Table Of ContentWolfgang Trageser Hrsg.
Das Relativitäts-
prinzip
Eine Sammlung von Originalarbeiten
zur Relativitätstheorie Einsteins
2. Aufl age
Das Relativitätsprinzip
Wolfgang Trageser
Das Relativitätsprinzip
Eine Sammlung von Originalarbeiten
zur Relativitätstheorie Einsteins
2. Auflage
Beruht auf dem Werk „Das Relativitätsprinzip -
Eine Sammlung von Abhandlungen, 5. Auflage“
von H. A. Lorentz, A. Einstein, H. Minkowski
erschienen bei Vieweg+Teubner Verlag 1923
WolfgangTrageser
InstitutfürKernphysik
UniversitätFrankfurt
Frankfurt,Deutschland
ISBN978-3-662-57410-2 ISBN978-3-662-57411-9(eBook)
DOI10.1007/978-3-662-57411-9
DieDeutscheNationalbibliothekverzeichnetdiesePublikationinderDeutschenNationalbibliografie;
detailliertebibliografischeDatensindimInternetüberhttp://dnb.d-nb.deabrufbar.
SpringerSpektrum
Ursprünglicherschienenunter:Lorentz,H.A.,Einstein,A.,Minkowski,H.:DasRelativitätsprinzip-
EineSammlungvonAbhandlungen,5.Auflage,1923
©Springer-VerlagGmbHDeutschland,einTeilvonSpringerNature2016,2018
Das Werk einschließlichallerseinerTeileist urheberrechtlichgeschützt.Jede Verwertung, die nicht
ausdrücklichvomUrheberrechtsgesetzzugelassenist,bedarfdervorherigenZustimmungdesVerlags.
DasgiltinsbesonderefürVervielfältigungen,Bearbeitungen,Übersetzungen,Mikroverfilmungenund
dieEinspeicherungundVerarbeitunginelektronischenSystemen.
DieWiedergabevonGebrauchsnamen,Handelsnamen,Warenbezeichnungenusw.indiesemWerkbe-
rechtigtauchohnebesondereKennzeichnungnichtzuderAnnahme,dasssolcheNamenimSinneder
Warenzeichen-undMarkenschutz-Gesetzgebungalsfreizubetrachtenwärenunddahervonjedermann
benutztwerdendürften.
DerVerlag,dieAutorenunddieHerausgebergehendavonaus,dassdieAngabenundInformationenin
diesemWerkzumZeitpunktderVeröffentlichungvollständigundkorrektsind.WederderVerlagnoch
dieAutorenoderdieHerausgeberübernehmen,ausdrücklichoderimplizit,GewährfürdenInhaltdes
Werkes,etwaigeFehleroderÄußerungen.DerVerlagbleibtimHinblickaufgeografischeZuordnungen
undGebietsbezeichnungeninveröffentlichtenKartenundInstitutionsadressenneutral.
GedrucktaufsäurefreiemundchlorfreigebleichtemPapier
SpringerSpektrumisteinImprintdereingetragenenGesellschaftSpringer-VerlagGmbH,DEundist
einTeilvonSpringerNature.DieAnschriftderGesellschaftist:HeidelbergerPlatz3,14197Berlin,
Germany
(www.springer.com)
Vorworte
VorwortzurerstenundzweitenAuflage
Minkowskis Vortrag „Raumund Zeit“, der im Jahre 1909mit einem Vorwortvon
A.GutzmeralsselbständigeSchrifterschienenist,istbereitsvergriffen.HerrSom-
merfeld hat die glückliche Anregung gegeben, die von dem Verlage gewünschte
Neuausgabezu einer größeren Publikationen zu erweitern, in der die grundlegen-
denOriginalarbeitenüberdasRelativitätsprinzipzusammengestelltwerdensollten.
DiefreundlicheBereitwilligkeitderHerrenH.A.LorentzundEinsteinhatdieAus-
führungdiesesPlanesermöglicht.SoenthältdiesesBändchen,alseineSammlung
von Urkunden zur Geschichte des Relativitätsprinzips, die Entwicklung der Lor-
entzschenIdeen,EinsteinserstegroßeArbeitundMinkowskisVortrag,mitdemdie
Popularität des Relativitätsprinzips einsetzt. Als Ergänzung dient das erste Bänd-
chendieserSammlung„FortschrittedermathematischenWissenschafteninMono-
graphien“,dasdiebeidenausführlichenVeröffentlichungenMinkowskisenthält.
Aachen,Mai1913 OTTOBLUMENTHAL
VorwortzurdrittenAuflage
Die erste und zweite Auflage dieser „Sammlung von Urkunden zur Geschichte
des Relativitätsprinzips“ sind vergriffen.Seitdem hat die Erkenntniseinen großen
Schritt vorwärts gemacht: Einstein hat das lineare Relativitätsprinzip zum allge-
meinenerweitert.Dem mußtebeiderNeuauflageRechnunggetragenwerden.Sie
bringt Einsteins bereits als Buch (bei J.A. Barth) erschienene zusammenfassen-
deAbhandlung„DieGrundlagederallgemeinenRelativitätstheorie“undaußerdem
vierNotendesselbenVerfassers,dieeinerseitsdenBeginnseinerGedankenüberdie
allgemeineRelativitätkennzeichnen,andererseitsdiejüngsten,nochunabgeschlos-
senenIdeebildungenvorführenundfürdieweitereEntwicklungWegeweisen. So
V
VI DasRelativitätsprinzip
führt dieser Band durch den Bau der Relativitätstheorie, vom Grundgeschoß bis
obenhin,wonochdieBalkenfreiindieLuftragen.
