I.(B5) Gedanken zur Gravitation mit: Das Wort zum Einsteinjahr 2005

"Bei der Schwerkraft aber zeigt sich, wie Galilei mit seinen Fallversuchen eindrucksvoll vorführen konnte, ein merkwürdiger Effekt: Alle Gegenstände fallen gleich schnell, ganz egal wie schwer sie sind. Mit zwei unterschiedlich großen Steinen, von einer Brücke in einen Fluss fallen gelassen, lassen sich Galileis Versuche leicht nachvollziehen: Beide treffen gleichzeitig im Wasser auf. ... Wie ist das möglich? Wie kann ein und dieselbe Kraft [die Schwerkraft] zwei Gegenstände mit unterschiedlichen Massen im gleichen Maß beschleunigen? ... Das ist, bis Einstein auftritt, eines der tiefsten Geheimnisse der Natur." (Jürgen Neffe im seinem im Januar 2005 bei rowohlt erschienenen Buch "Einstein. Eine Biographie" S.232)

Das ist auch so eine Mär! Wegen einer falschen Auffassung von Schwerkraft, als einer lokalen und sekundären statt einer universalen und elementaren Kraft, wurde aus den Fallversuchen von Galilei bis heute nicht der richtige Schluss gezogen, nämlich der, dass es auf die fallenden Gegenstände gar nicht ankommt, weshalb sie alle gleich schnell fallen, was deshalb auch Einstein ein Problem war. Weil jede Punktmasse bzw. jedes Atom mit gleicher Geschwindigkeit fällt, spielt die Anzahl der Atome, die in den Augen eines Beobachters einen einzelnen Gegenstand bilden, natürlich keine Rolle, womit sich dieses durch Einsteins "Auftritt" gelöste, von Neffe zu den "tiefsten Geheimnissen der Natur" gezählte Problem sofort erledigt. Zudem ist man bei diesem "Geheimnis der Natur" genauso ein Opfer des Augenscheins, wie bei dem der Bewegung, die ja als Ereignis auch nur im Kopf eines Beobachters existiert, weshalb es verfehlt ist, sie zum Gegenstand der Physik machen zu wollen. Zwar bleibt weiterhin offen, wie die Natur das Schwerkraftphänomen erzeugt (s. jedoch Text von 2008: Mein Weltbild/Meine Kosmologie), was jedoch für einen angemessenen Umgang mit ihm keine Rolle spielt. Das Schwerkraftfeld ist einfach da, so wie Teilchen und elektromagnetische Felder einfach da sind, deren Herkunft ja auch niemand "erklären" kann oder muss. Wo man hier hinschaut nur Scheinprobleme, was jedoch nicht verwunderlich ist, lehrte doch Mach den Physikern, sich auf den Augenschein zu verlassen, den er für besonders "objektiv" hielt, was natürlich absurd ist, denn nicht umsonst spricht man vom Augenschein als einem Anschein.

Doch gibt es noch eine weitere Konsequenz aus den Fallversuchen: Ebenso wie es beim Fallen im Vakuum nicht nur nicht auf Gewicht, Größe und Form eines Gegenstandes ankommt, ebenso spielt auch seine Natur keine Rolle. Also fällt auch Licht wie jede Art elektromagnetischer Strahlung im Schwerefeld. Auch Neutrinos, dunkle Energie und Antimaterie werden da keine Ausnahme machen,

denn alles ist "schwer", gleich was es ist, alles erzeugt Schwere und alles unterliegt ihr - das ist es ja, was die reale Einheit der Natur ausmacht, die es endlich zu erkennen und zu akzeptieren gilt!

