically, but I can't deal with freely accessible data from astronomy and its mathematical processing. Without this, however, this idea cannot be tested and described more precisely. I would need help with that.

Die Bücher sind auch im Ausland erhältlich:

deutsch: Die Relativität des Beobachers und die Gravitation

ISBN: 978-3-7557-1725-6

english: The Relativity of the Observer and the Gravitation

ISBN: 978-3-7557-4026-1