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Äther

Aristoteles fügte den vier Elementen von Empedocles (Erde, Wasser, Luft und Feuer) als Quintessenz den Äther hinzu, der, im Gegensatz zu den anderen vier Stoffen, unveränderlich und unzerstörbar sei.
Descartes (Prinzipien der Philosophie, 1644) glaubte, leerer Raum besteht nicht aus nichts, sondern sei mit dem Äther ausgefüllt. Den Äther nannte er das »zweite Element«. Dieser Äther bewege die Planeten wie ein Fluss Baumstämme.
Newton zeigte im zweiten Band von Principia, dass die Planeten durch Schwerkraft, nicht wegen des Äthers, bewegt werden. Die Notwendigkeit eines Äthers verschwand zunehmden.
1771 erklärten die Autoren von Encyclopedia Brittanica, dass der Äther der Name einer eingebildeten Flüssigkeit sei.
Mit der Wellentheorie von Thomas Young begann ein erneutes Interesse am Äther.
Als Ole Rømer 1675 die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit entdeckte, überzeugte dies die Wissenschafter nachfolgender Jahrhunderte davon, dass die Ätherhypothese wohl wahr sein müsse. Sowohl Christiaan Huygens (Wellentheorie) wie auch Isaac Newton waren von der Existenz des Äthers überzeugt.
Spätere Entdeckungen wie die Polarisation und Interferenz (1802, Thomas Young) bestärkten die Ätherhypothese weiter.
Die Wissenschaft des 19. Jahrhunderts sah es als gesichert an, dass das Licht ein Medium benötigte, um sich darin im Raum ausbreiten zu können. Eine der zentralen Fragen betreffend der Beschaffenheit Äthers betraf seine Bewegungsfähigkeit. Zwei Alternativen wurden diskutiert: Für die erste Alternative sprach die (stellare) Aberration des Lichts, für die zweite Alternative die Polarisation.

Lorentzsche Äthertheorie

Auch genannt: LET
Letzte Theorie des Äthers, bevor dieser von Einstein verneint wurde. Wurde von Hendrik Lorentz und Henri Poincaré entwickelt.
Offenbar verband Hermann Minkowski die Lorentzsche Äthertheorie mit der Relativitätstheorie.
Im Gegensatz zur RT sind bewegte Massstäbe tatsächlich kürzer und bewegte Uhren tatsächlich langsamer.
Die LET ist angeblich konsistent mit Fresnels Mitführungskoeffizient.

Argumente für den Äther

Das Vakuum hat physikalische Eigenschaften: es überträgt elektromagnetische Felder. ε0 und μ0 haben im Vakuum endliche Grössen.

Substratum

Einige Menschen betrachten »Äther« als eine etwas unglückliche Wortwahl und reden lieber vom »Substratum« (z. B. F. Winterberg, Desert Research Institute, University of Nevada).

Bourbakis Vermutung

Bourbaki vermutet in Sündenfall der Physik, dass Magnetfelder Störungen der μ-Komponente des Äthers sind, die »sich mit sehr hoher Geschwindigkeit im Bereich des Lichtgeschwindigkeitswertes im Raum ausbreiten. (S. 115)

Geschichtliches

Während des 18. Jahrhunderts beherrschte die Emissionstheorie von Newton die Optik.
Anfangs des 19. Jahrhunderts wird sie durch die Äthertheorie verdrängt (1802, Doppelspaltexperiment durch Young).
Die Arbeiten von Maxwell und Hertz zeigten, dass optische Erscheinungen ein Spezialfall elektromagnetischer Erscheinungen sind. Der Lichtäther wurde zum Träger der elektromagnetischen Wellen.
Über die Natur des Äther gab es bis Ende des 19. Jahrhunderts zwei konkurrierende Auffassungen: 1) Der Äther ist unbeweglich, feststehend. 2) Materie kann den Äther mitschleppen, so dass der Äther mitbewegt wird.
Der feststehende Äther wurde besonders durch Fresnel vertreten.
Die Hypothese vom mitbewegten Äther wurde vor allem von Stokes vertreten. So wie die Erde ihre Atmosphäre mit sich zieht, so schleppe sie auch den Äther mit sich.
1890 übertrug Hertz die Theorie vom mitbewegten Äther von der Optik auf alle elektromagnetischen Erscheinungen.
Lorentz zeigte, dass die Aberration des Lichts des Sternlichtes nicht in Einklang gebracht werden konnte. Mit Fresnels fixem Äther ist dies jedoch möglich.
So übertrug er, ebenfalls in den 1890er Jahren, die Theorie vom feststehenden Äther auf alle elektromagnetischen Erscheinungen.
Gemäss Ehrenfest ist übrigens auch Fizeaus Resultat ein Beweis dafür, dass der mitbewegte Äther falsch sit.
Das (angebliche) Null-Ergebnis von Michelson-Morley führt sowohl Einstein (1905) wie auch Ritz (1908) zur Überzeugung, dass es überhaupt keinen Äther gibt.

TODO

Edmund T. Whittacker - A History of the Theories of Aether and Electricity from the Age of Descartes to the Close of the Nineteenth Century
Hylê — Die neue Äthertheorie
Der Äther war auch ein zentraler Begriff der deutschen Physik.

Walter Killer

Äthertheorie oder Relativitätstheorie?: Es gibt keine Inertialsysteme es bleibt das Absolutsystem. Schlussfolgerung: Die Relativitätstheorie wie sie heute aufgefasst wird, ist nicht mehr vertretbar. Hylê – Die neue Äthertheorie als Alternative.
Zweite überarbeitete Fassung von Relativitätstheorie: Das Ende eines Mythos.

See also

Mitführung
Kartesianismus
Paul Ehrenfest: Zur Krise der Lichtäther-Hypothese
Michelson-Morley Experiment
Abschaffung des Äthers in der Relativitätstheorie

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