Deshalb kann auch die Ablenkung von Sternenlicht durch die Sonne nicht überraschen. Wie jeder andere Körper im All ist auch Licht zwangsläufig auf krummen Bahnen unterwegs - warum sollte es eine Ausnahme machen? Das 1919 erzeugte Aufsehen davon war ganz und gar unangebracht und wohl nur durch das Verlangen der Massen nach neuen Helden zu erklären, nachdem die Helden des 1. Weltkriegs ausgedient hatten. Bereits John Michell (1783), Laplace (1796) und Soldner (1801) hatten sich über das Fallen von Licht im Schwerefeld Gedanken gemacht und Berechnungen angestellt, wobei "von dem deutschen Astronom Johann Georg von Soldner ... fast dieselbe Ablenkung wie von Einstein errechnet worden war."* Doch schon Newton "hatte in der zweiten Ausgabe seiner großen "Opticks" von 1717 sich selbst die Frage gestellt: 'Wirken nicht die Körper schon aus einiger Entfernung auf das Licht und beugen dadurch seine Strahlen?', sie aber unbeantwortet gelassen."* John Michell, ein Geologe, hat dann 1783 anhand von Newtons Gravitationsgleichung die Masse eines Sterns errechnet, die so groß ist, dass ihr Licht ihn nicht mehr verlassen kann, was wir heute ein "schwarzes Loch" nennen. Die Frage um die es nur noch gehen kann ist, wie gut die Dichteverteilung in der Sonne bekannt ist und wie geeignet die Gleichungen sind, mit deren Hilfe wir die Schwerkraft aus dem weit verteilten und verschieden dichten und dazu aktiven und damit auch veränderlichen Zonen des Sonnenkörpers für sonnennahe Ereignisse berechnen. Newtons Gleichung für Planetenbahnen, die im Zentrum der Sonne ansetzt, also die Ausdehnung der Sonne und die Verteilung ihrer Materie nicht berücksichtigt, sie vielmehr als Massenpunkt behandelt, ergibt - wegen des größeren Entfernung des Wirkzentrums für sonnennahe Ereignisse - zwangsläufig zu geringe Werte. So bleibt Interpretationsspielraum für einen von Einstein angenommenen zusätzlichen Effekt infolge der Krümmung des Raumes, die ihn veranlasste, seine Werte gegenüber den Newtonschen zu verdoppeln, der jedoch wahrscheinlich zu hoch ist. "Ein Geheimnis der Natur", wie "tief" auch immer, das von Einstein zu lösen gewesen wäre oder ihm gar seine Entdeckung verdankt, liegt auch hier nicht vor. Einsteins Triumph von 1919, der ihn weltberühmt machte, und der seither anhaltende Einsteinrummel wären ausgeblieben, hätte Eddington in seinem Eifer nicht die Messwerte auf das Wunschergebnis hin manipuliert und hätte man Newtons Vereinfachung als solche berücksichtigt. Hierzu schreibt Erhard Scheibe in "Die Philosophie der Physiker" auf S. 102: "Ähnlich [vereinfachend] macht man für nicht zu genaue Rechnungen in der Himmelsmechanik die grob falsche Annahme, daß die Planeten und die Sonne Massenpunkte sind." Wie es eben schon Newton tat. Trotz des bis heute üblichen unredlichen Vergleichs zwischen Newtons und Einsteins Gleichungen und des durch Eddington manipulierten Ergebnisses wird der ganze Schwindel noch immer als "erste glänzende Bestätigung Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie" ausgegeben und ist geradezu das Muster für die folgenden und zwangsläufig auch für zukünftige "Bestätigungen" dieser Art, weil die Theorie nur auf diese Weise "bestätigt" werden kann - Bestätigungen anhand von "einigen sehr kleinen [noch dazu manipulierten] beobachtbaren Effekten" (Einstein), die für Einstein selbst "beim besten Willen" nicht entscheidend waren, setzte er doch "hauptsächlich" auf die "logische Konsistenz" seiner Theorie, wie in E. Scheibes Buch auf S. 137 nachzulesen ist. Näheres zu Eddingtons Manipulation s. in mein Exkurs "Wie man zu 'Beweisen' kommt".
*entnommen dem Buch "Die geheimen Leben des Albert Einstein. Eine Biographie" von Roger Highfield und Paul Carter, Lizenzausgabe für Marix Verlag GmbH, Wiesbaden 2004

