Jan Peter Apel

Der relativistische Dopplereffekt
von Jan Peter Apel
4.3.2011

Der Dopplereffekt ist die Änderung einer Wellenfrequenz, die sich bei Übergängen von Wellen von einem auf ein anderes Objekt einstellt, wenn zwischen beiden eine Bewegung vorliegt. Schulisch ist das in Bruttoformeln für den Weg von Wellen von Wellenquellen zu Wellenempfängern für verschiedenste Fälle gefaßt. Das erklärt aber nicht das Wesen des Dopplereffektes.
Drei Beispiele.
1) Eine Polizeisirene hört sich in ihrem Ton höher an, wenn sich das Polizeiauto auf uns zu bewegt. Der Schall der Sirene kann nicht mit Schallgeschwindigkeit gegenüber der Schallquelle, der Sirene, vorwärts laufen sondern nur mit Schallgeschwindigkeit gegenüber der Luft. In der Luft in Richtung vorne befindet sich also Schall mit höherer Frequenz. In Richtung nach hinten natürlich dem entsprechend Schall mit tieferer Frequenz. Hinter dem Polizeiauto höhren wir also einen tieferen Ton. In beiden Fällen aber nur, wenn wir selbst stillstehen. Der Dopplereffekt entsteht beim Übergang der in der sich bewegenden Sirene erzeugten Wellen an die Luft.
2) Umgekehrt hören wir einen höheren Ton, wenn wir im Auto auf einen Kirchturm zufahren, in dem die Glocken läuten. Der Glockenton befindet sich zwar unverändert in der Luft, da keine Bewegung der Glocken gegenüber der Luft vorliegt, aber wir als Empfänger bewegen uns dem Schall entgegen. Dabei trifft der Schall nicht mehr mit Schallgeschwindigkeit am Ohr ein, sondern mit einer höheren. Nach dem Vorbeifahren am Kirchturm hören wir dann eine tiefere Frequenz.
Der Dopplereffekt entsteht in diesem Fall beim Übergang von Wellen von Luft an das bewegte Ohr.

Diese vorgenannten Beispiele zeigen aber nicht das auf, um was es wirklich geht, wo der eigentliche Knackpunkt liegt. Die Schwingungsfrequenzen der beiden Beispiele sind so hoch, daß sie erst durch Vorstellungskraft visualisiert werden können. Visualisierung ist jedoch der Schlüssel zu verinnerlichendem Verständnis. Deshalb ein Beispiel, das wirklich visuell betrachtet werden kann.
3) Eine Wellenfrequenz liege durch das Auf und Ab der Meereswellen vor. Die Quelle dafür ist Wind auf dem offenen Meer. Die Frequenz betrage willkürlich gewählt 0,1 Hertz, also eine Schwingung (Wellenberg und Wellental) pro 10 Sekunden. Die Wellen laufen mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s dem Strand entgegen. Der Wellenempfänger sei ein Boot, dessen Auf und Ab beobachtet wird.
Steht das Boot still auf dem Wasser, so schaukelt es mit der Frequenz der Wellen, die mit ihrer Geschwindigkeit von 1 m/s unter ihm durchlaufen.
Fährt das Boot mit den Wellen in deren Richtung mit einer Geschwindigkeit von 0.5 m/s, so geht es halb so oft auf und ab, seine Schaukelfrequenz verringert sich auf die Hälfte.
Fährt das Boot mit 1 m/s zum Strand, so geht es überhaupt nicht mehr auf und ab, bleibt auf gleicher Höhe auf einem Wellenberg oder Wellental oder irgendwo dazwischen.
Fährt das Boot den Wellen entgegen vom Strand weg, so bewegt es sich öfter auf und ab. Fährt es mit 1 m/s, so verdoppelt sich die Frequenz des Auf- und Abgehens.
Diese für das Auge sichtbaren Frequenzänderungen des Schaukeln des Bootes sind der Dopplereffekt. Benannt nach Christian Doppler, der sie zuerst physikalisch faßte.