Aachen,Oktober1919 OTTOBLUMENTHAL
VorwortzurviertenundfünftenAuflage
UnerwartetunderfreulichraschisteineNeuauflagenotwendiggeworden.Siebleibt
imwesentlichenunverändert.JedochistdiebekannteAbhandlungvonWeyl„Gra-
vitationundElektrizität“neuhinzugekommen.
Aachen,September1921u.1923 OTTOBLUMENTHAL
Vorwort zur erweiterten
und neubearbeiten Auflage
Vorwortzur2.Auflage
Die Vergabe des Nobelpreises für Physik 2017 an die Gravitationswellenpioniere
RainerWeiss,KipThorneundBarryBarishfürdenerstendirektenNachweisvon
Gravitationswellen war nebendergutenResonanzbeidenLeserinnenundLesern
einerderGründezurNeuauflagediesesBuches.
Einstein bezeichnete die Gravitationswellen als „seltsames Ergebnis“ und war
der Überzeugung, dass kaum Hoffnung bestehen würde sie jemals beobachten zu
können.SeinefrühenArbeitenüberGravitationswellenwurdennunderSammlung
derOriginalarbeitenzurEntwicklungderRelativitätstheorie,diedenZeitraumvon
1895bis1925umfasst,hinzugefügt.
Neu in dieser 2.Auflagedererweiterten undneubearbeitetenAusgabedesBu-
ches sind die Beiträge „Eine neue formale Deutung der Maxwellschen Feldglei-
chungen der Elektrodynamik“, „Näherungsweise Integration der Feldgleichungen
derGravitation“sowie„ÜberGravitationswellen“.
FrankfurtamMain,März2018 WOLFGANGTRAGESER
Vorwortzur1.Auflage
Der100.GeburtstagderAllgemeinenRelativitätstheorieimNovember2015istder
GrunddiesesklassischeWerkzurGeschichtederRelativitätstheorieinerweiterter
Form undmit einer Einleitung versehennoch einmalherauszugeben.Die Absicht
hierbeiwar,denDenkwegEinsteinsvonderSpeziellenRelativitätstheorie,überdie
AllgemeineRelativitätstheoriebishinzurEinheitlichenFeldtheoriezuskizzieren.
Der Versuch einer Einheitlichen Feldtheorie von Gravitation und Elektromagne-
tismus darf heute wohl als gescheitert angesehen werden. Trotzdem wurde auch
auf diese Theorie eingegangen, da Einstein bis zu seinem Tode 1955 nach einer
VII
VIII DasRelativitätsprinzip
solchenVereinigungvonzweiGrundkräftengesuchthat.Erfolgwarihmnichtbe-
schieden und die physikalische Forschung ist einen anderen Weg gegangen, den
WegderQuantentheorie.DieAllgemeineRelativitätstheorieistnochimmerunsere
Gravitationstheorie. Als klassische Feldtheorie stellt sie im Rahmen der quanten-
physikalischenKonzeptioneinenFremdkörperdar.TrotzAufbietungraffiniertester
mathematischerMethodenistesbisjetztnichtgelungeneineQuantengravitations-
theorie zu schaffen, die die Physiker zufriedenstellt. Damit ist das Problem der
GravitationnochimmereingroßesProblemderPhysik,dasseinerLösungharrt.
FrankfurtamMain,Mai2015 WOLFGANGTRAGESER
Inhaltsverzeichnis
Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XI
DerInterferenzversuchMichelsons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
ElektromagnetischeErscheinungenineinemSystem,dassichmit
beliebiger,diedesLichtsnichterreichenderGeschwindigkeitbewegt . . . 7
ÜberdieDynamikdesElektrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
ZurElektrodynamikbewegterKörper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
IstdieTrägheiteinesKörpersvonseinemEnergiegehaltabhängig? . . . . 61
RaumundZeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
DasRelativitätsprinzipundseineAnwendung
aufeinigebesondereErscheinungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
ÜberdenEinflußderSchwerkraftaufdieAusbreitungdesLichtes . . . . 103
ZurallgemeinenRelativitätstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
ErklärungderPerihelbewegungdesMerkur
ausderallgemeinenRelativitätstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
DieFeldgleichungenderGravitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
EineneueformaleDeutungderMaxwellschenFeldgleichungen
derElektrodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
NäherungsweiseIntegrationderFeldgleichungenderGravitation . . . . . 149
DieGrundlagederallgemeinenRelativitätstheorie . . . . . . . . . . . . . . . 159
IX
X DasRelativitätsprinzip
HamiltonschesPrinzipundallgemeineRelativitätstheorie . . . . . . . . . . 205
KosmologischeBetrachtungenzurallgemeinenRelativitätstheorie . . . . 211
ÜberGravitationswellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
GravitationundElektrizität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Spielen Gravitationsfelder im Aufbau der materiellen Elementarteilchen
einewesentlicheRolle? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
ÄtherundRelativitätstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
BietetdieFeldtheorieMöglichkeitenfürdieLösung
desQuantenproblems? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
EinheitlicheFeldtheorievonGravitationundElektrizität . . . . . . . . . . 285
Zitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Description:Dieses Buch bietet eine klassische, immer noch aktuelle Einführung in die Probleme und die Entwicklung der Relativitätstheorie anhand von gesammelten Originalarbeiten von Albert Einstein, Hendrik Antoon Lorentz, Hermann Minkowski und Hermann Weyl. Der 100. Geburtstag der Allgemeinen Relativitätst