Wenn es das Charakteristikum der Allgemeinen RT ist, "dass die Schwerkraft keine Kraft ist, die von einem Körper auf einen anderen ausgeübt wird, sondern eine Eigenschaft der Raumzeit selbst,"* so folgt sie darin nur der Beschreibung Newtons in seinen "Principia", wo es in Definition VIII heißt: "Die beschleunigende Kraft soll auf den Ort des Körpers zurückgeführt werden als eine Wirkfähigkeit, die vom Mittelpunkt über die einzelnen Orte in der Umgebung verteilt ist, um (besser: womit) die dort befindlichen Körper in Bewegung zu versetzen (versetzt werden);..." "Die Kräftetheorie ist natürlich rein mathematisch, denn die Ursache der Kräfte und ihre physikalische Grundlage erwäge ich noch nicht." Letztlich könnte man so gar nicht sagen, ob der Satz "Massereiche Objekte verzerren die sie umgebende Raumzeit, und diese vierdimensionalen Kurven sind die Bahnen, auf den kleinere Objekte laufen..."* von Einstein oder von Newton stammt, wäre da nicht der Ausdruck "Raumzeit", den Newton noch nicht kannte. Aber diese prinzipielle Gemeinsamkeit von Newton und Einstein interessiert niemand, da für die Gläubigen nur wichtig ist, dass ihr Idol Einstein scheinbar Recht hat. Und da stört auch keine Manipulation!
*entnommen dem Buch "Die geheimen Leben des Albert Einstein. Eine Biographie" von Roger Highfield und Paul Carter, Lizenzausgabe für Marix Verlag GmbH, Wiesbaden 2004

"Schon 1907 ist Einstein ein Gedankenexperiment in den Sinn gekommen, bei dem die Beschleunigung nicht spürbar ist [der freie Fall]. Diesen Einfall, bei dem er einen Zusammenhang zwischen Beschleunigung und Schwerkraft herstellt, wird er später den "glücklichsten Gedanken meines Lebens" nennen." (Jürgen Neffe in "Einstein" S.234) Das Glück sei Einstein von Herzen gegönnt! Doch ist nicht eine Kraft und damit jede Kraft allein dadurch definiert, dass sie das eine Beschleunigung Bewirkende ist? Wo keine Beschleunigung, da keine Kraft! Wo keine Kraft, da keine Beschleunigung! Was gab es da zwischen Beschleunigung und Schwerkraft erst herzustellen??? Immer wenn es um die Relativitätstheorie geht, stimmen gleich die Begriffe nicht. Und wo man eine Beschleunigung als Beschleunigter trotzdem nicht "spürt", wie im freien Fall, da fehlt es ihr zum "Spüren" an der Gegenkraft, weil ja alles gleich schnell und parallel fällt. Denn die Kraft ist keine Sache an sich, sondern nur der Aspekt eines dynamischen Geschehens der Wechselwirkung der aufscheint, wenn "Körper" aufeinander einwirken (Newton, 3. Axiom), ganz gleich ob direkt oder über ein Feld. So verschwindet eben die Kraft, wenn der beschleunigte Gegenstand, z.B. ein Teilchen in einem Synchrotron, die Geschwindigkeit des beschleunigenden Mediums erreicht hat und beide - wie im freien Fall, z.B. der beiden Steine von der Brücke oder des Astronauten in seinem Shuttle - infolge ihres parallelen Fallens nicht (mehr) aufeinander einwirken können! Ein Beispiel das zeigt, was die Grenzgeschwindigkeit und der freie Fall gemeinsam haben: die fehlende Wechselwirkung innerhalb des Systems, was zu erkennen eben Sachverstand erfordert, d.h. die Fähigkeit, von der Sache her zu denken und zu urteilen. Formale Verallgemeinerungen eines unverstandenen Ergebnisses, wie dem des Michelson-Experiments, sind da ohne Erkenntniswert (s. I/B11).

