3. Das Relativitätsprinzip

Das Michelson-Morley Experiment führte zu folgender fundamentalen Erkenntnis:

Was zunächst einleuchtend und unspektakulär klingt hat - wie sich bald zeigen wird - schwerwiegende Konsequenzen. Um die damit zusammenhängenden Phänomene zu beschreiben, benötigen wir zunächst ein paar Begriffe:

 

Inertialsystem: Ein Bezugssystem, das ruht oder sich gleichförmig (mit konstanter Geschwindigkeit) bewegt, d.h. in dem keine sogenannten Scheinkräfte (wie z.B. Trägheit) auftreten. Jedes Inertialsystem erscheint aus Sicht eines anderen Inertialsystems als gleichförmig bewegt.

Bewegt sich beispielsweise ein System \(S_1\) gegenüber einem System \(S_2\) mit der Geschwindigkeit \(v_{1,2}\), so bewegt sich umgekehrt das System \(S_2\) aus Sicht des Systems \(S_1\) mit der umgekehrten Geschwindigkeit \(v_{2,1}=-v_{1,2}\).

 

Vakuumlichtgeschwindigkeit: Bisher haben wir (vielleicht etwas ungenau) nur allgemein von der Lichtgeschwindigkeit gesprochen. Genauer hätten wir eigentlich immer "Vakuumlichtgeschwindigkeit" sagen müssen, da die Lichtgeschwindigkeit in anderen Medien (wie z.B. Wasser, Glas, oder auch Luft) tatsächlich nicht immer gleich ist (in Medien ist die Lichtgeschwindigkeit typischerweise kleiner als im Vakuum). Der Einfachheit halber werden wir auch weiterhin den Begriff "Lichtgeschwindigkeit" benutzen, sind uns dabei aber dessen bewusst, dass wir damit jene Geschwindigkeit meinen, mit der sich das Licht im Vakuum bewegt.

 

Relativitätsprinzip: Da es keinen Lichtäther gibt, der ein bestimmtes Inertialsystem auszeichnet, sind alle Inertialsysteme gleichberechtigt. Kein System kann objektiv als ruhend oder bewegt betrachtet werden, die Begriffe "ruhend" oder "bewegt" sind vielmehr relativ.