Die visuelle Beobachtung beim Boot zeigt etwas, das bei höherfrequenten und unsichtbaren Wellen nicht auffällt. Es ist das Folgende. Die Wander-(Ausbreitungs-)geschwindigkeit der Wellen ist 1 m/s. Treffen sie mit dieser Geschwindigkeit auf das Boot, so entsteht kein Dopplereffekt. Fährt das Boot zum Strand, so treffen sie mit kleinerer Geschwindigkeit am Boot ein, es entsteht ein Dopplereffekt, der zu einer kleineren Frequenz führt mit der das Boot schaukelt. Fährt das Boot den Wellen entgegen zum Meer hinaus, so treffen sie mit höherer Geschwindigkeit am Boot ein, die Schaukelfrequenz erhöht sich. Daraus ergibt sich (der Fall, daß sich Wellenquellen statt Wellenempfänger bewegen mit eingeschlossen):

Ein Dopplereffekt entsteht, wenn Wellen nicht mit ihrer Geschwindigkeit von Quellen abgehen wie an Empfängern eintreffen

Das allgemein gefaßt heißt: ein Dopplereffekt, also eine Frequenzveränderung, entsteht, wenn eine Wellenquelle, ein Wellendetektor oder ein Wellenreflektor eine Bewegung gegenüber dem Bezugspunkt der Wellen hat. Der Bezugspunkt ist der, gegenüber dem sich die Wellengeschwindigkeit bestimmt. Was die Welle selbst ist, ob ein schwingendes Medium oder nicht, ist dafür irrelevant. Es ergibt sich ein Grundgesetz für den Dopplereffekt:

Der Dopplereffekt entsteht örtlich an jeder Stelle, an der sich eine Quelle oder Detektor oder Reflektor gegenüber dem Bezugspunkt von Wellen bewegt und:
Der Dopplereffekt ist ein rein geometrisch verursachtes Naturgeschehen

Aus diesem grundsätzlichen Ursache-Wirkungs-Funktionismus ergibt sich für Licht: Wenn Licht immer mit seiner Wellengeschwindigkeit, das ist die Lichtgeschwindigkeit, auf Körper auftrifft wie von ihnen abgeht, kann und darf bei Licht ein Dopplereffekt nicht entstehen! Daß Licht auf Körper, egal, wie sie sich bewegen, immer mit exakt Lichtgeschwindigkeit aufträfe wie von ihnen abginge, hat Einstein aber als eine Grundlage seines Weltbildes postuliert. (Letztlich resultiert auch daraus das Höherdimensionale in seiner Welt.) Konkret gemessen wurde das aber noch nie, es ist nach wie vor nur eine Behauptung Einsteins! (Einstein schuf sie auf Grund seiner Interpretation des Ergebnisses des Michelson-Experimentes, siehe hier im Kapitel "Das Michelson Experiment".) Da aber bei Licht nachweisbar ein Dopplereffekt in genau der Größe nach Christian Dopplers Formeln eintritt, ist das der unwiderlegbare Beweis dafür, daß dieses Einstein´sche Postulat falsch ist.

Die Messung des Dopplereffektes bei Licht bedeutet nichts anderes als ein Kontrollexperiment für Einsteins Postulat einer relativ konstanten Lichtgeschwindigkeit!