Leider hat "der glücklichste Gedanke" in Einsteins Leben ihn nicht daran gehindert, für das unvermeidliche Aufhören einer Beschleunigung bei Abbruch der Wechselwirkung sich auch noch eine überflüssige relativistische Erklärung (das Anwachsen der Masse) zu ersinnen, weil ihm das Wesen der Kraft - wie überhaupt das physikalischer Größen - fremd war, wie schon sein "glücklichster Gedanke" zeigt. Doch ist nicht zu fragen: Was könnte der Antriebsquelle einer Beschleunigung es ermöglichen, das Angetriebene schneller zu machen als sie selbst? Muss man diese offen sichtliche ganz allgemeine Unmöglichkeit, die für jede Kraft und Geschwindigkeit gilt, wirklich jemand erklären??? Es kann zwar etwas, was von außen z.B. durch Licht bzw. durch ein elektromagnetisches Feld angetrieben wird, auch nicht schneller werden als das antreibende Medium selbst ist - das ist natürlich richtig, es sei denn, man nimmt die Antriebsquelle als Motor einfach mit! Auf diese Weise verschwindet die von Einstein wie ein Gottesurteil verkündete angebliche Nichtüberschreitbarkeit der Lichtgeschwindigkeit und ermöglicht eine Weltraumfahrt, die diesen Namen verdient (s. I/C4) - Einsteins Lehre nicht nur ein einziges Hindernis für geistigen sondern auch für technologischen Fortschritt.

Das Wort zum Einsteinjahr 2005 auf den Punkt gebrachte lautet daher für mich: Gehirn und Sachverstand bringen uns weiter als Genie und Mathematik. Damit wollte ich nicht sagen, wie mir schon unterstellt wurden (Gästebucheintrag vom 9.5.05 - inzwischen Website ohne Gästebuch), dass ich beide für entbehrlich halte, sondern nur, dass sie sich von kritischen Denken und Sachverstand leiten lassen müssen, um zu soliden Erkenntnissen und damit im Wissen und somit auch in der Technologie "weiter" zu kommen. Es geht mir auch nicht um meinen persönlichen Verstand als Kriterium, wie mir ebenfalls unterstellt wurde, sondern um jenen von Einstein und seinen Anhängern gescholtenen gesunden Menschenverstand, den die Evolution wegen seiner Erfolge in uns herausgebildet hat, der Menschen nach Ursachen von Ereignisssen fragen und forschen lässt. Erst was in seiner Ursache erkannt ist, ist wirklich erkannt und verstanden, was schon Aristoteles wusste. Und das soll nun plötzlich nichts mehr gelten, nur um eine unverständliche Theorie, die vom Glauben lebt, rechtfertigen zu können? Wer den Sachverstand verachtet, den wir täglich zum Überleben brauchen, wer die Grund-legenden Größen allen Messens relativiert und die Vernunft nicht gelten lässt, legt die Axt an die Wurzeln der Zivilisation, ja des Menschseins. Kein Genieblitz kann uns das jemals Wert sein. Wer sich das nicht klar macht, denkt und handelt unverantwortlich!

Bleibt so überhaupt noch ein "tiefstes" oder auch weniger tiefes "Geheimnis der Natur", das uns "das ewige Kind" Einstein mit seinen Relativitätstheorien erst "lösen" musste? Die Antwort muss ich den Physikern überlassen, doch denke ich, dass alle aufhören sollten, seiner naiven Argumentation zu folgen. Wollen wir mündige erwachsene Bürger sein, sollten wir endlich beginnen, nicht nur Uhr und Zeit, sondern auch Materie und Masse zu unterscheiden und das Wesen einer Grenzgeschwindigkeit zu erfassen, um sowohl uns, als auch die Welt wirklich zu verstehen, statt in Denkökonomie alles nur schön zu rechnen und Unverstandenes nachzubeten. Auf alle Fälle wäre 2006 ein gutes Jahr, um nocheinmal von vorn zu beginnen und dann Mechanik und Quantenmechanik gleich in einem zu denken und die Elektrodynamik getrennt zu behandeln. (zu Einsteins Motiven s. das Vorwort auf I/B6 "Zur Einheit der Physik") "Die Relativitätstheorie lebt" sagt [der Physiker und Astronom] John Beckmann. "Aber ob sie tatsächlich die Wirklichkeit beschreibt, bleibt wohl [d.h. was sie immer schon war und sein wird] eher eine Sache des Glaubens als des Beweises." (aus Jürgen Neffe "Einstein" S.269)
Heilbronn im Januar 2005, 2007 einige Ergänzungen

weitere Gedanken zum Nachdenken im Einsteinjahr s. "Rätselhafter Einstein" in I/B8a

