Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm
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GR: Gravitation und Relativitätstheorie
GR 18: Postersitzung
GR 18.1: Poster
Freitag, 4. März 2005, 14:00–19:00, Poster TU BH
Dynamische Begründung der Lorentz-Transformation — •Dieter Suisky1 und Peter Enders2 — 1Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, Newtonstr. 15, 12489 Berlin — 2Siemens AG, Berlin
Einstein hat die Lorentz-Transformation erstmals physikalisch begründet, nämlich mit Hilfe einer „Umdeutung“ der Galilei-Newtonschen Kinematik zur speziell-relativistischen (Relativitätsprinzip, Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, Umdefinition der Gleichzeitigkeit). Als Ergänzung hierzu stellen wir eine dynamische Begründung der Lorentz-Transformation vor. Sie beruht auf der Eulerschen Weiterentwicklung der Newtonschen Axiomatik. Bekanntlich kann die Newtonsche Kinematik und Mechanik nicht verallgemeinert, sondern höchstens „umgedeutet“ (Heisenberg, 1925) werden. Das liegt daran, daß nicht nur die Zustandserhaltung, sondern auch die Zustandsveränderung axiomatisch festgelegt wird. Letzteres ist nach Euler nicht notwendig. Damit sind andere als die Newtonschen Bewegungsgesetze möglich, ohne die Axiomatik (vor allem die Energieerhaltung) anzutasten. Insbesondere kann die in der Gleichung dv(t)=F/M dt (v - Geschwindigkeit, Zustandsvariable bei Euler; F - äußere Kraft; M - konstante träge Masse des betrachteten Körpers) enthaltene Forderung fallengelassen werden, daß die Zustandsänderung dv unabhängig vom Zustand v sei. Dann ergibt sich als eine verallgemeinerte Grundlage der Dynamik die Beziehung d[f(v)v]=F/M dt. Die Funktion f(v) wird aus Invarianzforderungen zu f(v)=(1−v2/c2)−1/2 bestimmt. Die resultierende Bewegungsgleichung ist nicht mehr Galilei-, sondern Lorentz-invariant.