Wer das nicht anerkennt, versteht nichts von Physik. Da lassen sich auch "Kleine" nichts von "Großen" vormachen, selbst nicht von Einstein, er war nicht Gott. Einstein´s Aussage, daß Licht immer mit seiner absoluten Geschwindigkeit auf Körper auftrifft bzw. von ihnen weggeht, egal wie sie sich dabei bewegen, ist so präzise und explizit (alles andere ausschließend), daß sie zwingend einen Dopplereffekt bei Licht verbietet! Wenn diese zwingende Schlußfolgerung nicht stimmen soll dann gibt es überhaupt keine Schlußfolgerungen mehr, dann kann man in der Physik sagen was man will, dann ist alles Ansichtssache, von Wissenschaft weit weit entfernt.
Da sich aber niemand, der das Brot der Wissenschaft ißt und von seinen Vorgesetzten oder Geldgebern oder anderem abhängig ist, mit Einstein "anlegen" will bzw. darf, finden solche Erkenntnisse keine Bestätigung. Im Gegenteil, für Licht wurde einfach etwas "erfunden". Und das in bewährter Manier, indem man etwas hinzufügt, eine "Korrektur", die das Falsche richtig machen soll. Man erfand den "relativistischen Dopplereffekt". Er verändert den Wert gegenüber dem normalen Dopplereffekt bei Licht um nur Bruchteile eines Promilles, es sei denn, die Geschwindigkeiten von Wellenquellen oder -empfänger oder Reflektoren sind bedeutsam gegenüber der Lichtgeschwindigkeit. Der relativistische Dopplereffekt stammt im grundsätzlichen (typisch 99,999999.... %) aus der Formel des normalen Dopplereffektes! Aber der kleine Teilpromille- "Zusatz", der aus Relativistischem kommt, gibt ihm einen neuen Namen und führt zum Glauben, das wäre nun insgesamt etwas ganz anderes und die Auftreffgeschwindigkeit von Wellen spielten keine Rolle mehr. Es gibt wohl kein besseres Beispiel für Pseudophysik. Bei Relativistischem traut sich dann auch wieder niemand zu kontrollieren, es ginge dann evtl. ja schon wieder gegen Einstein. Nicht eine andere Formel, nur ein anderer Name für die grundsätzlich gleiche genügt, um Licht einen Sonderstatus zu geben, wie von Einstein gewünscht. Aber:

Auch bei Licht entsteht der Dopplereffekt nach den gleichen geometrischen Prinzipien wie bei Schall!

Schon 2008 schrieb Robert Laughlin, Nobelpreis Physik 1998, in `Abschied von der Weltformel´: “......, daß Licht Eigenschaften besitzen muß, die dem Vorbild des Schalls entsprechen“ und trifft damit den Nagel auf den Kopf. Laughlin´s Aussage ist das Produkt eigenen und neuen Denkens. In Deutschland werden aber keine Denker mehr ausgebildet sondern nur noch "Rechner", gefüttert mit altem Denken.
Relativistisch entstehen zwar auch Frequenzänderungen, aber nicht nach dem Funktionismus des Dopplereffekts. Sie entstehen auch nicht bei Wellenübergängen, sondern nur in einem Objekt. Relativistische Frequenzänderungen entstehen durch Zeitdilatation und sind damit etwas ganz ganz anderes. Sie mit den bei Übergängen geometrisch entstehenden wie Äpfel und Birnen in einen Topf zu werfen, nur weil beide Obst sind, ist keine Physik mehr. Relativistische Frequenzänderungen und Frequenzänderungen bei Wellenübergängen von einem zu einem anderen Objekt dürfen gar nicht zusammen verknüpft werden, das verbieten ihre gänzlich anderen Entstehungen aus ganz eigenständigen und unterschiedlichen Naturprinzipien.

In Satelliten, die um die Erde kreisen, entsteht durch Zeitdilatation eine Frequenzveränderung ihrer Funksender. Durch ihre Bahngeschwindigkeit eine Frequenzverminderung, durch ihre von der Erde entferntere Position durch die dort geringere Gravitationswirkung eine Frequenzerhöhung. Die Summe ergibt eine leichte Freqenzverminderung, also eine Rotverschiebung. Diese Frequenzänderung stellt den relativistischen Anteil des "relativistischen Dopplereffektes" dar. Der normale Dopplereffekt bei Satelliten ist null, sie bleiben auf gleichem Abstand zur Erde. Wäre diese nun nur aus dem relativistischen Anteil entstehende Rotverschiebung ein tatsächlicher Dopplereffekt, würde das bedeuten, daß sich die Satelliten mit der dazu gehörigen Geschwindigkeit (die äußerst hoch wäre!) von der Erde weg bewegen. Das aber tun sie nachweislich nicht.

Einen "relativistischen Dopplereffekt" gibt es nicht!

kosmosphysik.de