In seinem berühmten Lehrgedicht versuchte Parmenides (um 540-480) klarzustellen, was die Menschen hindert, die Einheit und Ganzheit des Daseins zu sehen. Seine Aussagen zur Ganzheit empfand ich spontan als eine gelungene Beschreibung der Gravitation, welche die Vorsokratiker auch Kraft der Freundschaft bzw. Liebe nannten. Entscheidend für mich ist, daß uns durch Parmenides die Gravitation als eine, keine leeren Zwischenräume (Einstein: Raum-Zeit-Kontinuum) duldenden Kraft der Ganzheit nahegelegt wird, an der überall alle Teile des Ganzen komplementär teilhaben, weshalb sie keine Kraft neben den anderen 3 Kräften ist und es keine Antigravitation gibt und geben kann. Die Mechanik wäre durch folgendes Theorem zu ergänzen: "Jede existierende Sache hat zwei komplementäre Aspekte: ihren eigenen und den des Ganzen. Ihr eigener Aspekt wird bei Einwirkung als Trägheit erfahren, der holistische Aspekt zeigt sich als ihr auf sie gerichteter Anteil an der Gravitation. Beide sind einander proportional." Wir hätten es also mit zwei komplementären Aspekten einer einzigen Realität zu tun, was allerdings bereits Newtons Gravitationskonstante, wenn auch nur für die Masse nahelegt. Die konsequente Einhaltung des Ganzheitsgedankens erweitert unsere Sicht so, daß sich unter ihm alle relevanten Erfahrungen zur Gravitation zwanglos in sich konsistent subsumieren lassen.

Nicht nur in der Gesellschaft sondern auch in der physikalischen Wissenschaft hat es der Gedanke der Égalité - der Gleichberechtigung ohne Gleichmacherei - besonders schwer. Ähnlich wie der jahrhundertelange Streit, ob das Licht eine Welle oder eine Korpuskel ist, erst durch Bohrs Gedanken der Komplementarität überwunden wurde, ist es an der Zeit, die Erscheinungen Gravitation und Trägheit als zwei gleichberechtigte aber verschiedene Seiten ein und derselben Sache zu begreifen. Es wird gern übersehen, daß Newton keineswegs die träge Masse als die Ursache der Zentripetalkraft bezeichnet hat, was der Vorwurf ihm unterstellt, er hätte an Fernwirkungen geglaubt, sondern daß er in Definition VIII seiner "Principia" sagt "die beschleunigende Kraft soll auf den Ort des Körpers zurückgeführt werden als eine Wirkfähigkeit, die vom Mittelpunkt über die einzelnen Orte in der Umgebung verteilt ist", was man heute die Beschreibung eines permanenten Feldes nennt, das hier zur Trägheit eines Quants oder "Körperteilchens" (Newton) komplementär ist, so daß die Quantengravitation kein grundsätzliches Problem sein kann.
Die Masse ist ein Maß der Materie, nämlich ihres mechanischen Widerstands. Insofern ist es unzutreffend, von der Masse als der "Ursache" der Gravitation zu sprechen. Daß die Gravitation eine der Materie zugehörende Erscheinung ist, so permanent existierend wie diese, wird von Newtons Proportinalitätskonstante G dargestellt.

Gedanken zur Gravitation

Die Schwerkraft einmal nicht missverstehen

Die Gravitation als Argument für eine ganzheitliche Sichtweise

Gravitation und Trägheit in komplementärer Sicht