Was ist der Äther in der Physik genau und warum wurde bis zum 17.Jahrhundert geglaubt, dass dieser als Medium im "Raum" existiert?

5 Antworten

Hallo dasVollidiot,

nicht bis zum, sondern ab dem 17. Jhd. - nämlich bis ins 20. Jhd. hinein - glaubte man, dass der Raum mit dem sog. Weltäther oder kurz Äther (nicht zu verwechseln mit der chemischen Stoffgruppe der Ether) erfüllt sei.

Dies hängt damit zusammen, dass man sich zunehmend Gedanken über die physikalische Natur des Lichtes machte. Es gab zwei konkurrierede Modelle:

  • Das Korpuskel-Modell des Lichtes, wie es NEWTON favorisierte, und
  • Licht als Wellenphänomen, wie es HUYGENS favorisierte.

Wellen konnte man sich eigentlich nur als etwas vorstellen, das sich in einem Medium ausbreitet. Ein gutes Beispiel dafür sind Schallwellen - im Weltraum hört man nichts. Nun sind Schallwellen zumindest in Gasen und Flüssigkeiten Längswellen abwechselnd über- und unterdurchschnittlichen Drucks. Die Schwingung erfolgt in derselben Richtung, in der sich die Welle ausbreitet.

Auch für Lichtwellen dachte man sich ein Medium, ebendiesen Äther. Den darfst Du Dir nicht als Substanz im chemischen Sinne vorstellen, die man etwa anfassen könnte. Ich spreche gern von einer „Supersubstanz“. Wenn ich unbedingt sagen sollte, woraus der Äther denn bestehen sollte, wäre die beste Antwort wohl „aus Raum“ oder „aus Elektromagnetismus“. Man müsste sich darunter ein elektromagnetisches Feld vorstellen, dass ggf. den Zahlenwert 0 hat, aber eben überall existiert.

Spätestens seit MAXWELL und HERTZ (Mitte/Ende 19. Jhd.) ist nämlich bekannt, dass Licht aus elektromagnetischen Wellen besteht.

Das sind übrigens Querwellen, d.h., die Schwingung erfolgt im rechten Winkel zur Ausbreitungsrichtung. Wollte man dem Äther also so etwas wie einen Aggregatzustand zuschreiben, müsste dieser fest sein, denn nur in festen Medien kann sich etwa Schall auch in Form von Querwellen ausbreiten.

Der Äther müsste sogar das härteste „Material“ (wie gesagt, er ist eigentlich keine Materie) überhaupt sein, denn je härter oder steifer ein Material ist, desto schneller breitet sich eine Erschütterung darin aus.

Bewegung relativ zum Äther, so dachte man im 19. Jhd., sollte man interferometrisch nachweisen können; so wollten MICHELSON und MORLEY die Bewegung der Erde nachweisen. Dies ergab allerdings kein Ergebnis.

Im Laufe etlicher Jahre entwickelte LORENTZ eine Theorie, nach der der Äther selbst durch Phänomene wie Längenkontraktion und Zeitdilatation seinen Bewegungszustand verschleiert. Mathematisch und in ihren Voraussagen gleicht seine Äthertheorie (LÄT) der späteren Speziellen Relativitätstheorie (SRT) von EINSTEIN, der allerdings auf das Konzept des - ohnehin nicht nachweisbaren - Äthers ganz verzichtete und einfach GALILEIs Relativitätsprinzip auf MAXWELLs Elektrodynamik - insbesondere auf seine Wellengleichung - anwandte.

Woher ich das weiß:Recherche

Der Äther (griech. αἰθήρ [„aithḗr“], der (blaue) Himmel‘) ist eine hypothetische Substanz, die im ausgehenden 17. Jahrhundert als Mediumfür die Ausbreitung von Licht postuliert wurde. Später wurde das Konzept aus der Optik auch auf Elektrodynamik und Gravitationübertragen, vor allem um auf Fernwirkungbasierende Annahmen zu vermeiden.

Diese Konzeptübertragungen ergaben unüberwindliche konzeptionelle Schwierigkeiten und Widersprüche zu experimentellen Resultaten. Die Idee eines Äthers konnte experimentell nicht bestätigt werden. So konnten die Maxwellschen Gleichungen niemals vollständig in Übereinstimmung mit den mechanischen Äthermodellen gebracht werden. Ebenso musste der Äther einerseits als materieller Festkörper definiert werden, andererseits sollte sein Widerstand gegenüber der Bewegung der Himmelskörper unmerklich gering sein. Die Existenz sowohl eines ruhenden als auch die eines mitgeführten Äthers wurden durch Experimente und Beobachtungen widerlegt: Der ruhende Äther wurde durch das Michelson-Morley-Experiment widerlegt, und eine Äthermitführung widersprach der Aberration des Lichtes. Diverse Hilfshypothesen, die eingeführt wurden, um das Konzept zu retten, widersprachen sich selbst und erschienen zudem als willkürlich.

Ein Äther spielt also bei den beobachtbaren physikalischen Phänomenen keine Rolle. Ein Alternativkonzept, in dem ein mit einem Bewegungszustand verbundenes Medium nicht benötigt wird, wurde mit der speziellen Relativitätstheorie geschaffen. Mit ihrer Hilfe ließ sich die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen erstmals widerspruchsfrei beschreiben; für weitere Gründe und Motivationen siehe den Hauptartikel Geschichte der speziellen Relativitätstheorie. Die relativistische Elektrodynamik wurde inzwischen mit der Quantenmechanikverschmolzen; die resultierende relativistische Quantenelektrodynamik benötigt ebenfalls kein Trägermedium für die Wellen.

Ja, aber genau das verstehe ich eben nicht. Deshalb wollte ich gerne eine andere Erklärung.

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@dasVollidiot

Also hast du Probleme mit Fremdwörtern und bist zu faul, sie nachzuschlagen.

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@PatrickLassan

Sehr geil den Link und dessen Inhalt, den ich schon vorgegeben habe, einfach nachzukopieren. Ich nehme an ihr alle wisst selber nicht genau was es ist.

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@dasVollidiot

Ich nehme eher an, dass du den Text nicht verstehst, denn er erklärt relativ genau, was Äther in der Physik bedeutet, nämlich ein längst überholtes Konzept.

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Man hat sich den Äther halt wie das Übertragungsmedium von Licht (und anderen Dingen) gesehen. Schall bspw. wird von Luft (bzw. Materie an sich) übertragen, im All kann man nichts hören, weil keine Luft zwischen deinem Ohr und dem Erzeuger des Tons ist, welche den Ton zu dir überbringt. Der Äther wurde also quasi als "Luft" im Weltall gesehen, welcher Lichtwellen überträgt. Wie wir heute wissen benötigt Licht aber kein Übertragungsmedium

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